JP2001008385A

JP2001008385A - 電力貯蔵システム

Info

Publication number: JP2001008385A
Application number: JP11175394A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fukumori; 健福森
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】割安な夜間電力を有効に無駄なく使用するこ
とができる電力貯蔵システムを提供する。【解決手段】本発明の電力貯蔵システムは、蓄電池５
と、商用電力の交流電力を直流に、前記蓄電池の直流出
力を交流に変換する双方向インバータ４と、を備え、商
用電力を蓄電池５に蓄え、その電力を電気機器に供給す
る電力貯蔵システムにおいて、一日の蓄電池放電パター
ンを予め数種類記憶しておいて、蓄電池５の一日の放電
パターンを制御する制御部３３を設け、使用者がそのパ
ターンを選択可能であることを特徴とする。このような
構成によれば、日々の生活パターンにより蓄電池電力の
使用パターンを設定できるので、蓄電池５に充電される
割安な夜間電力を有効に、無駄なく使用することがで
き、その結果電気代が安くなり、また、電力負荷平準化
に寄与できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、商用電力を貯蔵す
る蓄電池を備え、一日の放電パターンによって蓄電池か
ら放電するようにした、住宅に用いて好適な電力貯蔵シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業界の分野において、作業環境
の快適化、生産部門における自動化、省力化、事務部門
における各種情報機器の増加などで使用される装置や機
器類の増加に伴って電力の使用量は大きく伸びている。
一方、一般家庭においても、ホームエレクトロニクス
化、自動化、省力化などの快適な住環境の整備がなされ
るにつれて、家庭内においても多くのＡＶ機器・情報機
器の利用、照明設備、大型冷蔵庫、全自動洗濯機、乾燥
機、冷暖房機器の利用等が進み、これに伴って一般家庭
における電力の使用量も大きく伸びている。

【０００３】この増大する電力需要に対応するため、電
力を供給する電力会社では、特に、夏場の晴天時の各事
業所での生産設備や冷房設備等のフル稼働や、一般家庭
での冷房設備のフル稼働されるいわゆる電力需要のピー
ク時には、発電設備をフル稼働させてこれに対応してい
る。このように、電力を供給する電力会社には電力需要
のピーク時に合わせた大規模な設備を備えることが要求
されているが、発電所の立地条件の問題や環境問題など
の面から多くの制約条件があり、これ以上、増大する電
力需要のピーク時に合わせて電力を生産する設備を備え
て、増大する電力需要に応えることは最早困難になって
いる。

【０００４】このため、産業界では、割安な商用の夜間
電力を利用するために作業時間のシフトや、割安な商用
の夜間電力を利用した蓄熱や蓄電による冷暖房設備の利
用、電力エネルギーの有効利用や効率化などの省エネル
ギー対策を講じており、一般家庭においても、電力消費
の少ない電気機器の使用など省エネルギーの対策と共
に、割安な商用の夜間電力の利用、特に、この割安な商
用の夜間電力を大容量の蓄電池を利用して蓄え、この蓄
電池に蓄えられた電力を割高な昼間電力の時間帯に利用
して、電力料金の低減を図っている。

【０００５】このような分散型電力貯蔵システムによっ
て、夜間の割安な電力を蓄電池に蓄え、この蓄えられた
電力を昼間の電力需要のピーク時に使用することは、消
費者側にとって、電力料金の低減につながると共に、電
力を供給する電力会社にとっても、昼間の電力需要のピ
ーク時に合わせた過大な設備を備える必要のないことか
ら、昼夜間での電力需要の分散化が行われることになり
電力負荷平準化の一役を担うことができる。

【０００６】この大容量の蓄電池を使用し、割安な夜間
電力を蓄電して割高な昼間電力時間帯に使用し、電力料
金の低減を図るとともに、電力負荷平準化も達成すると
いう電力貯蔵システム自体は知られている（特開平３−
３２３２２号公報参照）。この従来技術は、昼間の電力
ピーク負荷時に蓄電池電力を放電し、負荷平準化を達成
しようとするものである。これは契約電力以上の負荷に
対して電池電力を使用するので、契約電力を低く設定で
きるというメリットがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般家
庭においてこのシステムを利用する場合、電池電力を有
効に効率よく使用することができない場合がある。一般
家庭における電力使用パターンは、事務所などと比べる
と多様である。例えば、平日と休日、外出のため昼間誰
も家にいない場合、また、旅行などで数日間家を空ける
場合など、最大電力が発生する時間帯やその電力量など
まちまちである。

【０００８】特に、旅行などで数日間家を空ける場合は
契約電力以上の電力使用がないため、せっかく蓄電池に
充電した電力を使用することがない。そこで本発明は、
上記課題によりなされたもので、日によって異なる電力
消費パターンに応じた「一日の蓄電池放電パターン」に
よって蓄電池を放電させることができ、蓄電池に蓄えら
れた割安な夜間電力を有効に無駄なく使用することがで
きる電力貯蔵システムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電力貯蔵システ
ムは、商用電力を蓄え、その電力を負荷機器に供給する
蓄電池と、複数の「一日の蓄電池放電パターン」の内の
１つに基づいて前記蓄電池の放電パターンを制御する制
御手段と、を備えるものである。また、前記「１日の蓄
電池放電パターン」には、平日の放電パターンである平
日パターンと、休日の放電パターンである休日パターン
と、が含まれることで、代表的な「１日の蓄電池放電パ
ターン」である平日パターンと休日パターンに対応する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の電力貯
蔵システムの構成図である。商用電力系統１は電力計２
を経て住宅に入り、系統切換装置３に接続される。その
内部で宅内分電盤７を経て電源コンセント８に向かう系
統と、双方向インバータ４を経て蓄電池５へ向かう系統
に分かれる。系統切換装置３の内部には第１スイッチ
（ＳＷ）３１と第２スイッチ（ＳＷ）３２があり、電力
系統を切り換えている。また、それらのＳＷの切換えと
双方向インバータ４の運転制御及び蓄電池５を監視する
制御部３３がある。

【００１１】蓄電池５の監視は、その充放電状態や温度
等をモニターしている。制御部３３には時間を測定する
タイマー機能と、第１ＳＷ３１、第２ＳＷ３２の切換え
パターンを記憶する記憶機能と、がある。また、宅内の
操作しやすい場所に操作部６を設け、制御部３３と接続
されている。操作部６には蓄電池電力の使用パターンを
選択するスイッチＳＷが付いており、選択したスイッチ
ＳＷに応じて操作部３３に記憶されている「一日の蓄電
池放電パターン」を決定する。

【００１２】次に、一般的なシステムの動作について説
明する。割安な夜間電力時間帯には、第１ＳＷ３１、第
２ＳＷ３２をＯＮにして、商用電力系統１から交流電力
を通常コンセント８に接続された負荷機器に通電すると
ともに、双方向インバータ４によって直流電力に変換し
蓄電池５を充電する。蓄電池５が満充電されたことを制
御部３３が検知すると、双方向インバータ４の動作を停
止し、蓄電池５の充電を完了すると同時に、第２ＳＷ３
２をＯＦＦする。

【００１３】夜間電力時間帯以外において、蓄電池電力
を使用する場合、第１ＳＷ３１をＯＦＦ、第２ＳＷ３２
をＯＮにして、蓄電池５の直流電力を双方向インバータ
４により交流電力に変換して、通常コンセント８に接続
された負荷機器に供給する。蓄電池電力を使用しない場
合、または蓄電池容量があらかじめ設定した下限値まで
低下すると、双方向インバータ４の動作を停止し、蓄電
池５の放電を終了すると同時に第１ＳＷ３１をＯＮ、第
２ＳＷ３２をＯＦＦにして商用電力系統１からの交流電
力を通常コンセント８に接続された負荷機器に供給す
る。

【００１４】次に、蓄電池使用パターンについて説明す
る。蓄電池使用パターンは（大きく分けて「平日パター
ン」「休日パターン」「留守パターン」の３パターン、
細かくは「留守パターン」に更に「旅行パターン」を加
えた４パターン）予め制御部３３に記憶させておく。さ
らに、使用者が各自で操作部６により設定できるように
しておくとよい。

【００１５】使用者は、例えば、ビデオの予約録画のよ
うな方法で制御部３３に蓄電池使用パターンを記憶させ
る。すなわち、カレンダーによって日や曜日を特定し、
タイマーによって時間を特定し、さらに、特定した時間
の放電又は充電を選択し、放電の場合には、その単位時
間当たりの放電電力量を指定し、制御部３３に入力す
る。単位時間当たりの放電電力量は１日の延べ放電時間
から自動的に指定されるようにしてもよい。

【００１６】一般家庭における電力使用量は、調理時や
エアコン使用時、ヘアードライヤー使用時などが多くな
るので、これらを参考に蓄電池使用パターンを記憶させ
る。以下に使用パターン例を示す。まず、図２を参照し
て、平日パターンについて説明する。

【００１７】充電は、夜間、２３時から朝７時までの時
間帯に行われる。この時間帯には上述したように、第１
ＳＷ３１、第２ＳＷ３２をＯＮにして、商用電力系統１
から交流電力を通常コンセント８に接続された負荷機器
に通電するとともに、双方向インバータ４によって直流
電力に変換し蓄電池５を充電する。蓄電池５が満充電さ
れたことを制御部３３が検知すると、双方向インバータ
４の動作を停止し、蓄電池５の充電を完了すると同時
に、第２ＳＷ３２をＯＦＦする。

【００１８】一方、消費電力量の大きい時間帯は季節に
もよるがほぼ決まっており、その時間帯に蓄電池５の電
力を使用するように設定する。平日であれば、図示した
ように、ほぼ７時から１０時までの第１の時間帯と、１
２時から１４時までの第２の時間帯と、１７時から２０
時までの第３の時間帯において消費電力が増大し、ピー
クをつくる。放電する時間帯及び放電電力量を網目を施
した領域として示す。

【００１９】したがって、この３つの時間帯において、
夜間において充電し貯蔵された電力を放電するようにす
る。この放電は上述したように、第１ＳＷ３１をＯＦ
Ｆ、第２ＳＷ３２をＯＮにして、蓄電池５の直流電力を
双方向インバータ４により交流電力に変換して、通常コ
ンセント８に接続された負荷機器に供給する。等式を用
いて説明すれば、Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４（単位はＷｈ）Ｑ１：夜間に充電される電力量Ｑ２：第１の時間帯（７〜１０時）の放電量Ｑ３：第２の時間帯（１２〜１４時）の放電量Ｑ４：第３の時間帯（１７〜２０時）の放電量となる。すなわち、夜間に充電される電力量Ｑ１は、昼
間の３つの時間帯において、放電される量の和と等しく
なる。

【００２０】次に図３を参照して休日パターンについて
説明する。一般の住宅においては、真夏や真冬の休日な
どは一日中エアコンを使用する場合があり、その時は、
平均的に蓄電池５の電力を使用するように設定する。充
電は、夜間、２３時から朝７時までの時間帯に行われ、
この例においては、朝７時から夜２３時まで平均して電
力が使用される。等式を用いて説明すれば、Ｑ１＝Ｑ５（単位はＷｈ）Ｑ１：夜間に充電される電力量Ｑ５：日中の放電量となる。図示されるように、放電時の単位時間当たりの
放電電力量は図２のものよりも少なくなる。

【００２１】次に図４を参照して留守パターンについて
説明する。昼間に外出して家を空ける場合は、朝や夜の
時間帯に蓄電池５の電力を使用するように設定する。図
示した例によれば、ほぼ７時から１０時までの第４の時
間帯と、１８時から２１時までの第５の時間帯において
消費電力が増大し、２つのピークをつくる。

【００２２】したがって、この２つの時間帯において、
夜間において充電し貯蔵された電力を放電するようにす
る。等式を用いて説明すれば、Ｑ１＝Ｑ６＋Ｑ７（単位はＷｈ）Ｑ１：夜間に充電される電力量Ｑ６：第４の時間帯（７〜１０時）の放電量Ｑ７：第５の時間帯（１８〜２１時）の放電量となる。この場合の放電時の単位時間当たりの放電電力
量は図２のものよりも多くなる。

【００２３】さらに旅行パターンについて図５を用いて
説明する。旅行などで数日間留守にする場合は、冷蔵庫
やビデオなどの待機電力しかないので、昼間の全ての電
力を蓄電池５の電力でまかなうように設定する。等式を
用いて説明すれば、Ｑ１≧Ｑ８（単位はＷｈ）Ｑ１：夜間に充電される電力量Ｑ８：日中の放電量となる。

【００２４】使用者は上記例などの一日の蓄電池放電パ
ターンを制御部３３に記憶させておき、その日々の生活
に応じて操作部６のＳＷにより、当日又は翌日の予定等
から一日の蓄電池放電パターンを選択する。また、カレ
ンダーの日や曜日によって自動的に一日の蓄電池放電パ
ターンを選択するようにしてもよい。ここで、電池使用
時間帯以外においても、消費電力が契約電力を越えた場
合は、越えた分を蓄電池５の電力でまかなうようにす
る。また、上記例などの一日の蓄電池放電パターンを予
め、制御部３３に記憶させておき、出張時など使用者は
好みに応じて操作部６の操作によりパターンの修正を行
えるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】日々の生活パターンにより蓄電池電力の
使用パターンを設定できるので、蓄電池に充電される割
安な夜間電力を必要な時間帯に平滑化して放電させるこ
とで、有効に、無駄なく使用することができ、その結果
電気代が安くなり、また、電力負荷平準化に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力貯蔵システムの構成図である。

【図２】本発明の電力貯蔵システムの平日パターンの電
力の充放電を示すグラフである。

【図３】本発明の電力貯蔵システムの休日パターンの電
力の充放電を示すグラフである。

【図４】本発明の電力貯蔵システムの留守パターンの電
力の充放電を示すグラフである。

【図５】本発明の電力貯蔵システムの旅行パターンの電
力の充放電を示すグラフである。

【符号の説明】

１商用電力系統２電力計３系統切換装置４双方向インバータ５蓄電池６操作部７宅内分電盤８電源コンセント３１第１スイッチ３２第２スイッチ３３制御部（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電力を蓄え、その電力を負荷機器に
供給する蓄電池と、複数の「一日の蓄電池放電パター
ン」の内の１つに基づいて前記蓄電池の放電パターンを
制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電力貯
蔵システム。
【請求項２】前記「１日の蓄電池放電パターン」に
は、平日の放電パターンである平日パターンと、休日の
放電パターンである休日パターンと、が含まれることを
特徴とする請求項１記載の電力貯蔵システム。