JP2009095114A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給システムにおける受電設備および配電設備等の大幅な改修工事を行なわずに負荷への電力供給能力を高めることが可能な蓄電装置を提供する。
【解決手段】ブレーカ５２は、商用電力系統６１からブレーカに供給される電流が閾値を超えるとオフする。蓄電装置１０１は、ブレーカ５２を介して受けた商用電力を蓄える蓄電池２と、商用電力系統６１からの商用電力が負荷ＬＤ１に供給されるか否かを切り替えるスイッチＳＷ３と、蓄電池２に蓄えられている電力が負荷ＬＤ１に供給されるか否かを切り替えるスイッチＳＷ２と、電流検出部３によって検出された負荷ＬＤ１の消費電流が閾値より大きい場合、スイッチＳＷ３をオフし、かつスイッチＳＷ２をオンし、負荷ＬＤ１の消費電流が閾値より小さい場合、スイッチＳＷ３をオンし、かつスイッチＳＷ２をオフする制御部１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置に関し、特に、商用電力系統からの商用電力がブレーカを介して負荷に供給される電力供給システムが備える蓄電装置に関する。

商用電力系統からの商用電力の供給が停止した場合に自家発電装置または自家蓄電装置からの電力を負荷に供給する技術の一例として、たとえば、特許文献１には、以下のような自家電力供給制御システムが開示されている。すなわち、自家電力供給制御システムは、自家発電装置および自家蓄電装置を備える。商用電力の停電時、自家発電装置および自家蓄電装置からの電力を電力制御装置経由で需要家内の電気機器に供給する自家電力供給制御システムにおいて、商用電力を供給する電力会社における装置に、商用電力の停電時に通信回線により需要家に復旧予定時間の情報を送信する機能を設け、かつ需要家の電力制御装置に、電力会社における装置からの情報を受信する機能を設ける。そして、商用電力の停電時、電力制御装置により、受信された復旧予定時間に応じて適宜の電気機器を選択し、自家発電装置および自家蓄電装置からの電力を供給する。このような構成により、停電による弊害を最小限に抑えることができる。
特開２００３−９２８４４号公報

ところで、マンション等の集合住宅では、商用電力系統から商用電力を受電する共通の受電設備が設けられる場合が多い。このような集合住宅において、各戸の最大使用可能電力量を大きくするためには、この受電設備から各戸への配電容量を増大させるための大幅な改修工事が必要となってしまう。しかしながら、特許文献１記載の自家電力供給制御システムでは、このような問題に対応するための構成は開示されていない。

それゆえに、本発明の目的は、電力供給システムにおける受電設備および配電設備等の大幅な改修工事を行なわずに負荷への電力供給能力を高めることが可能な蓄電装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる蓄電装置は、商用電力系統からの商用電力がブレーカを介して負荷に供給され、商用電力系統からブレーカに供給される電流が第１の電流閾値を超えるとブレーカがオフする電力供給システムが備える蓄電装置であって、ブレーカを介して受けた商用電力を蓄える蓄電池と、ブレーカと負荷との間に接続され、商用電力系統からの商用電力が負荷に供給されるか否かを切り替える第１のスイッチと、蓄電池と負荷との間に接続され、蓄電池に蓄えられている電力が負荷に供給されるか否かを切り替える第２のスイッチと、負荷の消費電流を検出する電流検出部と、電流検出部によって検出された負荷の消費電流が第１の電流閾値より大きい場合には、第１のスイッチをオフすることにより商用電力系統から負荷への商用電力の供給を停止し、かつ第２のスイッチをオンすることにより蓄電池に蓄えられている電力を負荷に供給し、負荷の消費電流が第１の電流閾値より小さい場合には、第１のスイッチをオンすることにより商用電力系統からの商用電力を負荷に供給し、かつ第２のスイッチをオフすることにより蓄電池から負荷への電力の供給を停止する制御部とを備える。

好ましくは、蓄電装置は、さらに、蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部を備え、制御部は、さらに、負荷の消費電流が第１の電流閾値より大きい場合であって蓄電量検出部によって検出された蓄電池の蓄電量に対応する蓄電池の最大出力電流が負荷の消費電流より大きいときには第１のスイッチをオフし、かつ第２のスイッチをオンし、負荷の消費電流が第１の電流閾値より大きい場合であって蓄電池の蓄電量に対応する蓄電池の最大出力電流が負荷の消費電流より小さいときには第１のスイッチをオフし、かつ第２のスイッチをオフする。

好ましくは、蓄電装置は、さらに、蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部を備え、制御部は、さらに、負荷の消費電流が第１の電流閾値より小さくかつ第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値より大きい場合であって蓄電量検出部によって検出された蓄電池の蓄電量に対応する蓄電池の最大出力電流が負荷の消費電流より大きいときには第１のスイッチをオフし、かつ第２のスイッチをオンし、負荷の消費電流が第１の電流閾値より小さくかつ第２の電流閾値より大きい場合であって蓄電池の蓄電量に対応する蓄電池の最大出力電流が負荷の消費電流より小さいときには第１のスイッチをオンし、かつ第２のスイッチをオフし、負荷の消費電流が第２の電流閾値より小さい場合には第１のスイッチをオンし、かつ第２のスイッチをオフする。

好ましくは、蓄電装置は、さらに、ブレーカと蓄電池との間に接続され、商用電力系統からの商用電力が蓄電池に供給されるか否かを切り替える第３のスイッチを備え、制御部は、さらに、負荷の消費電流が第１の電流閾値より大きい場合には、第３のスイッチをオフすることにより商用電力系統から蓄電池への商用電力の供給を停止し、負荷の消費電流が第１の電流閾値より小さい場合には、第３のスイッチをオンすることにより商用電力系統から蓄電池へ電力を供給する。

好ましくは、制御部は、さらに、負荷の消費電流が第１の電流閾値より小さい場合であって第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値より大きいときには、第３のスイッチをオフし、負荷の消費電流が第２の電流閾値より小さい場合には、第３のスイッチをオンする。

好ましくは、電力供給システムは、複数個の蓄電装置および対応の複数個のブレーカを備え、さらに、商用電力系統から商用電力を受電する受電装置と、受電された商用電力を複数個のブレーカを介して複数個の蓄電装置にそれぞれ供給する配電装置とを備え、好ましくは、複数個の蓄電装置および対応の複数個のブレーカは、集合住宅の各戸にそれぞれ配置される。

本発明によれば、電力供給システムにおける受電設備および配電設備等の大幅な改修工事を行なわずに負荷への電力供給能力を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電力供給システム２０１は、商用電力系統６１と、受電設備（受電装置）６２と、配電設備（配電装置）６３と、複数個の蓄電装置１０１とを備える。

複数個の蓄電装置１０１ならびに後述する対応の複数個のブレーカ５２および後述する対応の複数個の電力量計５１は、集合住宅７１の各戸にそれぞれ配置される。

受電設備６２は、商用電力系統６１からの商用電力を受電する。配電設備６３は、受電された商用電力を各戸の蓄電装置１０１に供給する。

図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。
図２を参照して、電力供給システム２０１は、さらに、電力量計５１と、ブレーカ５２とを備える。蓄電装置１０１は、制御部１と、蓄電池２と、電流検出部３と、蓄電量検出部４と、スイッチ（第３のスイッチ）ＳＷ１と、スイッチ（第２のスイッチ）ＳＷ２と、スイッチ（第１のスイッチ）ＳＷ３とを備える。

電力量計５１は、商用電力系統６１から受電設備６２および配電設備６３を介して家庭内に供給される商用電力を測定する。

ブレーカ５２は、電力量計５１と蓄電装置１０１との間に接続され、商用電力系統６１から供給される商用電力、すなわちブレーカ５２を介して蓄電装置１０１に供給される電流が第１の電流閾値を超えるとオフすることにより、商用電力系統６１から蓄電装置１０１への電力供給を遮断する。

蓄電装置１０１は、商用電力系統６１から供給された商用電力を電子レンジ、冷蔵庫、洗濯機、照明、エアコンおよび給湯器等、家庭内の家電機器ＬＤ１に供給する。

蓄電装置１０１において、蓄電池２は、商用電力系統６１から供給された商用電力を蓄え、蓄えた電力を家電機器ＬＤ１に供給する。

電流検出部３は、家電機器ＬＤ１に供給される電流量すなわち家電機器ＬＤ１の消費電流を検出し、検出した電流量を示す信号を制御部１へ出力する。

蓄電量検出部４は、蓄電池２に蓄えられている電力量を検出し、検出した電力量を示す信号を制御部１へ出力する。なお、蓄電量検出部４は、蓄電池２の放電量を検出し、検出した放電量から蓄電池２の蓄電量を算出する構成であってもよい。

スイッチＳＷ１は、ブレーカ５２と蓄電池２との間に接続され、商用電力系統６１からの商用電力が蓄電池２に供給されるか否かを切り替える。

スイッチＳＷ２は、蓄電池２と家電機器ＬＤ１との間に接続され、蓄電池２に蓄えられている電力が家電機器ＬＤ１に供給されるか否かを切り替える。

スイッチＳＷ３は、ブレーカ５２と家電機器ＬＤ１との間に接続され、商用電力系統６１からの商用電力が家電機器ＬＤ１に供給されるか否かを切り替える。

制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流と、蓄電池２の蓄電量によって決まる蓄電池２の最大出力電流とに基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をそれぞれオンまたはオフする。

［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る蓄電装置が家電機器に電力を供給する際の動作について説明する。ここでは、ブレーカ５２は電流検出部３によって検出された家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペア（第１の電流閾値）を超えた場合にオフすると仮定する。

制御部１は、電流検出部３によって検出された家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより大きい場合には、スイッチＳＷ３をオフすることにより商用電力系統６１から家電機器ＬＤ１への商用電力の供給を停止する。また、この場合、制御部１は、スイッチＳＷ２をオンすることにより蓄電池２に蓄えられている電力を家電機器ＬＤ１に供給する。また、この場合、制御部１は、スイッチＳＷ１をオフすることにより商用電力系統６１から蓄電池２への商用電力の供給を停止する。

このような構成により、ブレーカ５２がオフすることを防ぐことができ、かつ家電機器ＬＤ１への電力供給が停止することを防ぐことができる。また、蓄電装置２側の電圧が商用電力系統６１側の電圧より高い場合、蓄電装置２から商用電力系統６１へ電流が流れてしまうことを防ぐことができる。

一方、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより小さい場合には、スイッチＳＷ３をオンすることにより商用電力系統６１からの商用電力を家電機器ＬＤ１に供給する。また、この場合、制御部１は、スイッチＳＷ２をオフすることにより蓄電池２から家電機器ＬＤ１への電力の供給を停止する。また、この場合、制御部１は、スイッチＳＷ１をオンすることにより商用電力系統６１から蓄電池２へ電力を供給する。これにより、商用電力系統６１からの商用電力が蓄電池２に蓄えられる。

なお、制御部１は、上記と比べて以下のようにさらに細かい制御を行なう構成であってもよい。

制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより大きい場合であって蓄電量検出部４によって検出された蓄電池２の蓄電量に対応する蓄電池２の最大出力電流が家電機器ＬＤ１の消費電流より大きいときにはスイッチＳＷ３をオフし、かつスイッチＳＷ２をオンする。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより大きい場合であって蓄電池２の蓄電量に対応する蓄電池２の最大出力電流が家電機器ＬＤ１の消費電流より小さいときにはスイッチＳＷ３をオフし、かつスイッチＳＷ２をオフする。

一方、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより小さくかつ９０アンペア（第２の電流閾値）より大きい場合であって蓄電量検出部４によって検出された蓄電池２の蓄電量に対応する蓄電池２の最大出力電流が家電機器ＬＤ１の消費電流より大きいときにはスイッチＳＷ３をオフし、かつスイッチＳＷ２をオンする。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより小さくかつ９０アンペアより大きい場合であって蓄電池２の蓄電量に対応する蓄電池２の最大出力電流が家電機器ＬＤ１の消費電流より小さいときにはスイッチＳＷ３をオンし、かつスイッチＳＷ２をオフする。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が９０アンペアより小さい場合にはスイッチＳＷ３をオンし、かつスイッチＳＷ２をオフする。

このように、ブレーカ５２がオフする可能性の高い場合においてなるべく蓄電池２を使用する構成により、ブレーカ５２がオフにすることをさらに確実に防ぐことができる。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより大きい場合には、スイッチＳＷ１をオフすることにより商用電力系統６１から蓄電池２への商用電力の供給を停止する。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が１００アンペアより小さく９０アンペアより大きい場合には、スイッチＳＷ１をオフする。

また、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流が９０アンペアより小さい場合には、スイッチＳＷ１をオンする。

ところで、特許文献１記載の自家電力供給制御システムでは、マンション等の集合住宅における各戸の最大使用可能電力量を大きくするためには、受電設備および配電設備等の大幅な改修工事が必要となってしまう。しかしながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置では、制御部１は、家電機器ＬＤ１の消費電流がブレーカ５２のオフする第１の電流閾値より大きい場合には、商用電力系統６１から家電機器ＬＤ１への商用電力の供給を停止し、かつ蓄電池２に蓄えられている電力を家電機器ＬＤ１に供給する。このような構成により、ブレーカ５２がオフすることなく、家電機器ＬＤ１にブレーカ５２がオフする第１の電流閾値より大きい電流を供給することができる。また、ブレーカ５２を大電力供給用のブレーカに交換する必要がなく、受電設備６１および配電設備６２の配電容量を増大させる必要もない。

したがって、本発明の実施の形態に係る蓄電装置では、電力供給システムにおける受電設備および配電設備等の大幅な改修工事を行なわずに負荷への電力供給能力を高めることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電装置の構成を詳細に示す図である。

符号の説明

１ 制御部、２ 蓄電池、３ 電流検出部、４ 蓄電量検出部、５１ 電力量計、５２ ブレーカ、６１ 商用電力系統、６２ 受電設備（受電装置）、６３ 配電設備（配電装置）、７１ 集合住宅、１０１ 蓄電装置、２０１ 電力供給システム、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ、ＬＤ１ 家電機器。

Claims (6)

1. 商用電力系統からの商用電力がブレーカを介して負荷に供給され、前記商用電力系統から前記ブレーカに供給される電流が第１の電流閾値を超えると前記ブレーカがオフする電力供給システムが備える蓄電装置であって、
   前記ブレーカを介して受けた前記商用電力を蓄える蓄電池と、
   前記ブレーカと前記負荷との間に接続され、前記商用電力系統からの商用電力が前記負荷に供給されるか否かを切り替える第１のスイッチと、
   前記蓄電池と前記負荷との間に接続され、前記蓄電池に蓄えられている電力が前記負荷に供給されるか否かを切り替える第２のスイッチと、
   前記負荷の消費電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部によって検出された前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より大きい場合には、前記第１のスイッチをオフすることにより前記商用電力系統から前記負荷への前記商用電力の供給を停止し、かつ前記第２のスイッチをオンすることにより前記蓄電池に蓄えられている電力を前記負荷に供給し、前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より小さい場合には、前記第１のスイッチをオンすることにより前記商用電力系統からの商用電力を前記負荷に供給し、かつ前記第２のスイッチをオフすることにより前記蓄電池から前記負荷への電力の供給を停止する制御部とを備える蓄電装置。
2. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部を備え、
   前記制御部は、さらに、前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より大きい場合であって前記蓄電量検出部によって検出された前記蓄電池の蓄電量に対応する前記蓄電池の最大出力電流が前記負荷の消費電流より大きいときには前記第１のスイッチをオフし、かつ前記第２のスイッチをオンし、
   前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より大きい場合であって前記蓄電池の蓄電量に対応する前記蓄電池の最大出力電流が前記負荷の消費電流より小さいときには前記第１のスイッチをオフし、かつ前記第２のスイッチをオフする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記蓄電池に蓄えられている電力量を検出する蓄電量検出部を備え、
   前記制御部は、さらに、前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より小さくかつ前記第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値より大きい場合であって前記蓄電量検出部によって検出された前記蓄電池の蓄電量に対応する前記蓄電池の最大出力電流が前記負荷の消費電流より大きいときには前記第１のスイッチをオフし、かつ前記第２のスイッチをオンし、
   前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より小さくかつ前記第２の電流閾値より大きい場合であって前記蓄電池の蓄電量に対応する前記蓄電池の最大出力電流が前記負荷の消費電流より小さいときには前記第１のスイッチをオンし、かつ前記第２のスイッチをオフし、
   前記負荷の消費電流が前記第２の電流閾値より小さい場合には前記第１のスイッチをオンし、かつ前記第２のスイッチをオフする請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記蓄電装置は、さらに、
   前記ブレーカと前記蓄電池との間に接続され、前記商用電力系統からの前記商用電力が前記蓄電池に供給されるか否かを切り替える第３のスイッチを備え、
   前記制御部は、さらに、前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より大きい場合には、前記第３のスイッチをオフすることにより前記商用電力系統から前記蓄電池への前記商用電力の供給を停止し、
   前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より小さい場合には、前記第３のスイッチをオンすることにより前記商用電力系統から前記蓄電池へ電力を供給する請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置。
5. 前記制御部は、さらに、前記負荷の消費電流が前記第１の電流閾値より小さい場合であって前記第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値より大きいときには、前記第３のスイッチをオフし、
   前記負荷の消費電流が前記第２の電流閾値より小さい場合には、前記第３のスイッチをオンする請求項４記載の蓄電装置。
6. 前記電力供給システムは、複数個の前記蓄電装置および対応の複数個の前記ブレーカを備え、さらに、
   前記商用電力系統から前記商用電力を受電する受電装置と、
   前記受電された前記商用電力を前記複数個のブレーカを介して前記複数個の蓄電装置にそれぞれ供給する配電装置とを備え、
   前記複数個の蓄電装置および前記対応の複数個のブレーカは、集合住宅の各戸にそれぞれ配置される請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。

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