JP2014068451A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住宅等に備えられる電力供給システムの技術に関する。 The present invention relates to a technology of a power supply system provided in a house or the like.
従来、住宅等に備えられた電力供給システムにおいて、商用電源や太陽光発電部からの電力を蓄電装置(蓄電池)に充電可能とし、それらの電力を適宜負荷(自動車給電装置等)へと供給する技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a power supply system provided in a house or the like, electric power from a commercial power source or a solar power generation unit can be charged into a power storage device (storage battery), and the power is appropriately supplied to a load (such as an automobile power supply device) The technology is known. For example, as described in Patent Document 1.
さらに特許文献1には、当該電力供給システムに、燃料電池等を連携させる構成も示唆されている。 Further, Patent Document 1 also suggests a configuration in which a fuel cell or the like is linked to the power supply system.
上記示唆にもあるように、特許文献1に記載されたような電力供給システムに、燃料電池や電気自動車等に搭載される蓄電装置を連携させることで、さらに利便性の高い電力供給システムを構成することが可能であると考えられる。 As suggested above, a more convenient power supply system is configured by linking a power supply system such as that described in Patent Document 1 with a power storage device mounted on a fuel cell or an electric vehicle. It is considered possible to do.
しかしながら、上述の如き利便性の高い電力供給システムを構成しようとする場合、各機器間での電力のやり取りが複雑になり、当該電力の供給態様の決定が困難である。 However, when the above-described highly convenient power supply system is to be configured, the exchange of power between the devices becomes complicated, and it is difficult to determine the power supply mode.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、適切な電力の供給態様を取り入れた、利便性の高い電力供給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and a problem to be solved is to provide a highly convenient power supply system that incorporates an appropriate power supply mode.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、太陽光を受けて発電可能な太陽光発電部と、商用電源及び前記太陽光発電部にそれぞれ接続され、負荷へと電力を分配する第一分電盤及び第二分電盤と、前記第一分電盤と接続され、当該第一分電盤と電力のやり取りが可能な第一蓄電装置と、前記第一分電盤と接続可能な第二蓄電装置と、前記第二分電盤と接続され、当該第二分電盤へと電力を供給可能な燃料電池と、を具備し、前記第二蓄電装置が前記第一分電盤と接続され、当該第二蓄電装置から前記第一分電盤へと電力を供給可能とされた場合、前記第一分電盤が前記商用電源及び前記太陽光発電部から切り離されるものである。 That is, in claim 1, a solar power generation unit capable of generating power by receiving sunlight, and a first distribution board and a second distribution board that are connected to a commercial power source and the solar power generation unit, respectively, and distribute power to a load. A first power storage device connected to the first distribution board and capable of exchanging power with the first distribution board; a second power storage device connectable to the first distribution board; A fuel cell connected to the second distribution board and capable of supplying power to the second distribution board, wherein the second power storage device is connected to the first distribution board, When electric power can be supplied from the power storage device to the first distribution board, the first distribution board is separated from the commercial power source and the solar power generation unit.
請求項2においては、前記第二蓄電装置は走行体に備えられ、前記第二蓄電装置から前記第一分電盤へと電力を供給可能とされた場合、前記第一蓄電装置は、前記第一分電盤に接続された負荷での消費電力が前記第二蓄電装置から供給可能な電力を超えた場合に、当該超えた分の電力を当該第一分電盤に接続された負荷へと供給する負荷追従運転を行うものである。 According to a second aspect of the present invention, the second power storage device is provided in a traveling body, and when power can be supplied from the second power storage device to the first distribution board, the first power storage device When the power consumption at the load connected to the distribution board exceeds the power that can be supplied from the second power storage device, the excess power is transferred to the load connected to the first distribution board. The load following operation is performed.
請求項3においては、前記商用電源が停電した場合、前記太陽光発電部からの電力を前記第一蓄電装置に充電するものである。 According to a third aspect of the present invention, when the commercial power supply fails, the first power storage device is charged with power from the solar power generation unit.
請求項4においては、前記燃料電池は、外部からの電力の供給がない場合であっても発電可能であると共に、電力出力部から当該発電した電力を取り出すことが可能となるように構成されるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the fuel cell is configured to be capable of generating power even when there is no external power supply and to be able to take out the generated power from the power output unit. Is.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、第二蓄電装置からの電力と燃料電池からの電力とが互いに干渉することがなく、第一蓄電装置、第二蓄電装置、商用電源、太陽光発電部及び燃料電池からの電力を適宜負荷へと供給することができ、利便性の高い電力供給システムを提供することができる。 In claim 1, the power from the second power storage device and the power from the fuel cell do not interfere with each other, and the power from the first power storage device, the second power storage device, the commercial power source, the solar power generation unit, and the fuel cell. Electric power can be appropriately supplied to the load, and a highly convenient power supply system can be provided.
請求項2においては、第一分電盤に接続された負荷での消費電力が前記第二蓄電装置から供給可能な電力を超えた場合であっても、極力商用電源及び太陽光発電部からの電力を使用しないようにすることができる。これによって、第一蓄電装置及び第二蓄電装置に充電された電力を有効に利用することができ、利便性の高い電力供給システムを提供することができる。 In Claim 2, even if it is a case where the power consumption in the load connected to the 1st electricity distribution board exceeds the electric power which can be supplied from said 2nd electrical storage apparatus, from commercial power supply and a photovoltaic power generation part as much as possible Power can be avoided. Thus, the power charged in the first power storage device and the second power storage device can be used effectively, and a highly convenient power supply system can be provided.
請求項3においては、停電時において太陽光発電部で発電された電力を有効に利用することができ、利便性の高い電力供給システムを提供することができる。 In Claim 3, the electric power generated by the solar power generation unit at the time of a power failure can be used effectively, and a highly convenient power supply system can be provided.
請求項4においては、商用電源から燃料電池への電力の供給がなされない停電時においても、当該燃料電池で発電を行うことが可能であると共に、当該発電した電力を電力出力部から取り出すことができ、利便性の高い電力供給システムを提供することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to generate power with the fuel cell even when a power failure is not supplied from the commercial power source to the fuel cell, and to extract the generated power from the power output unit. And a highly convenient power supply system can be provided.
以下では、図1を用いて、本発明の実施の一形態に係る電力供給システム1の構成について説明する。 Below, the structure of the electric power supply system 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
電力供給システム1は、住宅に設けられ、商用電源200からの電力及び太陽光を利用して発電された電力を負荷へと適宜供給するものである。電力供給システム1は、主として太陽光発電部10、第一パワーコンディショナ20、車載型蓄電装置30、スイッチ部40、第一分電盤50、定置型蓄電装置60、第二パワーコンディショナ70、第一負荷80、第二分電盤90、燃料電池100、遮断器110及び第二負荷120を具備する。
The power supply system 1 is provided in a house and appropriately supplies power from a
太陽光発電部10は、太陽光を利用して発電する装置であり、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部10は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。
The solar
第一パワーコンディショナ20は、電力を適宜変換するものである。具体的には、第一パワーコンディショナ20は太陽光発電部10に接続され、当該太陽光発電部10において発電された直流電力を交流電力に変換して出力する。
第一パワーコンディショナ20には、停電時(商用電源200からの電力が供給不能な場合)における「自立運転モード」のONとOFFとを切り替えるための運転切替スイッチ(不図示)が設けられる。
また、第一パワーコンディショナ20には、停電時(非常時)において「自立運転モード」がONに切り替えられた場合に、太陽光発電部10からの電力を取り出すための非常用コンセント(不図示)が設けられる。当該非常用コンセントは、後述する第二パワーコンディショナ70と接続される。
The
The
In addition, the
車載型蓄電装置30は、本発明に係る第二蓄電装置の一実施形態である。車載型蓄電装置30は、リチウムイオン電池等により構成されると共に走行体である電気自動車(EV : Electric Vehicle)に搭載され、当該電気自動車が走行するための電力を供給する、比較的大型(大容量)の蓄電装置である。車載型蓄電装置30は、電力を充電することができると共に、当該充電された電力を放電することができる。
The in-vehicle
スイッチ部40は、電力の流通経路を切り替えるものである。スイッチ部40は、切替スイッチ41を具備する。
The
切替スイッチ41は、商用電源200、第一パワーコンディショナ20、後述する第一分電盤50及び後述する第二分電盤90にそれぞれ接続されると共に、車載型蓄電装置30に接続可能とされ、これらの間での電力の流通経路を切り替えることができる。
The
第一分電盤50は、供給される電力を後述する第一負荷80・80・・・へと分配するものである。第一分電盤50は、スイッチ部40及び後述する第二パワーコンディショナ70にそれぞれ接続される。また、第一分電盤50は、後述する第一負荷80・80・・・にそれぞれ接続され、当該第一負荷80・80・・・の要求に応じて電力を分配することができる。
The
定置型蓄電装置60は、本発明に係る第一蓄電装置の一実施形態である。定置型蓄電装置60は、リチウムイオン電池等により構成され、前記住宅に設置される蓄電装置である。定置型蓄電装置60は、電力を充電することができると共に、当該充電された電力を放電することができる。
The stationary
第二パワーコンディショナ70は、電力を適宜変換するものである。具体的には、第二パワーコンディショナ70は定置型蓄電装置60に接続され、当該定置型蓄電装置60からの直流電力を交流電力に変換して出力する。また、第二パワーコンディショナ70は第一パワーコンディショナ20及び第一分電盤50に接続され、当該第一パワーコンディショナ20及び第一分電盤50からの交流電力を直流電力に変換して定置型蓄電装置60へと供給することができる。
The
第一負荷80・80・・・は、本発明に係る負荷の一実施形態である。第一負荷80・80・・・は、前記住宅において電力が消費される電化製品等が接続される回路であり、特に、停電時(非常時)に電力を供給する必要性が高いものである。例えば、住宅の場合、リビングに設けられるコンセントや照明、冷蔵庫等に電力を供給する回路を第一負荷80・80・・・として選定することができる。第一負荷80・80・・・は、例えば部屋ごとや、大きな電力を消費する機器専用のコンセントごとに設けられる。第一負荷80・80・・・は、それぞれ第一分電盤50に接続される。
第二分電盤90は、供給される電力を後述する第二負荷120・120・・・へと分配するものである。第二分電盤90は、商用電源200、太陽光発電部10、スイッチ部40及び後述する遮断器110にそれぞれ接続される。また、第二分電盤90は、後述する第二負荷120・120・・・にそれぞれ接続され、当該第二負荷120・120・・・の要求に応じて電力を分配することができる。
The
燃料電池100は、固体酸化物形燃料電池(SOFC : Solid Oxide Fuel Cell)等により構成され、前記住宅に設置される燃料電池である。燃料電池100は、供給される燃料(例えば、水素等)を用いて発電することが可能である。また、燃料電池100は図示せぬ貯湯ユニットを備え、発電時に発生する熱を用いて当該貯湯ユニット内で湯を沸かすことができる。燃料電池100は、後述する遮断器110に接続される。
The
また、燃料電池100は停電時においても発電が可能な停電対応型燃料電池として構成される。
具体的には、燃料電池100により発電する際には多少の電力が必要であり、当該電力は商用電源200から供給される。このため、商用電源200が停電した場合には、通常の(停電対応型でない)燃料電池は発電することができない。そこで本実施形態に係る燃料電池100は、図示せぬ蓄電装置を具備し、商用電源200が停電した場合であっても当該蓄電装置からの電力を用いて発電することが可能とされている。
In addition, the
Specifically, when the
また、燃料電池100は特定コンセント101を具備する。特定コンセント101は、本発明に係る電力出力部の一実施形態であり、燃料電池100において発電された電力、及び第二分電盤90から供給される電力を出力することができる。当該特定コンセント101には、居住者が使用したい電気機器を任意に接続することができる。
In addition, the
遮断器110は、電力の流通の可否を切り替えるものである。遮断器110は、第二分電盤90と燃料電池100(及び特定コンセント101)との間に介設される。
The
第二負荷120・120・・・は、本発明に係る負荷の一実施形態である。第二負荷120・120・・・は、前記住宅において電力が消費される電化製品等が接続される回路であり、特に、停電時(非常時)に電力を供給する必要性が低いものである。例えば、住宅の場合、リビング以外の部屋に設けられるコンセント等に電力を供給する回路を第二負荷120・120・・・として選定することができる。第二負荷120・120・・・は、例えば部屋ごとや、大きな電力を消費する機器専用のコンセントごとに設けられる。第二負荷120・120・・・は、それぞれ第二分電盤90に接続される。
以下では、上述の如く構成された電力供給システム1における電力の供給態様について説明する。 Below, the supply mode of the electric power in the electric power supply system 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
なお、以下の説明におけるスイッチ部40の切り替え操作、第一パワーコンディショナ20及び第二パワーコンディショナ70による電力の変換や流通方向の変更、並びに遮断器110による電力の流通の可否の切り替えは、図示しないホームサーバ等の制御手段により制御される構成とすることや、スイッチ部40や各パワーコンディショナ等が有する制御部によりそれぞれ制御される構成とすることが可能であり、本発明はこれを限定するものではない。
In the following description, the switching operation of the
まず、図2を用いて、商用電源200からの電力が問題なく供給可能(すなわち、停電していない状態)であり、かつ、車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続されていない場合(例えば、住宅の居住者が電気自動車(EV)に乗って外出している場合等)における電力の供給態様(以下、この電力の供給態様を、単に「第一供給態様」と記す)について説明する。
First, referring to FIG. 2, when the power from the
第一供給態様においては、スイッチ部40の切替スイッチ41は、太陽光発電部10(第一パワーコンディショナ20)及び商用電源200からの電力を第一分電盤50へと供給可能となるように切り替えられている。また、遮断器110は、第二分電盤90と燃料電池100との間の電力の流通が可能となるように切り替えられている。
In the first supply mode, the
通常、すなわち商用電源200からの電力が問題なく供給可能な場合、第一パワーコンディショナ20の運転切替スイッチは居住者によってOFFに切り替えられている。この場合、第一パワーコンディショナ20の自立運転モードはOFFとされ、当該第一パワーコンディショナ20から第二パワーコンディショナ70への電力の取り出しはできない。
Normally, that is, when the power from the
この状態においては、太陽光発電部10において発電された直流電力は、第一パワーコンディショナ20において交流電力に変換される。当該変換された電力は、スイッチ部40を介して第一分電盤50へと供給されると共に、第二分電盤90へも供給される。また、商用電源200からの交流電力も、スイッチ部40を介して第一分電盤50へと供給されると共に、第二分電盤90へも供給される。
In this state, the DC power generated in the solar
定置型蓄電装置60に充電されている電力は、第二パワーコンディショナ70において交流電力に変換され、第一分電盤50へと供給される。
The electric power charged in the stationary
燃料電池100において発電された電力は、遮断器110を介して第二分電盤90へと供給されると共に、特定コンセント101へも供給される。
The electric power generated in the
太陽光発電部10、商用電源200及び定置型蓄電装置60から第一分電盤50に供給された電力は、第一負荷80・80・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、太陽光発電部10、商用電源200及び定置型蓄電装置60からの電力によって、リビングに設けられるコンセントや照明、冷蔵庫等を使用することができる。
The electric power supplied from the solar
また、太陽光発電部10、商用電源200及び燃料電池100から第二分電盤90に供給された電力は、第二負荷120・120・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、太陽光発電部10、商用電源200及び燃料電池100からの電力によって、リビング以外の部屋に設けられるコンセントに接続された電気機器等を使用することができる。
Moreover, the electric power supplied from the solar
さらに、燃料電池100において発電された電力は、特定コンセント101からも取り出すことができる。すなわち、居住者は、当該特定コンセント101に任意の電気機器を接続することで、当該電気機器を使用することができる。
Furthermore, the electric power generated in the
また、太陽光発電部10及び商用電源200から第一分電盤50に供給された電力は、第二パワーコンディショナ70において直流電力に変換され、適宜の時間帯に定置型蓄電装置60に充電される。当該充電する時間帯は予め任意に設定することができ、前記制御手段等によって第二パワーコンディショナ70の運転を制御することで当該設定された時間帯に定置型蓄電装置60を充電することができる。例えば深夜に充電するように設定すれば、料金の安い深夜電力を定置型蓄電装置60に充電することができる。また、昼間の太陽光が十分に照射される時間帯に太陽光発電部10からの電力を充電するように設定すれば、当該太陽光発電部10において自然エネルギー(太陽光)を利用して発電された電力を定置型蓄電装置60に充電することができる。
Moreover, the electric power supplied from the solar
また、負荷(第一負荷80・80・・・及び第二負荷120・120・・・)で消費する電力が、太陽光発電部10からの電力だけで十分まかなえる場合は、商用電源200及び燃料電池100からの電力を用いないようにすることも可能である。これによって、電力料金及び燃料費を節約することができる。
In addition, when the power consumed by the loads (the first loads 80, 80,... And the
さらに、太陽光発電部10からの電力が余る場合、当該余った電力(余剰電力)を商用電源200へと逆潮流させ、電力会社に売却(売電)することができる。
Furthermore, when the power from the solar
次に、図3及び図4を用いて、商用電源200からの電力が問題なく供給可能(すなわち、停電していない状態)であり、かつ、車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続されている場合における電力の供給態様(以下、この電力の供給態様を、単に「第二供給態様」と記す)について説明する。
Next, using FIG. 3 and FIG. 4, the electric power from the
図3に示すように、第二供給態様においては、例えば、電気自動車(EV)が住宅に設けられたコンセントに接続される等して、車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続される。この第二供給態様においては、スイッチ部40の切替スイッチ41は、車載型蓄電装置30からの電力を第一分電盤50へと供給可能となるように切り替えられている。また、遮断器110は、第二分電盤90と燃料電池100との間の電力の流通が可能となるように切り替えられている。
As shown in FIG. 3, in the second supply mode, for example, the in-vehicle
この状態においては、車載型蓄電装置30に充電されている電力はスイッチ部40(切替スイッチ41)を介して第一分電盤50へと供給される。
In this state, the electric power charged in the in-vehicle
車載型蓄電装置30から第一分電盤50に供給された電力は、第一負荷80・80・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、車載型蓄電装置30からの電力によって、リビングに設けられるコンセントや照明、冷蔵庫等を使用することができる。
The electric power supplied from the in-vehicle
このように、車載型蓄電装置30は、商用電源200に代わって第一負荷80・80・・・へ多くの電力を供給することになる。
In this way, the in-vehicle
一方、太陽光発電部10及び商用電源200からの電力は、第二分電盤90へと供給される。
On the other hand, the electric power from the solar
また、燃料電池100において発電された電力は、遮断器110を介して第二分電盤90へと供給されると共に、特定コンセント101へも供給される。
Further, the electric power generated in the
太陽光発電部10、商用電源200及び燃料電池100から第二分電盤90に供給された電力は、第二負荷120・120・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、太陽光発電部10、商用電源200及び燃料電池100からの電力によって、リビング以外の部屋に設けられるコンセントに接続された電気機器等を使用することができる。
The electric power supplied from the solar
また、図4に示すように、第一負荷80・80・・・で消費される電力(消費電力)が車載型蓄電装置30から供給可能な電力(最大出力)を超えた場合には、当該超えた分(不足分)の電力が定置型蓄電装置60から第一負荷80・80・・・へと供給される。
As shown in FIG. 4, when the power consumed by the first loads 80, 80... (Power consumption) exceeds the power that can be supplied from the in-vehicle power storage device 30 (maximum output), The excess power (shortage) is supplied from the stationary
より詳細には、定置型蓄電装置60に充電されている電力も、第一分電盤50へと供給される。このようにして、車載型蓄電装置30からの電力に加えて、定置型蓄電装置60からの電力も、第一負荷80・80・・・に供給可能とされる。
More specifically, the electric power charged in the stationary
このように、第一負荷80・80・・・で消費される電力に応じて定置型蓄電装置60から当該第一負荷80・80・・・へと供給される電力量を調節する運転(いわゆる、負荷追従運転)は、第二パワーコンディショナ70によって制御される。
As described above, an operation for adjusting the amount of power supplied from the stationary
定置型蓄電装置60が負荷追従運転を行うことによって、第一負荷80・80・・・の消費電力が車載型蓄電装置30から供給可能な電力(最大出力)を超えた場合であっても、切替スイッチ41を切り替えて商用電源200からの電力を使用する必要がない。
Even when the power consumption of the first loads 80, 80... Exceeds the power (maximum output) that can be supplied from the in-vehicle
なお、第一負荷80・80・・・の消費電力が、車載型蓄電装置30及び定置型蓄電装置60から供給可能な電力(最大出力)を超えた場合には、スイッチ部40の切替スイッチ41が太陽光発電部10(第一パワーコンディショナ20)及び商用電源200からの電力を第一分電盤50へと供給可能となるように切り替えられる(前述の図2に示した状態と同様)。これによって、第一負荷80・80・・・が必要とする電力を、当該商用電源200及び太陽光発電部10から確実に供給することができる。
When the power consumption of the first loads 80, 80... Exceeds the power (maximum output) that can be supplied from the in-vehicle
また、第二負荷120・120・・・で消費する電力が、太陽光発電部10からの電力だけで十分まかなえる場合は、商用電源200及び燃料電池100からの電力を用いないようにすることも可能である。これによって、電力料金及び燃料費を節約することができる。
In addition, when the power consumed by the
さらに、太陽光発電部10からの電力が余る場合、当該余った電力(余剰電力)を商用電源200へと逆潮流させ、電力会社に売却(売電)することができる。
Furthermore, when the power from the solar
次に、図5を用いて、停電時(商用電源200からの電力が供給不能な場合)であり、かつ、車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続されている場合における電力の供給態様(以下、この電力の供給態様を、単に「第三供給態様」と記す)について説明する。
Next, referring to FIG. 5, the power supply mode (when power from the
第三供給態様においては、第二供給態様(図3及び図4参照)と同様に、スイッチ部40の切替スイッチ41は、車載型蓄電装置30からの電力を第一分電盤50へと供給可能となるように切り替えられている。また、遮断器110は、第二分電盤90と燃料電池100との間の電力の流通が不可能となるように切り替えられている。
In the third supply mode, similarly to the second supply mode (see FIGS. 3 and 4), the
停電時(非常時)においては、電力会社の電力復旧作業を妨げないように、原則として、商用電源200及び第一パワーコンディショナ20からスイッチ部40及び第二分電盤90への電力系統に電力が流されることがない。
In the event of a power failure (emergency), as a general rule, the power system from the
この停電時(非常時)においては、居住者は、第一パワーコンディショナ20の運転切替スイッチをONに切り替える。これによって、第一パワーコンディショナ20の自立運転モードがONとされ、当該第一パワーコンディショナ20から第二パワーコンディショナ70への電力の取り出しが可能となる。
During this power failure (emergency), the resident switches the operation switch of the
なお、当該運転切替スイッチは、第一パワーコンディショナ20が停電を検出し、当該第一パワーコンディショナ20によって自動的にONに切り替えられるように構成することも可能である。
The operation changeover switch may be configured such that the
この状態においては、太陽光発電部10において発電された電力は、第一パワーコンディショナ20を介して第二パワーコンディショナ70へと供給される。当該電力は、第二パワーコンディショナ70を介して定置型蓄電装置60に充電される。
In this state, the electric power generated in the solar
また、車載型蓄電装置30に充電されている電力は、第二供給態様(図3参照)と同様に、第一負荷80・80・・・へと供給可能とされる。
Moreover, the electric power charged in the in-vehicle
また、図5に示すように、商用電源200が停電した場合、燃料電池100は自身が備える蓄電装置からの電力を用いて発電を行い、当該発電された電力を特定コンセント101から出力可能とする。従って、当該特定コンセント101に接続された電機機器は継続して使用することが可能となる。また、燃料電池100は発電を行うことができるため、当該発電と同時に湯を沸かすこともできる。
Further, as shown in FIG. 5, when the
この場合において、遮断器110を介する電力の流通は不可能であるため、燃料電池100において発電された電力は、商用電源200へと逆潮流されることはない。また、商用電源200、太陽光発電部10及び燃料電池100から第二分電盤90への電力の供給は断たれるため、第二負荷120・120・・・の電気機器を使用することはできない。
In this case, since the distribution of electric power through the
次に、図6を用いて、停電時(商用電源200からの電力が供給不能な場合)であり、かつ、車載型蓄電装置30に充電されていた電力が空になった場合における電力の供給態様(以下、この電力の供給態様を、単に「第四供給態様」と記す)について説明する。
Next, referring to FIG. 6, power supply at the time of a power failure (when power from the
第四供給態様においては、スイッチ部40の切替スイッチ41は、太陽光発電部10(第一パワーコンディショナ20)、商用電源200及び車載型蓄電装置30それぞれからの電力が第一分電盤50へ供給不能となるように切り替えられている。また、遮断器110は、第二分電盤90と燃料電池100との間の電力の流通が不可能となるように切り替えられている。
In the fourth supply mode, the
この状態においては、定置型蓄電装置60に充電されている電力が、第二パワーコンディショナ70において交流電力に変換され、第一負荷80・80・・・へと供給される。これによって、停電時に車載型蓄電装置30の充電が空になっても、停電時(非常時)に電力を供給する必要性が高い第一負荷80・80・・・には電力を供給することができる。
In this state, the electric power charged in the stationary
また、第一供給態様及び第二供給態様(図2から図4までを参照)においては、定置型蓄電装置60から出力される電力の電圧が高くなって当該電力が商用電源200、車載型蓄電装置30及び燃料電池100に流れてしまう(逆潮流が発生する)のを防止するために、当該定置型蓄電装置60から出力される電力の電圧は第二パワーコンディショナ70によって(例えば、100Vに)抑制されている。
Further, in the first supply mode and the second supply mode (see FIGS. 2 to 4), the voltage of the power output from the stationary
しかし、第四供給態様(図6参照)においては、定置型蓄電装置60と商用電源200、車載型蓄電装置30及び燃料電池100とは切替スイッチ41によって切り離されているため、当該定置型蓄電装置60から出力される電力の電圧が高くなっても、当該電力が商用電源200、車載型蓄電装置30及び燃料電池100に流れるおそれがない。このため、第四供給態様においては、定置型蓄電装置60から出力される電力の電圧を、第二パワーコンディショナ70によって高く(例えば、200Vに)設定することができる。
However, in the fourth supply mode (see FIG. 6), the stationary
さらに、第三供給態様(図5参照)と同様に、燃料電池100によって発電された電力は、特定コンセント101から出力可能とされる。
Further, similarly to the third supply mode (see FIG. 5), the electric power generated by the
なお、第四供給態様(図6参照)は、停電時(商用電源200からの電力が供給不能な場合)であり、かつ、車載型蓄電装置30に充電されていた電力が空になった場合における電力の供給態様であるものとしたが、停電時であり、かつ、車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続されていない場合(図7参照)にも同様に電力を供給することが可能である。
The fourth supply mode (see FIG. 6) is when a power failure occurs (when power from the
上述の如く、電力供給システム1の第一供給態様(図2参照)においては、商用電源200、太陽光発電部10、定置型蓄電装置60及び燃料電池100からの電力を適宜第一負荷80・80・・・及び第二負荷120・120・・・に供給すると共に、適宜定置型蓄電装置60に充電することができる。また、余剰電力が発生する場合には、当該余剰電力を商用電源200へと逆潮流させ、売電することができる。
As described above, in the first supply mode of the power supply system 1 (see FIG. 2), the power from the
車載型蓄電装置30がスイッチ部40に接続されると(第二供給態様(図3及び図4)参照)、商用電源200及び太陽光発電部10からの電力に代わって、当該車載型蓄電装置30からの電力を第一負荷80・80・・・に供給することができる。一方、第二負荷120・120・・・へは、商用電源200、太陽光発電部10及び燃料電池100から電力が供給される。このように、車載型蓄電装置30と燃料電池100とを切り離すことで、当該車載型蓄電装置30からの電力と燃料電池100からの電力の干渉を防止しながら、これらからの電力を有効に利用することができる。
When the in-vehicle
また、この状態で停電が発生しても(第三供給態様(図5)参照)、当該車載型蓄電装置30からの電力は問題なく第一負荷80・80・・・に供給することができる。また、この場合、太陽光発電部10からの電力は定置型蓄電装置60に充電される。このように、停電時に逆潮流(売電)することができない太陽光発電部10からの電力を定置型蓄電装置60に充電することで、当該電力を後に有効に利用することが可能となる。さらに、この場合、燃料電池100において発電された電力を特定コンセント101から取り出すことができ、停電時であっても当該燃料電池100からの電力を有効に利用することができる。
Moreover, even if a power failure occurs in this state (see the third supply mode (FIG. 5)), the electric power from the in-vehicle
さらに、この状態で車載型蓄電装置30に充電された電力が空になった場合(第四供給態様(図6)参照)、定置型蓄電装置60からの電力が第一負荷80・80・・・に供給される。これによって、車載型蓄電装置30の充電が空になった場合に、前述の第三供給態様(図5参照)において定置型蓄電装置60に充電された電力を用いて第一負荷80・80・・・を使用することができる。このように、本実施形態に係る電力供給システム1においては、停電が発生した場合であっても、第三供給態様及び第四供給態様に亘って第一負荷80・80・・・を継続して長時間使用することが可能となる。
Furthermore, when the electric power charged in the in-vehicle
以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム1は、
太陽光を受けて発電可能な太陽光発電部10と、
商用電源200及び太陽光発電部10にそれぞれ接続され、負荷(第一負荷80・80・・・及び第二負荷120・120・・・)へと電力を分配する第一分電盤50及び第二分電盤90と、
第一分電盤50と接続され、当該第一分電盤50と電力のやり取りが可能な定置型蓄電装置60(第一蓄電装置)と、
第一分電盤50と接続可能な車載型蓄電装置30(第二蓄電装置)と、
第二分電盤90と接続され、当該第二分電盤90へと電力を供給可能な燃料電池100と、
を具備し、
車載型蓄電装置30が第一分電盤50と接続され、当該車載型蓄電装置30から第一分電盤50へと電力を供給可能とされた場合、第一分電盤50が商用電源200及び太陽光発電部10から切り離されるものである(第二供給態様(図3)参照)。
このように構成することにより、車載型蓄電装置30からの電力と燃料電池100からの電力とが互いに干渉することがなく、定置型蓄電装置60、車載型蓄電装置30、商用電源200、太陽光発電部10及び燃料電池100からの電力を適宜負荷へと供給することができ、利便性の高い電力供給システム1を提供することができる。
As described above, the power supply system 1 according to the present embodiment is
A solar
A
A stationary power storage device 60 (first power storage device) connected to the first
An in-vehicle power storage device 30 (second power storage device) connectable to the
A
Comprising
When the in-vehicle
With this configuration, the power from the in-vehicle
また、車載型蓄電装置30は走行体に備えられ、
車載型蓄電装置30から第一分電盤50へと電力を供給可能とされた場合、
定置型蓄電装置60は、
第一分電盤50に接続された負荷での消費電力が車載型蓄電装置30から供給可能な電力を超えた場合に、当該超えた分の電力を当該第一分電盤50に接続された負荷へと供給する負荷追従運転を行うものである(第二供給態様(図4)参照)。
このように構成することにより、第一分電盤50に接続された負荷での消費電力が車載型蓄電装置30から供給可能な電力を超えた場合であっても、極力商用電源200及び太陽光発電部10からの電力を使用しないようにすることができる。これによって、定置型蓄電装置60及び車載型蓄電装置30に充電された電力を有効に利用することができ、利便性の高い電力供給システム1を提供することができる。
Further, the in-vehicle
When power can be supplied from the in-vehicle
The stationary
When the power consumption at the load connected to the
By configuring in this way, even if the power consumption at the load connected to the
また、電力供給システム1は、
商用電源200が停電した場合、
太陽光発電部10からの電力を定置型蓄電装置60に充電するものである(第三供給態様(図5)参照)。
このように構成することにより、停電時において太陽光発電部10で発電された電力を有効に利用することができ、利便性の高い電力供給システム1を提供することができる。
In addition, the power supply system 1
If the
Electric power from the solar
By comprising in this way, the electric power generated with the solar
また、燃料電池100は、
外部からの電力の供給がない場合であっても発電可能であると共に、特定コンセント101(電力出力部)から当該発電した電力を取り出すことが可能となるように構成されるものである(第三供給態様(図5)及び第四供給態様(図6及び図7)参照)。
このように構成することにより、商用電源200から燃料電池100への電力の供給がなされない停電時においても、当該燃料電池100で発電を行うことが可能であると共に、当該発電した電力を特定コンセント101から取り出すことができ、利便性の高い電力供給システム1を提供することができる。
In addition, the
Even when there is no external power supply, power generation is possible, and the generated power can be taken out from a specific outlet 101 (power output unit) (third). Supply mode (FIG. 5) and fourth supply mode (FIGS. 6 and 7)).
With this configuration, it is possible to generate power with the
また、電力供給システム1は、
商用電源200が停電し、かつ、車載型蓄電装置30から第一分電盤50への電力供給が不可能となった場合、
定置型蓄電装置60からの電力を第一負荷80・80・・・へと供給するものである(第四供給態様(図6及び図7)参照)。
このように構成することにより、車載型蓄電装置30からの電力供給がなくなった場合であっても、第一負荷80・80・・・に電力を供給することができる。これによって、当該第一負荷80・80・・・を継続して使用することができ、利便性の高い電力供給システム1を提供することができる。
In addition, the power supply system 1
When the
The electric power from the stationary
By configuring in this way, even when power supply from the in-vehicle
なお、上記実施形態においては、電力供給システム1は住宅に設けられるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、その他(例えば、工場等)の種々の建築物に適用することが可能である。
また、上記実施形態においては、車載型蓄電装置30が搭載される走行体の一例として電気自動車(EV)を例示したが、本発明に係る走行体はこれに限るものではない。すなわち、走行体としては各種の車両を適用することが可能であり、例えばプラグインハイブリッド車やその他二輪車等であっても良い。
また、上記実施形態においては、車載型蓄電装置30(本発明に係る第二蓄電装置の一実施形態)は走行体に備えられるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る第二蓄電装置は第一分電盤50と接続可能(接続、及び当該接続の解除が可能)なものであれば良い。例えば、一定の範囲の土地に建てられた複数の分譲住宅が、共同で利用する大型の定置型蓄電装置等であっても良い。
また、上記実施形態において、車載型蓄電装置30及び定置型蓄電装置60はリチウムイオン電池等により構成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えばニッケル水素電池等により構成されるものであっても良い。
また、上記実施形態において、燃料電池100は固体酸化物形燃料電池(SOFC)により構成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば固体高分子形燃料電池(PEFC)、りん酸形燃料電池(PAFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)等により構成されるものであっても良い。
また、上記実施形態においては、本発明に係る燃料電池の電力出力部の一実施形態として、居住者が使用したい電気機器を任意に接続することができる特定コンセント101を例に挙げたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る電力出力部は、燃料電池で発電された電力を取り出すことが可能な部分であれば良い。例えば、予め外部の回路と接続された(居住者が任意に接続を解除できない)部分であっても良い。
In addition, in the said embodiment, although the electric power supply system 1 shall be provided in a house, this invention is not limited to this, It is applicable to other various buildings (for example, factories etc.). It is.
Moreover, in the said embodiment, although the electric vehicle (EV) was illustrated as an example of the traveling body in which the vehicle-mounted
Moreover, in the said embodiment, although the vehicle-mounted electrical storage apparatus 30 (one Embodiment of the 2nd electrical storage apparatus which concerns on this invention) shall be provided in a traveling body, this invention is not limited to this. That is, the 2nd electrical storage apparatus which concerns on this invention should just be connectable with the 1st electricity distribution panel 50 (connection and cancellation | release of the said connection are possible). For example, a plurality of condominiums built on a certain area of land may be large stationary power storage devices that are used jointly.
Moreover, in the said embodiment, although the vehicle-mounted
Moreover, in the said embodiment, although the
Moreover, in the said embodiment, although specific electrical outlet 101 which can connect arbitrarily the electric equipment which a resident wants to use as an embodiment of the power output part of the fuel cell concerning the present invention was mentioned as an example, The invention is not limited to this. That is, the power output unit according to the present invention may be a part that can extract the power generated by the fuel cell. For example, it may be a portion connected in advance to an external circuit (the resident cannot arbitrarily release the connection).
1 電力供給システム
10 太陽光発電部
20 第一パワーコンディショナ
30 車載型蓄電装置(第二蓄電装置)
40 スイッチ部
50 第一分電盤
60 定置型蓄電装置(第一蓄電装置)
70 第二パワーコンディショナ
80 第一負荷(負荷)
90 第二分電盤
100 燃料電池
101 特定コンセント(電力出力部)
110 遮断器
120 第二負荷(負荷)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric
40
70
90
110
Claims (4)
商用電源及び前記太陽光発電部にそれぞれ接続され、負荷へと電力を分配する第一分電盤及び第二分電盤と、
前記第一分電盤と接続され、当該第一分電盤と電力のやり取りが可能な第一蓄電装置と、
前記第一分電盤と接続可能な第二蓄電装置と、
前記第二分電盤と接続され、当該第二分電盤へと電力を供給可能な燃料電池と、
を具備し、
前記第二蓄電装置が前記第一分電盤と接続され、当該第二蓄電装置から前記第一分電盤へと電力を供給可能とされた場合、前記第一分電盤が前記商用電源及び前記太陽光発電部から切り離されることを特徴とする、
電力供給システム。 A solar power generation unit capable of generating power by receiving sunlight,
A first distribution board and a second distribution board connected to a commercial power source and the photovoltaic power generation unit, respectively, and distributing power to a load;
A first power storage device connected to the first distribution board and capable of exchanging power with the first distribution board;
A second power storage device connectable to the first distribution board;
A fuel cell connected to the second distribution board and capable of supplying power to the second distribution board;
Comprising
When the second power storage device is connected to the first distribution board and power can be supplied from the second power storage device to the first distribution board, the first distribution board is connected to the commercial power source and It is separated from the photovoltaic power generation unit,
Power supply system.
前記第二蓄電装置から前記第一分電盤へと電力を供給可能とされた場合、
前記第一蓄電装置は、
前記第一分電盤に接続された負荷での消費電力が前記第二蓄電装置から供給可能な電力を超えた場合に、当該超えた分の電力を当該第一分電盤に接続された負荷へと供給する負荷追従運転を行うことを特徴とする、
請求項1に記載の電力供給システム。 The second power storage device is provided in a traveling body,
When power can be supplied from the second power storage device to the first distribution board,
The first power storage device
When the power consumption at the load connected to the first distribution board exceeds the power that can be supplied from the second power storage device, the load that is connected to the first distribution board It is characterized by performing load following operation to supply to
The power supply system according to claim 1.
前記太陽光発電部からの電力を前記第一蓄電装置に充電することを特徴とする、
請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。 When the commercial power supply fails
Charging the first power storage device with power from the solar power generation unit,
The power supply system according to claim 1 or 2.
外部からの電力の供給がない場合であっても発電可能であると共に、電力出力部から当該発電した電力を取り出すことが可能となるように構成されることを特徴とする、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The fuel cell
The power generation is possible even when there is no external power supply, and the power generation unit is configured to be able to take out the generated power.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3.
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