JP2022175534A - Storage battery and usage system thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池に関する。より詳しくは、太陽光発電により発電した電気を貯蔵する蓄電池およびその利用システムに関する。 The present invention relates to storage batteries. More specifically, the present invention relates to a storage battery for storing electricity generated by photovoltaic power generation and a system using the storage battery.
近年、SDGsなどにより、CO2排出ガスの削減が求められており、その有効な手段として太陽光発電などの自然エネルギーの普及が推奨されている。しかしながら、家庭で太陽光発電した場合、自家利用（例えば、特許文献１）するか、自宅で使って余った電力を電力会社に売電する場合がほとんどで、太陽光発電を蓄電池に貯蔵している家庭は少ない。 In recent years, the reduction of CO2 emissions has been called for by the SDGs and other factors, and the spread of natural energy sources such as solar power generation is being recommended as an effective means of doing so. However, when solar power is generated at home, in most cases, it is used privately (for example, Patent Document 1), or the surplus power used at home is sold to an electric power company, and solar power is stored in a storage battery. Few families have
また、高価格で電力会社が買い取る契約が終了し、売電金額が安くなり、売電賦課金が増加して太陽光発電するメリットが減少しており、台風や地震などにより設備が破損する、パワーコンディショナーから発火するなどの問題が起きていることから太陽電池の普及が進みにくくなったという問題があった。 In addition, the contract for the purchase of electricity by the power company at a high price has ended, the amount of electricity sold has decreased, the electricity sales levy has increased, and the benefits of solar power generation have decreased, and facilities are damaged by typhoons and earthquakes. There was a problem that the spread of solar cells became difficult due to problems such as ignition from power conditioners.
また、発電した電気を貯蔵する蓄電池は通常大型で固定されており、移動することが困難という問題があった。
そこで、上記の問題を解決し、より柔軟に太陽光発電を活用できるシステムが求められていた。
In addition, there is a problem that the storage battery that stores the generated electricity is usually large and fixed, making it difficult to move.
Therefore, there has been a demand for a system that solves the above problems and enables more flexible use of photovoltaic power generation.
太陽光発電した電力を移動可能にする蓄電池を提供する。 To provide a storage battery that enables movement of power generated by solar power.
（１）太陽電池により発電した電力を蓄電できる蓄電池と、
該蓄電池を設置できる架台と
を有する蓄電池システム。
（２）架台が配電盤に接続できる（１）の蓄電池システム。
（３）架台が太陽光発電システムに接続できる（１）の蓄電池システム。
（４）前記蓄電池がインバーターを内蔵する蓄電池である（１）～（３）のいずれか１に記載の蓄電池システム。
（５）前記蓄電池がキャスターを有し、架台の設置箇所で蓄電池が上下動することで、蓄電池と架台の電極の接触を制御できることを特徴とする、（１）～（４）のいずれか１に記載の蓄電池システム。
（６）前記蓄電池が直流および交流のいずれでも出力できる蓄電池である、（１）～（５）のいずれか１に記載の蓄電池システム。
（７）キャスター付きの蓄電池を用いて、太陽光発電で発電した電力を、太陽光発電システムを持たない家庭にも提供できる、（１）～（６）のいずれか１に記載の蓄電池システム。
（８）移動可能な蓄電池を用いて、太陽光発電した電力を貯蔵し、太陽光発電をしていない家庭でも太陽光発電由来の電力を利用できるようにする方法。
（９）（８）の方法により、太陽光発電した電力を効率よく一般家庭および／または法人に提供する方法。
(1) a storage battery capable of storing power generated by a solar battery;
A storage battery system having a stand on which the storage battery can be installed.
(2) The storage battery system of (1) in which the pedestal can be connected to the switchboard.
(3) The storage battery system of (1) in which the frame can be connected to the photovoltaic power generation system.
(4) The storage battery system according to any one of (1) to (3), wherein the storage battery is a storage battery containing an inverter.
(5) Any one of (1) to (4), wherein the storage battery has casters, and the storage battery moves up and down at the location where the stand is installed, thereby controlling the contact between the storage battery and the electrodes of the stand. The storage battery system according to .
(6) The storage battery system according to any one of (1) to (5), wherein the storage battery is a storage battery capable of outputting either direct current or alternating current.
(7) The storage battery system according to any one of (1) to (6), wherein the storage battery with casters is used to provide power generated by solar power generation to households that do not have a solar power generation system.
(8) A method of storing photovoltaic power using a movable storage battery so that the power derived from photovoltaic power generation can be used even in households that do not use photovoltaic power generation.
(9) A method of efficiently providing solar-generated power to general households and/or corporations by the method of (8).
本発明によれば、移動が容易な太陽光発電用蓄電池およびそれを用いるシステムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the storage battery for solar power generation which movement is easy, and a system using the same are provided.
本発明は、従来太陽光発電で発電した電力を、自宅（または自社）と電力会社で消費していたのを、移動可能な蓄電池に蓄電することで発電した電気を貯蔵し、それ以外の場所でも使用できるようにするものである。すなわち、太陽光発電した電力を移動可能な蓄電池に貯蔵して、必要に応じて、他の家庭や工場、学校、などで使用できるようにするための蓄電池貯蔵、運搬、使用するシステムを提供する。 Conventionally, the electricity generated by photovoltaic power generation was consumed at home (or in the company) and the electric power company. It also allows you to use it. In other words, the present invention provides a system for storing, transporting, and using a storage battery for storing power generated by solar power in a movable storage battery so that it can be used in other homes, factories, schools, etc., as required. .
本発明に用いる蓄電池は移動が容易なように、０．５～５ｋｗ、より好ましくは１ｋｗ～２ｋｗの容量が好ましい。重量としては、２０ｋｇ以下が好ましく、より好ましくは１５ｋｇ以下、さらに好ましくは１０ｋｇ以下である。ただし、電池性能が上がり、より大容量でも小型化が可能になれば、３ｋｗ、４ｋｗ、５ｋｗ、１０ｋｗなどの容量にしてもよく、容量については蓄電池を持ち運べる限り特に制限はない。蓄電池としては、鉛蓄電池、リチウムイオンバッテリー、全固体電池などが挙げられるが、これらに限られず、太陽光発電して電気を貯蔵できる蓄電池であればよい。 The storage battery used in the present invention preferably has a capacity of 0.5 to 5 kw, more preferably 1 kw to 2 kw so that it can be easily moved. The weight is preferably 20 kg or less, more preferably 15 kg or less, still more preferably 10 kg or less. However, if the battery performance is improved and it becomes possible to reduce the size even with a larger capacity, the capacity may be 3 kw, 4 kw, 5 kw, 10 kw, etc., and the capacity is not particularly limited as long as the storage battery can be carried. Examples of storage batteries include lead-acid batteries, lithium-ion batteries, all-solid-state batteries, and the like, but are not limited to these, and any storage battery that can generate electricity by solar power and store electricity may be used.
本発明に用いる蓄電池は、架台に載せて、架台上の蓄電池を設置する部分にある電極と接触させることにより、太陽光発電した電力を蓄電池に貯蔵する。この場合、蓄電池を乗せる台には、フォークリフト型の昇降台が設置され、または、エアパッドが敷いてあり、エアポンプまたは油圧で上下させることができる。フォークリフトを下げるか、パッドの空気を抜くことで蓄電池を下に下げることで、架台と蓄電池の電極同士が接触し、充電や給電が可能になる。蓄電池と架台の電極の位置が正確に合うように、フォークリフトやパッドのキャスターが乗る部分にキャスターを誘導するガイドや溝を付けることが好ましい。 The storage battery used in the present invention is placed on a pedestal and brought into contact with an electrode on a portion of the pedestal where the storage battery is to be installed, so that power generated by solar power is stored in the storage battery. In this case, the platform on which the storage battery is placed is provided with a forklift-type lifting platform, or is provided with an air pad, and can be moved up and down with an air pump or hydraulic pressure. By lowering the storage battery by lowering the forklift or removing the air from the pad, the electrodes of the stand and the storage battery come into contact with each other, enabling charging and power supply. It is preferable to provide guides or grooves for guiding the casters in the parts of the forklift or pad on which the casters ride so that the positions of the electrodes of the storage battery and the pedestal are precisely aligned.
架台は、太陽電池と蓄電池を接続することができるか、または、配電盤と蓄電池を接続することができる。すなわち、架台により、蓄電池を太陽光発電システムまたは、パワーコンディショナー、配電盤と接続することができる。また、架台にパワーコンディショナーや電気自動車（EV）を充電できる手段を備えていても良い。パワーコンディショナーは直流交流を変換するインバーターを含んでいてもよく、直流電流の電圧を調整する直流直流（DCDC）コンバーター機能を有していても良い。 The pedestal can connect the solar cell and the storage battery, or can connect the switchboard and the storage battery. That is, the pedestal allows the storage battery to be connected to the photovoltaic power generation system, the power conditioner, or the switchboard. In addition, the pedestal may be equipped with means for charging a power conditioner or an electric vehicle (EV). The power conditioner may include an inverter that converts direct current to alternating current, and may have a direct current to direct current (DCDC) converter function that adjusts the voltage of the direct current.
太陽光発電パネルにより発電した電気を蓄電池に蓄電する場合、直流直流コンバーターを通して蓄電池に直流で充電すればよい。蓄電池の電気を使用する際は、電気製品が直流か交流かによって、どちらでも出力できるようにすることが好ましい。交流に変換するには、インバーターを使うのが好ましい。さらに、１００Vだけでなく、２００Vでも出力できるようにしてもよい。これらはパワーコンディショナーにより実現できる。パワーコンディショナーは、蓄電池に内蔵させてもよく、蓄電池に接続できるように別の機器としてもよい。さらに、電気自動車（EV）でも使用できる仕様にしてもよい。スペアタイヤのように、EVにも本発明の蓄電池を積んでおいて、EVの電池が不足する際に本発明の蓄電池を接続して走行することができるようにすることが好ましい。この場合、必要に応じて、EV電源に接続できるアダプターを介して本発明の蓄電池を接続するようにしてもよい。 When electricity generated by a photovoltaic panel is stored in a storage battery, the storage battery can be charged with direct current through a DC-DC converter. When using electricity from a storage battery, it is preferable to be able to output either direct current or alternating current depending on whether the electrical product is a direct current or an alternating current. It is preferable to use an inverter to convert to alternating current. Furthermore, not only 100V but also 200V may be output. These can be realized by a power conditioner. The power conditioner may be built in the storage battery, or may be a separate device that can be connected to the storage battery. Furthermore, specifications may be made so that it can also be used in electric vehicles (EVs). Like a spare tire, it is preferable that the EV is equipped with the storage battery of the present invention so that when the battery of the EV runs short, the storage battery of the present invention can be connected to drive. In this case, if necessary, the storage battery of the present invention may be connected via an adapter that can be connected to the EV power supply.
また、本発明の蓄電池は家庭用電源から充電できるようにコンセントを有していても良い。この場合、電力会社からの夜の安価な電力を充電しておいて、夏の昼間など電力が不足する場合に使用できるというメリットもある。このためには、交流である家庭用電源から直流にして充電するパワーコンディショナーを用いるのが好ましい。 Moreover, the storage battery of the present invention may have an outlet so that it can be charged from a household power source. In this case, there is also the advantage that the battery can be charged with inexpensive nighttime power from the electric power company and used when power is insufficient, such as during the daytime in summer. For this purpose, it is preferable to use a power conditioner that converts an alternating-current household power source into a direct current for charging.
本発明の蓄電池は、キャスターが付いていることが好ましい。キャスターを備えることで移動が容易になり、また、家庭での配電盤と接続するための架台も提供することから、太陽光発電パネルやパワーコンディショナーを設置していない家庭でも太陽光発電した電気を直接利用できるというメリットがある。 The storage battery of the present invention preferably has casters. Equipped with casters, it is easy to move, and we also provide a mounting frame for connecting to a home switchboard, so even homes that do not have solar panels or power conditioners can directly use electricity generated by solar power. It has the advantage of being available.
本発明の蓄電池の底面には、蓄電池底面の両側に設置するキャスターの他に、蓄電池の電極がキャスターの内側にあり（図２B）、キャスターよりも高さは低い構造になっている（キャスターが地面に接していても電極はそれよりも上側にあるという意味）。この電極が蓄電池を昇降できる仕組みにより下に降りることで、架台から突き出た＋極、―極と重力により接触して接続する。架台の蓄電池を設置する部位には、エアパッドのような空気の出し入れで上下できる手段か、油圧で上下するジャッキ、フォークリフトのような手段があり、蓄電池がそのまま設置位置にキャスターで移動でき、蓄電池が設置位置に移動後に、下降させて、蓄電池の電極と架台に設置してある電極（＋極とー極）と接続する。これにより、蓄電池―架台―配電盤、または、蓄電池―架台―太陽光パネル間で電気が流れるようになり、給電または蓄電が可能になる。 On the bottom of the storage battery of the present invention, in addition to the casters installed on both sides of the bottom of the storage battery, the electrodes of the storage battery are inside the casters (Fig. 2B), and the height is lower than the casters (the casters are (meaning that the electrode is above it even if it is in contact with the ground). By lowering this electrode with a mechanism that allows the storage battery to move up and down, it contacts and connects with the + and - poles protruding from the pedestal by gravity. The part of the frame where the storage battery is installed can be moved up and down by means of air pads, or can be moved up and down by hydraulic pressure, such as a jack or forklift. After moving to the installation position, it is lowered and connected to the electrodes of the storage battery and the electrodes (+ and -) installed on the pedestal. As a result, electricity flows between the storage battery, the frame, and the switchboard, or between the storage battery, the frame, and the solar panel, enabling power supply or storage.
本発明の蓄電池には、ICタグを設置してもよい。自ら電波を発信できるタイプのタグであれば、自力で各蓄電池が現在どこにあるかを把握することができる。電波を受信して発信するタイプのタグであれば、電波を発することで蓄電池の位置を知ることができる。 An IC tag may be installed in the storage battery of the present invention. If the tag is of a type that can transmit radio waves by itself, it is possible to grasp the current location of each storage battery by itself. If the tag is of the type that receives and emits radio waves, it is possible to know the location of the storage battery by emitting radio waves.
または、各蓄電池にインターネットに接続できる手段を設けて、wifi、LANなどを通じて残存電力量を持ち主のPCまたは蓄電池を管理している組織に送信し、一定時間毎に残存電力量を把握して、蓄電池交換のタイミングを予測できるようにしてもよい。さらに、各家庭や会社、工場などの使用量データを取得し、蓄電池の必要量をAIなどを用いて予測するシステムにしてもよい。 Alternatively, each storage battery is provided with a means to connect to the Internet, and the remaining power is sent to the owner's PC or the organization that manages the storage battery via wifi, LAN, etc., and the remaining power is grasped at regular intervals, You may enable it to predict the timing of storage battery exchange. Furthermore, a system that acquires usage data for each home, company, factory, etc. and predicts the required amount of storage batteries using AI or the like may be used.
架台に蓄電池を設置する数は１つでもよく、２以上並列に接続させてもよい。その場合には蓄電池の数だけ、蓄電池を設置するポケットや昇降装置を架台に備える必要がある。そうすることにより、１つの蓄電池が空になったとしても、他の蓄電池から電気が供給されるので無停電を実現できる。また、太陽光発電時にも、蓄電池を複数並列に接続しておけば、１つの蓄電池が満充電になった場合でも順次次の蓄電池を充電させることで太陽光発電した電気を効率よく利用できる。 The number of storage batteries installed on the frame may be one, or two or more may be connected in parallel. In that case, it is necessary to equip the frame with pockets for installing the storage batteries and lifting devices corresponding to the number of the storage batteries. By doing so, even if one storage battery becomes empty, electricity is supplied from the other storage battery, so uninterrupted power outage can be realized. Also, when a plurality of storage batteries are connected in parallel during photovoltaic power generation, the electricity generated by photovoltaic power can be used efficiently by charging the next storage battery in sequence even when one storage battery is fully charged.
さらに、管理コンピュータでAIを用いて需要予測できるようにし、天候、温度、イベントなどから必要な電力量を予測し、必要に応じて家庭用電源などで夜間に充電するなどの警告を出すようにしてもよい。 In addition, the management computer uses AI to forecast demand, forecast the required amount of power based on weather, temperature, events, etc., and issue warnings such as charging at night with household power sources as necessary. may
また、蓄電池からの電力供給は、直流、交流のどちらでも供給できるようにしてもよい。この場合、蓄電池にパワーコンディショナーを内蔵させるのが好ましい。家電の中には直流でも動作する機器もあることから、太陽光発電で直流で貯蔵した電力を、そのまま直流で使用した方がロスが少なくなるというメリットがある。 Moreover, the power supply from the storage battery may be configured so that either direct current or alternating current can be supplied. In this case, it is preferable to incorporate a power conditioner in the storage battery. Since some home appliances can operate even with direct current, the advantage of using the power stored in direct current with solar power generation as it is is that there is less loss.
このためには、蓄電池にパワーコンディショナーまたはインバーターを接続する必要があるが、蓄電池にインバーターやパワーコンディショナーを内蔵するか、蓄電池にパワーコンディショナーを外付けで連結できるようにしてもよい。架台にパワーコンディショナーを設置してもよい。 For this purpose, it is necessary to connect a power conditioner or an inverter to the storage battery. Alternatively, the storage battery may incorporate the inverter or the power conditioner, or the power conditioner may be externally connected to the storage battery. A power conditioner may be installed on the stand.
（実施例１）
次に、本発明の実施の形態に係る蓄電池電力供給システムの詳細な構成について図を用いて説明する。
本発明は、図１、図２に示すように、スロープ２を有する台座（架台）１と、キャスター４を有する蓄電池を有する。架台１は太陽光発電時に電極が水没することを防止することができる。キャスター付きなので、キャスター４で移動することもできるが、図１のように台車５などに乗せて移動させてもよい（図１A）。
(Example 1)
Next, the detailed configuration of the storage battery power supply system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention has a pedestal (frame) 1 having a
蓄電池３は、図1に示すように、昇降式のミニフォークリフトのような昇降台９に乗った後、昇降手段８により電極７を設置した蓄電池用ポケットに降りる。最下段まで降りると、架台の電極７と、蓄電池の電極６が接続し（図１B）、電気を流せるようになる。昇降台の構造は上からみると図２Aのようになっている。台車のキャスターがちょうど乗る部分に突出部９があり、この部分にキャスターの位置が正確に乗るようにキャスターのガイド（くぼみまたは、側壁など）を設置してもよい。蓄電池の電極は蓄電池の底面に設置されており（図２B）、キャスターの進行方向に対して直角の方向に＋、―の電極を配置することが好ましい。キャスターの進行方向と平行の方向に設置してもよいが、その場合は、架台の電極と位置がずれるとショートするおそれがあるためである。
As shown in FIG. 1, the
蓄電池の他の昇降手段としては、エアパッドを使っても良い（図３）。エアパッド１０を設置した部分に入るように架台にくぼみ（ポケット）があり、その中に、太陽電池パネルまたはパワーコンディショナーと接続できる電極がくぼみの中央付近に設置してある。この場合はエアパッドの中央は中空で、電極の接触を阻害しない構造にすればよい。
Air pads may be used as another lifting means for the storage battery (Fig. 3). There is a recess (pocket) in the frame so as to enter the part where the
（実施例２）
本発明の別の実施形態を図４に示す。図４Aは電力側の配電盤である。Bは配電盤と蓄電池をつなぐ中継機である。ここにパワーコンディショナーを設置してもよい。すなわち、Bで蓄電池の直流を交流に変え、電圧を調整して配電盤Aに流すようにしてもよい。１３をONにすることで蓄電池の電気を配電盤に流すことができる。１３をオフにした場合は、蓄電池をDの直流機器に接続して直流として使用することができる。Cは蓄電池である。この場合、蓄電池が２つ設置してあるが、２つ以上設置することで、一方が空になっても、もう１つの蓄電池から電気が供給されるので、無停電給電が実現できる。蓄電池の数は必要に応じて１つでもよく２以上であってもよい。直流の電気機器を使用する場合は、蓄電池Cと負荷Dを連結することで、直流の電気機器（照明器具など）に給電することができる。この場合、直流直流パワーコンディショナーにより、電圧を調整することができる。
パワーコンディショナーは、蓄電池に内蔵させてもよく、別途架台や中継機などに設置してもよい。
(Example 2)
Another embodiment of the invention is shown in FIG. FIG. 4A is a power side switchboard. B is a repeater that connects the switchboard and the storage battery. You can install a power conditioner here. That is, at B, the direct current of the storage battery may be changed to alternating current, and the voltage may be adjusted and sent to the switchboard A. By turning on 13, the electricity in the storage battery can be sent to the switchboard. When 13 is turned off, the storage battery can be connected to the DC device of D and used as DC. C is a storage battery. In this case, two storage batteries are installed, but by installing two or more, even if one of them becomes empty, electricity is supplied from the other storage battery, so uninterruptible power supply can be realized. The number of storage batteries may be one or two or more as required. When using a DC electric device, by connecting the storage battery C and the load D, it is possible to supply power to the DC electric device (lighting equipment, etc.). In this case, the voltage can be adjusted by a direct-current power conditioner.
The power conditioner may be built in the storage battery, or may be separately installed in a stand or repeater.
本発明によれば、従来自家消費か、電力会社に買い取ってもらうしかなかった太陽光発電した電力が、太陽光発電パネルを設置していない家庭、その他電源が必要な施設にも流通させることができ、太陽光発電した電力の利用が促進されるという効果が得られる。 According to the present invention, photovoltaic power, which has conventionally been either self-consumed or purchased by an electric power company, can be distributed to homes without photovoltaic panels and other facilities that require a power source. It is possible to obtain the effect of promoting the use of power generated by solar power.
本発明は、電力産業などに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the electric power industry and the like.
１ 架台（台座）
２ スロープ
３ 蓄電池
４ キャスター
５ 台車
６ 蓄電池の電極
７ 架台の電極
８ 昇降台
９ 昇降手段
１０ エアパッド
１１ 配電盤
１２ ブレーカー
１３ ブレーカーまたは切り替えスイッチ
1 stand (pedestal)
2
Claims (9)
該蓄電池を設置できる架台と、
を有する蓄電池システム。 a storage battery capable of storing power generated by the solar battery;
a frame on which the storage battery can be installed;
A storage battery system having a
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