JP5044382B2

JP5044382B2 - 電力供給システム

Info

Publication number: JP5044382B2
Application number: JP2007322476A
Authority: JP
Inventors: 賢二中北; 嘉浩谷川; 清隆竹原; 彰洋菊池; 正松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP2009148070A

Description

本発明は、住宅、店舗、オフィスなどの建築物に配置された機器への給電に際して、商用電源のような主電源とは別に、二次電池を備え主電源の停電時などに電源供給のバックアップを行う分散電源を設けた電力供給システムに関するものである。

一般に、この種の電力供給システムとして、商用電源のような主電源が停電していない定常時において主電源の電力を用いてバックアップ用の二次電池を充電しておき、主電源の停電時には、二次電池の電力を用いて電源のバックアップを行う構成のものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。二次電池の充電は主電源が停電していない定常時に行われており、二次電池に蓄電される電荷量が多いほど停電時に長時間に亘って供給する電力を確保することができるという観点から、一般には、二次電池の蓄電量は満充電時の電荷量になるように制御されている。
特開２００１−１０３６７９号公報

しかしながら、二次電池をつねに満充電まで充電した状態に保っていると過充電になる危険を伴う。とくに、二次電池としてリチウムイオン電池を用いる場合には、過充電と過放電とのいずれもが故障の原因になり、主電源の停電時にバックアップ用の電力を確保することができなくなるから、過充電と過放電とは避けなければならない。

このような問題の発生を回避するには、主電源により充電する二次電池の蓄電量の目標値を、満充電時の電荷量よりも少なくすることが考えられる。しかしながら、二次電池に蓄電されている電荷量が少ないと主電源の停電時において機器を運転できる台数や時間が短くなるという問題が生じる。蓄電可能な電荷量の十分に大きい二次電池を用いると、満充電時よりも少ない蓄電量でも機器の運転台数や運転時間の制限を緩和することができるが、蓄電可能な電荷量の大きい二次電池は高価である上に、体積が大きく大型化するという問題が生じる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、常時は二次電池に蓄電する電荷量を比較的少なくして二次電池の故障を防止し、二次電池による電源のバックアップが必要になり、かつバックアップの期間が長期化すると考えられる災害時には二次電池の蓄電量を増加させることで比較的長期に亘る機器の運転を可能にした電力供給システムを提供することにある。

請求項１の発明は、二次電池を含み主電源の停止時に給電のバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、建築物に配置され電力供給部から供給される電力により駆動される機器と、二次電池を充電する充電制御部と、主電源の停止が予想される災害の発生予報を取得する災害予報取得部とを備え、充電制御部は、災害予報取得部が災害の発生予報を取得した後に二次電池に蓄電された電荷量を定常時より増加させ、さらに、災害発生時に機器との通信を行うことにより、災害の発生時に必要な機器のみを動作させることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記災害予報取得部は、機器が配置されている建築物に設置した火災感知器の出力から得られる火災の発生予報を取得することを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記災害予報取得部は、地震の発生予報を取得することを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記災害予報取得部は、台風の接近予報を取得することを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記充電制御部は、前記主電源が停止していない定常時において前記二次電池に蓄電されている電荷量が前記機器のうちの既定機器が既定時間の動作を継続するのに必要な電荷量を下回らない目標充電量を設定し、目標充電量を下回らないように充電制御を行うことを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項５の発明において、前記充電制御部は、前記二次電池に蓄電可能な電荷量の上限が初期時から低下した程度を二次電池の劣化の評価として前記主電源が停止していない定常時において求める劣化評価手段と、劣化評価手段により求めた劣化の程度が大きいほど前記目標充電量を増加させる目標設定手段とを備えることを特徴とする。

請求項７の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、災害の発生予報を取得すると二次電池に蓄電された電荷量を定常時よりも増加させるように充電の制御を行うから、定常時には二次電池に蓄電する電荷量を満充電時よりも少なくしておき、過充電になる可能性を低減することができる。一方、災害の発生予報を取得すると二次電池に蓄電された電荷量を定常時よりも増加させるから、電源のバックアップを行う期間が長期化すると考えられる災害時には、蓄電量を増加させて比較的長期に亘る機器の運転を可能にすることができる。

請求項２ないし請求項４の発明では、災害予報取得部が取得する災害の種類を特定しており、建築物に設置した火災感知器の出力により火災の発生予報を取得した場合、地震の発生予報を取得した場合に、台風の接近予報を取得した場合のそれぞれにおいて、二次電池の蓄電量を増加させるから、避難経路の照明機器や通報に必要な情報機器などへの電力を確保することができる。

請求項５の発明の構成によれば、既定機器が既定時間の動作を継続するのに必要な電荷量を下回らないように、二次電池の充電制御を行うから、災害以外の原因で主電源が停止したとき（たとえば、商用電源の瞬時停電のとき）にも必要な機器は継続動作させることが可能になる。

請求項６の発明の構成によれば、二次電池の劣化の程度を評価し、二次電池の劣化が進むほど定常時において二次電池に供給する充電量を増加させることにより、二次電池に蓄電される電荷量を確保することが可能になる。言い換えると、二次電池が劣化して蓄電量の上限が低下しても、定常時における二次電池に蓄電量は低下せず、主電源の停止時において既定機器が既定時間の動作を継続するのに必要な電荷量を確保することができる。

請求項７の発明の構成によれば、機器が直流であるから、分散電源として二次電池を用いる場合に交流電力に変換する必要がなく、分散電源では出力電圧の制御のみを行えばよく、分散電源の構成が簡単になる。

以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。図４は本実施形態を適用する電力供給システムの全体構成である。家屋Ｈには、図４に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（電力供給部）１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は通信経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃとは別に設けてもよい。直流電力供給部１０１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を含み交流電源ＡＣを電源とする主電源１０と、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３のうち少なくとも二次電池１６２を含む分散電源２０とを備える。

また、図示例では、直流電力供給部１０１が、主電源１０の停止（停電や線間電圧の異常低下）を検出する停電検出部１１と、主電源１０と分散電源２０と直流供給線路Ｗｄｃとの接続を行う給電制御部１２とを備える。さらに、分散電源２０に設けた二次電池１６２への充電電流を制御する充電制御部１３が設けられる。停電検出部１１と給電制御部１２とは直流電力供給部１０１とは別に設けてもよい。給電制御部１２は、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出すると、直流供給線路Ｗｄｃから主電源１０を切り離し、分散電源２０のみを直流供給線路Ｗｄｃに接続する。この構成により、主電源１０の停止時に分散電源２０によるバックアップが可能になっている。停電検出部１１と給電制御部１２と充電制御部１３とは、協調制御部１１３に設けられる。

一方、宅内サーバ１１６は、上述したように住警器システムＫ１０４に含まれる直流機器１０２としての火災感知器と通信可能であり、また、広域網ＮＴを通して各種サーバから情報を取得することができる。本実施形態において重要な情報は、主電源１０の停止が予想される災害の情報であり、これらの災害については、火災感知器の出力から得られる火災の発生予報（煙濃度の増加など）、地震の発生予報、台風の進路予測に基づく接近予報のような発生予報の情報を取得することが可能になってきている。

そこで、宅内サーバ１１６には、これらの災害予報を取得する災害予報取得部１４を設ける。火災の発生予報は宅内の火災感知器から取得し、地震、台風の発生予報は外部のサーバから取得する。主電源１０の停止が予想される事象には、これらの災害のほか、落雷や電力会社による配電設備のメンテナンスなども考えられるから、災害予報取得部１４において、これらの情報も災害の発生予報として取得してもよい。また、広域網ＮＴからのみではなく、放送電波を利用した緊急放送により災害の発生予報を取得してもよい。

充電制御部１３は、停電監視部１１が停電を検出しておらず災害予報取得部１４が災害予報を取得していない定常時においては、二次電池１６２の充放電を行う。定常時における二次電池１６２の放電は、宅内の直流機器１０２の運転や停止に伴う負荷変動に対して交流電源ＡＣからの電力供給量を平準化するために行うが、本発明の要旨ではないから、ここでは説明しない。したがって、充電制御部１３は、定常時には基本的に、二次電池１６２の充電電流を制御しているものとする。

充電制御部１３には、二次電池１６２に蓄電する電荷量を目標充電量として設定する目標設定手段１３ａが設けられ、目標設定手段１３ａには定常時における電荷量に関する第１の目標充電量と、災害予報取得部１４が災害予報を取得した後の電荷量に関する第２の目標充電量とが設定される。目標充電量の標準値は工場出荷前に設定されるが、宅内サーバ１１６と通信可能な情報端末や表示器１１７を用いることにより、利用者が宅内の直流機器１０２の現場環境に合わせて適宜に調節することができる。目標充電量は、電荷量の絶対値で与えられるのではなく百分率で与えられる。

充電制御部１３では、目標設定手段１３ａに設定された目標充電量を下限とし、二次電池１６２に蓄電される電荷量がこの下限に対して所定範囲内に維持されるように充電制御を行う。したがって、定常時においては、二次電池１６２に蓄電された電荷量は、目標設定手段１３ａに設定された第１の目標充電量を下回らないように充電制御が行われる。交流電源ＡＣの瞬時停電のように災害以外の原因で主電源１０が停止したときにも必要な機器は継続動作させることが可能になる。

また、充電制御部１３では、災害予報取得部１４が災害の発生予報を取得すると、目標設定手段１３ａの目標充電量を第１の目標充電量から第２の目標充電量に切り換える。またこのとき、二次電池１６２に蓄電される電荷量が第２の目標充電量に短時間で到達するように、充電電流を増加させて急速充電を行う。第１の目標充電量は、直流機器１０２のうち主電源１０の停止時であっても動作させることが必要な既定機器について、既定時間の継続動作を可能とするように設定される。機器および時間は、利用者が情報端末や表示器１１７を用いて設定することが可能であるが、宅内サーバ１１６は直流機器１０２に関する情報（機器の種別や場所の情報）を取得するから、宅内サーバ１１６において、主電源１０の停止時に動作させることが必要な機器およびその時間を自動的に決定してもよい。

第２の目標充電量は、災害時のように、主電源１０が停止する状態が長期化し、また安全の確認などのために駆動する必要のある直流機器１０２が増加すると予測されるときに、必要な電荷量を確保するために設定される。したがって、第２の目標充電量は第１の目標充電量よりも大きい。

二次電池１６２の蓄電可能な最大の電荷量と、どの直流機器１０２に対して電源のバックアップを行うかに応じて第１の目標充電量および第２の目標充電量は異なるが、たとえば、図２（ａ）のように、第１の目標充電量を二次電池１６２に蓄電可能な電荷量の２０％とし、図２（ｂ）のように、第２の目標充電量を二次電池１６２に蓄電可能な電荷量の６０％などと設定することが可能である（斜線が蓄電される電荷量を示す）。

上述の説明から明らかなように、第１の目標充電量および第２の目標充電量は、蓄電する電荷量の下限を意味しており、この電荷量に対して所定範囲となるように蓄電量が維持されるから、二次電池１６２の過充電や過放電を防止することができる。しかも、災害の発生予報を取得すると二次電池１６２に蓄電される電荷量を定常時よりも増加させるから、災害に備えた電荷量を二次電池１６２に蓄電することが可能になる。

また、火災、地震、台風などの災害発生時には、第２の目標充電量に達するように充電を行って二次電池１６２の蓄電量を定常時よりも増加させているから、災害時の避難経路の照明機器や通報に必要な情報機器などへの電力を確保することができる。さらに、直流機器１０２との通信を行うことにより、災害の発生時に必要な直流機器１０２のみを動作させるようにすれば、災害の種類別に、必要な直流機器１０２のみを動作させることが可能になる。たとえば、火災の場合には避難経路の照明機器（誘導灯が望ましい）のみを動作可能とし、地震の場合には通信に必要な情報機器のみを動作可能とするのである。

ところで、二次電池１６２は充放電の繰り返しにより劣化し、満充電での蓄電量は充放電の繰り返しにより低下することが知られている。そこで、本実施形態では、二次電池１６２に蓄電可能な電荷量の上限（つまり、満充電時の電荷量）が低下した程度を評価する劣化評価手段１３ｂを充電制御部１４に設け、劣化の程度に応じて目標設定手段１３ａにおける第１の目標充電量および第２の目標充電量を変更する構成を採用している。つまり、劣化の程度が大きいほど目標充電量を増加させる。劣化評価手段１３ｂでは、主電源１０が停止していない定常時において規定負荷を通して規定時間だけ放電したときの電圧変化を用いて劣化程度を推定するか、充放電の回数を記憶しておき劣化程度を推定する。

たとえば、二次電池１６２が、初期時には図３（ａ）のように満充電で１００Ａｈの蓄電が可能であったものとし、充放電を繰り返すうちに図３（ｂ）のように満充電で８０Ａｈの蓄電しかできなくなったとする。この場合、第１の目標充電量を２０％の値に固定していると、図３（ａ）の状態では第１の目標充電量に対して２０Ａｈの蓄電量であるのに対して、図３（ｂ）の状態では第１の目標充電量に対して１６Ａｈの蓄電量に低下することになる。そこで、満充電の蓄電量の減少に伴って目標充電量を増加させ、目標充電量に対して二次電池１６２に充電される電荷量が二次電池１６２の劣化後も維持されるようにするのである。図３（ｂ）の例では第１の目標充電量を２５％に設定しているから、蓄電される電荷量は２０Ａｈになる。

なお、二次電池１６２の劣化に伴って内部抵抗が増加し、蓄電された電荷量が等しくても取り出せる電荷量が減少する可能性があるから、満充電の蓄電量と目標充電量との積を一定に保つように目標充電量を設定するよりは、劣化に伴って満充電の蓄電量と目標充電量との積が増加するように目標電荷量を設定するのが望ましい。

この動作により、二次電池１６２が劣化して満充電時の電荷量が低下しても、主電源１０の停止時における必要な電荷量を確保することができる。また、初期時においても第２の目標電荷量は二次電池１６２の劣化を見込んで６０〜７０％に設定しておくことが望ましい。

上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。

本発明の実施形態を示す要部ブロック図である。同上の動作説明図である。同上の動作説明図である。同上の全体構成を示す構成図である。

符号の説明

１０主電源
１１停電検出部
１２給電制御部
１３充電制御部
１３ａ目標設定手段
１３ｂ劣化評価手段
１４災害予報取得部
２０分散電源
１０１直流電力供給部（電力供給部）
１０２直流機器（機器）
１１６宅内サーバ
１６２二次電池（電池）
Ｈ家屋（建築物）
Ｗｄｃ直流供給線路

Claims

二次電池を含み主電源の停止時に給電のバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、建築物に配置され電力供給部から供給される電力により駆動される機器と、二次電池を充電する充電制御部と、主電源の停止が予想される災害の発生予報を取得する災害予報取得部とを備え、充電制御部は、災害予報取得部が災害の発生予報を取得した後に二次電池に蓄電された電荷量を定常時より増加させ、さらに、災害発生時に機器との通信を行うことにより、災害の発生時に必要な機器のみを動作させることを特徴とする電力供給システム。
前記災害予報取得部は、機器が配置されている建築物に設置した火災感知器の出力から得られる火災の発生予報を取得することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記災害予報取得部は、地震の発生予報を取得することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記災害予報取得部は、台風の接近予報を取得することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
前記充電制御部は、前記主電源が停止していない定常時において前記二次電池に蓄電されている電荷量が前記機器のうちの既定機器が既定時間の動作を継続するのに必要な電荷量を下回らない目標充電量を設定し、目標充電量を下回らないように充電制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
前記充電制御部は、前記二次電池に蓄電可能な電荷量の上限が初期時から低下した程度を二次電池の劣化の評価として前記主電源が停止していない定常時において求める劣化評価手段と、劣化評価手段により求めた劣化の程度が大きいほど前記目標充電量を増加させる目標設定手段とを備えることを特徴とする請求項５記載の電力供給システム。
前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電力供給システム。