JP6243617B2 - Power system - Google Patents
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Description
本発明は、住宅等の建物の電力システムに関する。 The present invention relates to a power system for a building such as a house.
従来の太陽光発電システムは、図9に示すように、太陽光を直流電力に変換する太陽電池モジュール1と、その直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナー2と、太陽電池モジュール1とパワーコンディショナー2とを接続する接続箱3とからなり、パワーコンディショナー2から出力された交流電力は分電盤4やコンセントを通じて各種電気機器に供給される。また、電力会社からの引込線5側と系統連系させることにより、太陽電池の発電電力に対し交流負荷が少なく電力過剰となった場合には引込線5を通じて電力会社へ売電を行う。
また、太陽電池モジュール1で発電した発電量は宅内に設置された表示装置6によって確認することができる。
As shown in FIG. 9, the conventional photovoltaic power generation system includes a solar cell module 1 that converts sunlight into DC power, a
The amount of power generated by the solar cell module 1 can be confirmed by the display device 6 installed in the house.
従来の太陽光発電システムでは、昼間の光熱費を少なくするため、太陽電池モジュール1から直接的に宅内の各種電気機器に電力が供給されているが、夜間は太陽電池モジュール1の発電がストップしてしまうのはもちろんのこと、急な曇天等により発電がストップし、電力供給が行われない。そこで、近年では、発電した電力を蓄電池に充電し、充電した電力を適宜利用することが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。 In the conventional solar power generation system, power is supplied directly from the solar cell module 1 to various electric appliances in the house to reduce daytime utility costs, but the power generation of the solar cell module 1 is stopped at night. Of course, power generation stops due to sudden cloudy weather and power supply is not performed. Therefore, in recent years, it has been performed to charge the generated power to a storage battery and use the charged power appropriately (for example, refer to Patent Documents 1 and 2).
ところで、特許文献1や特許文献2に記載の技術は、宅内の電力システムに蓄電池が組み込まれた状態になっている。しかしながら、例えば昼間の余剰な発電電力を蓄電池に充電したいと考えた場合に、発電電力量よりも、宅内における電力使用量の方が多ければ、発電電力を蓄電池に融通する程の余剰分が生じ得ない場合がある。
また、震災等による長期停電時には、特に夜間や天候が悪い時の電力供給が強く望まれている。特に、食料庫である冷蔵庫や医療機器等の重要負荷については電力供給をストップさせたくないという要望がある。
By the way, the technique described in Patent Document 1 and
Also, during long-term power outages due to earthquakes, etc., there is a strong demand for power supply, especially at night and when the weather is bad. In particular, there is a demand for not stopping power supply for important loads such as refrigerators and medical equipment that are food storages.
本発明の課題は、長期停電時であっても電力を継続的に供給することが可能な電力システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electric power system capable of continuously supplying electric power even during a long-term power outage.
請求項1に記載の発明は、例えば図1〜図8に示すように、
太陽電池アレイ10と、
前記太陽電池アレイ10による発電電力を充電する蓄電池システム12と、
前記蓄電池システム12に接続される宅内の分電盤22と、
停電時における宅内の重要負荷系統15と、
通常時には前記分電盤22に接続され、停電時には前記太陽電池アレイ10および前記蓄電池システム12によって自立運転が可能とされ、かつ停電時に前記重要負荷系統15に電力を供給するための重要負荷分電盤13と、
通常時には前記分電盤22と接続され、宅内における電力の監視結果を表示するとともに電力の制御を行う表示装置23と、を備え、
前記太陽電池アレイ10で発電した電力を、前記蓄電池システム12を経由してから前記分電盤22または前記重要負荷系統15へと供給する電力システムであって、
前記分電盤22は、系統電源42と前記蓄電池システム12との間に設けられているとともに停電時に開放されるブレーカー22cを有しており、
前記ブレーカー22cの開放時において前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とが接続されており、
前記表示装置23は、停電時には前記蓄電池システム12に接続されて、前記太陽電池アレイ10からの発電電力および前記蓄電池システム12からの充電電力を受電して電力の監視結果の表示状態を維持しており、かつ、停電時における前記蓄電池システム12の充放電制御が可能となっており、
前記表示装置23は、停電時に、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を前記蓄電池システム12に充電できる時間帯において、予めユーザーによって設定された蓄電電力量の設定値よりも多く発電できた分だけ充電を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is, for example, as shown in FIGS.
A
A
In-
It is connected to the
A
An electric power system for supplying electric power generated by the
The
The
The
In the time zone in which the
請求項1に記載の発明によれば、前記ブレーカー22cが開放されず導電状態である場合には、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、前記蓄電池システム12に充電しながら前記分電盤22側に供給することができる。さらに、前記ブレーカー22cの開放時において前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とが接続されているので、停電時には、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、前記蓄電池システム12に充電しながら前記重要負荷系統15に供給することができる。これによって、通常時であっても停電時であっても発電電力を前記蓄電池システム12に継続的に充電できるので、長期停電時であっても電力を継続的に供給することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, when the
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電力システムにおいて、
前記表示装置23は、停電時に、前記太陽電池アレイ10によって発電された電力の出力値が、予めユーザーによって設定された設定値よりも小さい場合には前記蓄電池システム12への充電を開始しないことを特徴とする。
The invention according to
The
本発明によれば、ブレーカーの開放時において蓄電池システムと重要負荷系統とが接続されるので、停電時には、太陽電池アレイからの発電電力を、蓄電池システムに充電しながら重要負荷系統に供給することができる。これによって、通常時であっても停電時であっても発電電力を蓄電池システムに継続的に充電できるので、長期停電時であっても電力を継続的に供給することが可能となる。 According to the present invention, since the storage battery system and the important load system are connected when the breaker is opened, it is possible to supply the generated power from the solar cell array to the important load system while charging the storage battery system in the event of a power failure. it can. As a result, since the generated power can be continuously charged into the storage battery system even during a normal time or during a power failure, it is possible to continuously supply power even during a long-time power failure.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples. Absent.
<ホームエネルギーマネージメントシステム>
図1は、ホームエネルギーマネージメントシステム(HEMS:Home Energy Management System)20の概略図である。ホームエネルギーマネージメントシステム20は、住宅全体の電力等のエネルギー需給を総合的に管理するものであり、住宅に設置されている。なお、本実施の形態の住宅は、家屋そのもの(建物21)と、建物21が建築される敷地も含むものとする。
ホームエネルギーマネージメントシステム20は、電気配線網、通信ネットワーク、分電盤22および表示装置23等を備える。電気配線網および通信ネットワークは住宅に張り巡らされ、必要な電力を供給・受給したり、必要な情報を送受信したりしている。
<Home energy management system>
FIG. 1 is a schematic diagram of a home energy management system (HEMS) 20. The home energy management system 20 comprehensively manages energy supply and demand such as electric power of the entire house, and is installed in the house. In addition, the house of this Embodiment shall include the house itself (building 21) and the site where the
The home energy management system 20 includes an electrical wiring network, a communication network, a
分電盤22は、買電用電力計(順潮流用電力計)および売電用電力計(逆潮流用電力計)等の電力メーターを介して系統電源42に接続されている。系統電源42は、電力会社の商用配電線網(系統電力網)から供給される電源である。すなわち、分電盤22は、電力潮流制御を行うことができ、必要に応じて余剰電力を系統電源42へ逆潮流して、その余剰電力を系統電源42に供給する。
また、この分電盤22はセンサー付き分電盤とされており、住宅内の各所で使用される電力使用量を計測する計測ユニットや、ガス・水道の使用量を計測する流量センサーと接続されるパルスカウンターを有する。
The
In addition, the
表示装置23は、前記分電盤22と接続されており、系統電源や自家発電電力、蓄電電力等を管理・制御できる。また、表示装置23は前記分電盤22を介して接続された各種電気機器等の制御も行うことができる。
また、この表示装置23は、エネルギー状況や各種情報が表示される表示部23aと、前記表示部23aに表示された画面や前記ホームエネルギーマネージメントシステム20に組み込まれた各種電気機器の操作を行うための操作部23bと、前記ホームエネルギーマネージメントシステム20の各種動作を制御するための制御手段と備える。
なお、この表示装置23は通信ネットワークを利用して、例えばスマートフォン等の情報端末と接続可能とされており、外出中でも、この情報端末上で各種操作や情報確認等を行うことができる。
また、この表示装置23は通信ネットワークを利用して、例えば住宅関連サービスを提供する会社のサーバー41にアクセスして、住宅関連サービスを受けることができる。例えば、地域のリアルタイムの気象情報を受信したり、表示装置23を構成するソフトウェアのアップデートを行ったりするなど様々なサービスが挙げられる。
The
In addition, the
The
Further, the
前記建物21は、壁、床および天井等によって複数のエリア(例えば、居間、台所、食堂、浴室、玄関、便所、寝室、和室、洋室、廊下、階段室、庭、駐車場等)に区画されている。エリアの数は幾つでもよく、間取りはどのようなものであってもよい。
The
また、住宅には、停電時の宅内における重要負荷系統15に電力を供給するための重要負荷分電盤13が設置されている。
この重要負荷分電盤13は、通常時においては前記分電盤22に接続されているが、停電時には太陽電池アレイ10および蓄電池システム11等によって自立運転が可能となっている。
なお、重要負荷系統15としては、停電時における食料庫として機能する冷蔵庫等のように、停電時(非常時)にその稼働が止まってはならない電気機器が該当する。
In addition, an important
The important
Note that the
<電力システム>
以上のようなホームエネルギーマネージメントシステム20は、電力システムを含んで構成されている。
電力システムは、図2および図3に示すように、太陽電池アレイ10と、前記太陽電池アレイ10による発電電力を充電する蓄電池システム11(12)と、前記蓄電池システム11(12)に接続される宅内の前記分電盤13(22)と、を備えるものである。
そして、前記太陽電池アレイ10と、前記蓄電池システム11(12)と、前記分電盤13(22)とが、前記太陽電池アレイ10による発電電力が前記蓄電池システム11(12)を経由する並び順となるように直列的に接続されている。
<Power system>
The home energy management system 20 as described above includes an electric power system.
As shown in FIGS. 2 and 3, the power system is connected to the
The
(実施例1)
まず、電力システムの第1の実施例について説明する。
前記太陽電池アレイ10は複数の太陽電池モジュールからなる。そして、この太陽電池アレイ10は、当該太陽電池アレイ10によって発電された電力を直流電力から交流電力へと変換するパワーコンディショナー10aを介して前記分電盤22に接続されている。
また、太陽電池アレイ10は、図1に示すように、建物21の外(例えば、建物21の屋根の上)に設けられている。
前記蓄電池システム11も前記分電盤22に接続されている。また、蓄電池システム11は、本実施の形態においては建物21内の床上にあり、かつ建物21内の居室環境と同等の環境を備える宅内スペース(図示せず)に設けられている。
Example 1
First, a first embodiment of the power system will be described.
The
Moreover, the
The
また、この蓄電池システム11は、前記重要負荷分電盤13に対しても接続されている。
すなわち、通常時には、太陽電池アレイ10によって発電された直流電力がパワーコンディショナー10aによって宅内用電圧の交流電力に変換されて、その交流電力が前記分電盤22に供給される。
また、停電時には、太陽電池アレイ10によって発電された直流電力がパワーコンディショナー10aによって宅内用電圧の交流電力に変換されて、その交流電力が前記重要負荷分電盤13に供給される。
The
That is, in normal times, the DC power generated by the
Further, at the time of a power failure, the DC power generated by the
蓄電池システム11は、図2に示すように、前記パワーコンディショナー10aに接続され、交流電力を直流電力に変換するコンバータ11aと、前記コンバータ11aに接続される蓄電池本体11bと、前記蓄電池本体11bと前記分電盤13との間に接続され、直流電力と交流電力との双方向の変換を行う双方向インバータ11cと、を有する。
すなわち、前記太陽電池アレイ10で発電し、前記パワーコンディショナー10aを介して供給される交流電力を前記コンバータ11aによって直流電力に変換して前記蓄電池本体11bに充電することができる。
なお、前記コンバータ11aと前記双方向インバータ11cは、前記蓄電池本体11bに付属するパワーコンディショナーとして機能するものとなる。
As shown in FIG. 2, the
That is, it is possible to charge the storage battery
The
前記コンバータ11aは、前記太陽電池アレイ10に付属する前記パワーコンディショナー10aと前記蓄電池本体11bとの間に設けられる。
また、前記双方向インバータ11cは、前記蓄電池本体11bと前記重要負荷分電盤13との間に設けられる。
したがって、停電時には、前記太陽電池アレイ10で発電された電力は前記重要負荷分電盤13に供給される間に前記蓄電池本体11bを経由することになる。蓄電池本体11bを経由する電力は、当該蓄電池本体11bに充電されてから前記重要負荷分電盤13へと供給されるため、太陽電池アレイ10で発電している間は、常に蓄電池本体11bへの充電が行われることになる。
The
The
Therefore, at the time of a power failure, the electric power generated by the
また、通常時には、前記太陽電池アレイ10で発電された電力は前記センサー付き分電盤22に供給され、その後、この分電盤22から前記双方向インバータ11cを介して前記蓄電池本体11bへと供給できる。これによって、前記太陽電池アレイ10で発電した電力を住宅内の各種電気機器へと供給しながら、余剰分を前記蓄電池本体11bへと供給し、これを充電することができる。
また、夜間においては前記分電盤22によって安価な深夜電力を系統電力網から受給して、この深夜電力を前記蓄電池本体11bへと供給することができる。
Further, in normal times, the electric power generated by the
Further, at night, the
なお、図示はしないが、本実施例1の電力システムに備えられた分電盤22が、系統電源42と前記蓄電池システム11との間に設けられ、停電時に開放されるブレーカーを有するものとしてもよい。
そして、当該ブレーカーの開放時において前記蓄電池システム11と前記重要負荷系統15とが接続されるようにしてもよい。
すなわち、本実施例1の電力システムを、太陽電池アレイ10と、前記太陽電池アレイ10による発電電力を充電する蓄電池システム11と、前記蓄電池システム11に接続される宅内の分電盤22と、停電時における宅内の重要負荷系統15と、を備え、前記太陽電池アレイ10で発電した電力を、前記蓄電池システム11を経由してから前記分電盤22または前記重要負荷系統15へと供給するものとし、前記分電盤22が、系統電源42と前記蓄電池システム11との間に設けられ、停電時に開放されるブレーカーを有し、当該ブレーカー22cの開放時において前記蓄電池システム11と前記重要負荷系統15とが接続される。
Although not shown, the
The
That is, the power system of the first embodiment includes a
本実施例によれば、前記太陽電池アレイ10と、前記蓄電池システム11と、前記分電盤13とが、前記太陽電池アレイ10による発電電力が前記蓄電池システム11を経由する並び順に直列的に接続されているので、前記太陽電池アレイ10で発電した電力を、前記蓄電池システム11を必ず経由してから前記分電盤13へと供給することができる。これによって、前記蓄電池システム11に発電電力を充電しながら前記分電盤13に発電電力を供給できるので、通常時であっても停電時であっても発電電力を充電でき、急な曇天等により停電してしまうことを防ぐことができるとともに、昼間充電により夜間の電力使用も可能となる。
According to the present embodiment, the
また、前記太陽電池アレイ10で発電し、前記パワーコンディショナー10aを介して供給される交流電力を前記コンバータ11aによって直流電力に変換して前記蓄電池本体11bに充電することができる。また、前記蓄電池本体11bは、前記双方向インバータ11cによって前記分電盤13と接続されることによって、充電した電力を前記分電盤13側に放電できるとともに、前記分電盤13側から安価な深夜電力を充電することができる。
In addition, AC power generated by the
(実施例2)
次に、電力システムの第2の実施例について説明する。
本実施例の電力システムは、図3〜図7に示すように、前記太陽電池アレイ10と、前記太陽電池アレイ10による発電電力を充電する前記蓄電池システム12と、前記蓄電池システム12に接続される前記分電盤22と、停電時における宅内の重要負荷系統15と、を備え、前記太陽電池アレイ10で発電した電力を、前記蓄電池システム12を経由してから前記分電盤22または前記重要負荷系統15へと供給している。
前記分電盤22は、系統電源42と前記蓄電池システム12との間に設けられ、停電時に開放されるブレーカー22cを有する。
そして、前記ブレーカー22cの開放時において前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とが接続されている。
また、本実施例においては、前記蓄電池システム12が前記分電盤22に接続されている。また、この蓄電池システム12は、前記重要負荷分電盤13に対しても接続されている。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the power system will be described.
As shown in FIGS. 3 to 7, the power system of the present embodiment is connected to the
The
The
In this embodiment, the
前記蓄電池システム12は、図3等に示すように、蓄電池本体12bと、当該蓄電池本体12bと、前記分電盤22および前記重要負荷系統15とに接続され、直流電力と交流電力との双方向の変換を行う双方向インバータ12cと、を有する。
また、前記双方向インバータ12cは、前記太陽電池アレイ10に付属するパワーコンディショナー10aに接続されている。
すなわち、前記太陽電池アレイ10で発電し、前記パワーコンディショナー10aを介して供給される交流電力を前記双方向インバータ12cによって直流電力に変換して前記蓄電池本体12bに充電することができる。
なお、前記双方向インバータ12cは、前記蓄電池本体12bに付属するパワーコンディショナーとして機能するものとなる。
As shown in FIG. 3 and the like, the
The
That is, it is possible to generate electric power in the
The
前記双方向インバータ12cは、前記太陽電池アレイ10に付属する前記パワーコンディショナー10aと前記蓄電池本体12bとの間に設けられる。
また、この双方向インバータ12cは、前記蓄電池本体12bと、前記分電盤22または前記重要負荷分電盤13との間に設けられる。
すなわち、前記太陽電池アレイ10で発電された電力が前記分電盤22または前記重要負荷分電盤13に供給される間には、発電電力を前記蓄電池本体12bに一旦充電してから、充電休止後、前記双方向インバータ12cを介して前記分電盤22または前記重要負荷分電盤13に供給する第1ルートと、発電電力を前記蓄電池本体12bを介さずに、前記双方向インバータ12cを介して前記分電盤22または前記重要負荷分電盤13に供給する第2ルートとが形成されることになる。
したがって、通常時、停電時の双方において、前記第1ルートと前記第2ルートを選択的に利用して発電電力の供給を行うことができる。
The
The
That is, while the power generated by the
Therefore, the generated power can be supplied selectively using the first route and the second route both during normal times and during power outages.
停電時において、前記第1ルートと前記第2ルートの選択は、前記双方向インバータ12cに付属される制御回路(図示せず)によって行われるものとする。
本実施の形態においては、この制御回路によって、前記第1ルートと前記第2ルートとを短時間で切り替えるような制御が行われる。これによって、前記蓄電池本体12bによる充放電が短時間で繰り返し行われることになり、発電電力を充電しながら前記分電盤22または前記重要負荷分電盤13に発電電力を供給できることになる。
なお、この制御回路が稼働するための電源は前記太陽電池アレイ10で発電された電力を利用して行われる。
通常時には、住宅全体の電力使用量等を考慮した上で、前記表示装置23による前記第1ルートと前記第2ルートの選択が行われる。
In the event of a power failure, the selection of the first route and the second route is performed by a control circuit (not shown) attached to the
In the present embodiment, the control circuit performs control to switch between the first route and the second route in a short time. As a result, charging / discharging by the storage battery
In addition, the power supply for operating this control circuit is performed using the electric power generated by the
In normal times, the first route and the second route are selected by the
そして、前記図示しない制御回路によって電圧や電力、電流を監視している。通常時にはその監視結果を前記表示装置23に送信し、住宅全体の電力使用量等を考慮した上で、前記表示装置23による前記蓄電池本体12bの充放電制御が行われる。
停電時には、初期段階では前記表示装置23に通常通りの通電がなされないため、前記表示装置23を手動で自立運転に切り替えたり、前記蓄電池システム12の前記制御回路の制御に基づいて停電時の充放電を開始したりする。
The voltage, power, and current are monitored by the control circuit (not shown). In normal times, the monitoring result is transmitted to the
At the time of a power failure, the
図4は停電時における太陽電池アレイ10による発電電力と宅内で使用される電力との関係を示すグラフである。
すなわち、本実施例、ひいては本実施の形態においては、停電時に、宅内における電力使用量を監視し、太陽電池アレイ10から蓄電池本体12bに充電される充電電力との和がP[VA]となるように充電電力を自動で調整している。
これに伴い、前記重要負荷系統15につながる導線に、家庭内負荷への電流量を監視するための電流センサーが取り付けられている。また、前記蓄電池システム12の筺体内部の導線には、家庭内負荷への電圧量を監視するための電圧センサーが取り付けられている。
そして、前記電流センサーと前記電圧センサーとから得られた数値によって、充電電力を自動制御できれば、停電時に充電電力を手動で操作する必要がなくなるので、停電時の居住者への負担を軽減できる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power generated by the
That is, in this embodiment, and in this embodiment, the power consumption in the house is monitored at the time of a power failure, and the sum of the charging power charged from the
Along with this, a current sensor for monitoring the amount of current to the household load is attached to the lead wire connected to the
If the charging power can be automatically controlled by the numerical values obtained from the current sensor and the voltage sensor, it is not necessary to manually operate the charging power at the time of a power failure, so the burden on the resident at the time of the power failure can be reduced.
図5は、停電時の電力システムの動作の概略を示す図である。
すなわち、前記重要負荷系統15と、前記分電盤22および前記蓄電池システム12との間に非常時切替ボックス18が設けられている。
このような非常時切替ボックス18は、通常時に前記分電盤22と前記蓄電池システム12とを接続し、停電時に前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とを接続するための切替スイッチ18aを有する。
FIG. 5 is a diagram showing an outline of the operation of the power system during a power failure.
That is, an
Such an
より詳細に説明すると、前記非常時切替ボックス18は、前記蓄電池システム12と前記分電盤22との間に設けられ、さらに、前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15との間に設けられ、さらに、前記分電盤22と前記重要負荷系統15との間に設けられている。
前記切替スイッチ18aは、前記蓄電池システム12側からの導線の延長線上にあり、前記分電盤22側と、前記重要負荷系統15側とに通電を切り替えることができる。
また、本実施例の切替スイッチ18aは、ブレーカーによって構成されており、手動または自動で切り替え操作ができるようになっている。
More specifically, the
The
Further, the
本実施例において、停電が発生した場合には、まず前記表示装置23を自立運転に切り替えるようにする。この動作は手動で行われる。
表示装置23が自立運転に切り替わったら、前記蓄電池システム12の双方向インバータ12cが自動で自立運転に切り替わる。
その後、前記非常時切替ボックス18の切替スイッチ18aを操作して、前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とを接続する。
以上のような手順で適宜切り替え操作を行えば、停電中であっても、前記蓄電池システム12に充電をし、なおかつ、必要な時に重要負荷系統15に充電電力の供給を行うことができる。さらに、前記表示装置23が稼働していれば、充放電制御を自動で行うこともできる。
In this embodiment, when a power failure occurs, first, the
When the
Thereafter, the
If the switching operation is appropriately performed according to the above procedure, the
停電時の充電制御において蓄電電力量は予めユーザーによって設定される。すなわち、図6に示すように、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を前記蓄電池システム12に充電できる時間帯は日中であり、その時間帯において設定値よりも多く発電できた分だけ充電を行うように設定されている。
本実施例において、前記設定値は、例えば1kWに設定されており、1kW以上の発電電力が前記蓄電池システム12に充電され、1kW以下の発電電力は前記重要負荷系統15へと供給される。
In the charge control at the time of a power failure, the amount of stored power is set in advance by the user. That is, as shown in FIG. 6, the time period in which the generated power from the
In this embodiment, the set value is set to, for example, 1 kW, and the generated power of 1 kW or more is charged in the
なお、前記パワーコンディショナー10aからの交流電力の出力値も、予めユーザーによって設定される。ここで、前記パワーコンディショナー10aからの交流電力の出力値が設定値よりも小さい場合は、蓄電池システム12への充電は開始されない。
また、蓄電残量(SOC値)が5%以下の場合、前記蓄電池本体12bの劣化を防ぐため、補充充電を開始するように設定されている。そして、蓄電残量が100%に到達した場合には充電を停止する。
Note that the output value of the AC power from the
Further, when the remaining amount of storage (SOC value) is 5% or less, supplementary charging is set to start in order to prevent deterioration of the storage battery
停電時の放電制御においては、前記双方向インバータ12cが自立運転に切り替わった場合に放電を開始するように設定されている。
また、蓄電残量が5%以下になるまで放電を行い、5%以下となったら、上述のように充電を開始する。
In the discharge control at the time of a power failure, the discharge is set to start when the
Further, discharging is performed until the remaining amount of power storage becomes 5% or less, and when it becomes 5% or less, charging is started as described above.
次に、停電時の電力システムの挙動について、より詳細に説明する。
図7は、停電時の制御フローおよび機器挙動を示している。
系統電源42が停電した時は、それまで通電状態となっていた宅内標準負荷系統、重要負荷系統15、各種連携機器等が停電・停止状態となる。
なお、前記蓄電池システム12の弱電出力は、停電時であっても常に通電状態(DC16V)となっている。また、前記双方向インバータ12cも、停電時であっても常に作動状態となっている。
Next, the behavior of the power system during a power failure will be described in more detail.
FIG. 7 shows the control flow and device behavior during a power failure.
When the
Note that the low power output of the
続いて、前記双方向インバータ12cの制御回路で停電を検知・判定したら、前記表示装置23が、前記太陽電池アレイ10からの発電電力および前記蓄電池システム12からの充電電力を受電し、表示状態を維持できるようになっている。
また、この時に、前記蓄電池システム12用の拡張ECUも同様に、前記太陽電池アレイ10からの発電電力および前記蓄電池システム12からの充電電力を受電して通電状態を維持できるようになっている。
Subsequently, when a power failure is detected and determined by the control circuit of the
At this time, the extended ECU for the
続いて、前記双方向インバータ12cが強電自立出力を開始されたら、前記非常時切替ボックス18の切替スイッチ18aを切り替えて、前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とを接続する。これによって、重要負荷系統15が通電状態となる。
その後は、コンバータに通電、続いてハブに通電が開始される。ハブに通電が開始されると、前記蓄電池システム12用以外の拡張器が作動を開始する。
そして、表示装置23と拡張器との通信が復帰し、蓄電残量等の表示が再開される。
Subsequently, when the
Thereafter, the converter is energized and then the hub is energized. When energization of the hub is started, the expander other than that for the
Then, the communication between the
(実施例3)
次に、電力システムの第3の実施例について説明する。
本実施例においては、図8に示すように、前記蓄電池システム11または前記蓄電池システム12が、電気で駆動する車両14に搭載された車両用蓄電池14aと、絶縁トランス14bを介して接続されている。
なお、前記蓄電池システム11または前記蓄電池システム12と、前記車両用蓄電池14aとの間には、これら蓄電池システム11,12と車両用蓄電池14aとを接続する図示しない電線が設けられているものとする。
(Example 3)
Next, a third embodiment of the power system will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
In addition, between the said
前記車両14は、住宅の敷地内の駐車場に駐車されるものであり、駐車場には前記充電機器27が設置されている。
この充電機器27は、前記ホームエネルギーマネージメントシステム20に組み込まれており、前記表示装置23によって車両14の充電状態の確認や充電開始・停止等の制御を行うことができる。また、この充電機器27の電源は前記分電盤22とされている。
The
The charging device 27 is incorporated in the home energy management system 20, and the
また、前記充電機器27は、前記車両14の車種に応じて決められた充電方式に設定されており、本実施例においては、IEC規格に基づいて製造された充電機器が採用されている。
また、充電機器27は、充電ケーブルを備える。また、この充電ケーブルの先端部には、前記車両14の受電口に挿入される充電コネクタが取り付けられている。
The charging device 27 is set to a charging method determined according to the vehicle type of the
The charging device 27 includes a charging cable. In addition, a charging connector to be inserted into the power receiving port of the
前記絶縁トランス14bは、入力側の線と出力側の線とが電気的に絶縁状態にあり、分離しているトランスを指し、入力側の電気は電磁誘導によって出力側へ伝達されるように構成されている。
すなわち、この絶縁トランス14bは、前記蓄電池システム11,12と車両用蓄電池14aとを接続する電線に対して設けられている。
これによって、前記車両14の車両用蓄電池14aから前記蓄電池システム11,12に対して充電した電力を、感電等を防止しつつ供給することができる。
The
That is, the
Thereby, the electric power charged with respect to the said
なお、図示はしないが、前記絶縁トランス14bを、前記車両用蓄電池14aと前記分電盤22との間の電線の経路の途中に設けて、前記車両用蓄電池14aに充電された電力を、当該車両用蓄電池14aから絶縁トランス14bおよび分電盤22を介して前記蓄電池システム11,12側に供給してもよいものとする。
Although not shown, the
以上のような本実施の形態によれば、前記ブレーカー22cが開放されず導電状態である場合には、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、前記蓄電池システム12に充電しながら前記分電盤22側に供給することができる。さらに、前記ブレーカー22cの開放時において前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とが接続されているので、停電時には、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、前記蓄電池システム12に充電しながら前記重要負荷系統15に供給することができる。これによって、通常時であっても停電時であっても発電電力を前記蓄電池システム12に継続的に充電できるので、長期停電時であっても電力を継続的に供給することが可能となる。
According to the present embodiment as described above, when the
また、前記蓄電池システム12内において前記太陽電池アレイ10からの発電電力が流れる導線が、前記双方向インバータ12c側と前記重要負荷系統15側とに分岐しているので、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、前記蓄電池本体12bに充電する前に、前記重要負荷系統15に供給することができる。
これによって、前記太陽電池アレイ10からの発電電力を、優先度の高い重要負荷に対して確実に供給することができる。さらに、重要負荷への電力供給と同時に、前記蓄電池本体12bへの充電も継続的に行うことができるので、太陽電池アレイ10による発電が行われない時でも、前記蓄電池本体12bから重要負荷への電力供給を行うことができる。
Moreover, since the conducting wire through which the generated power from the
As a result, the generated power from the
また、前記非常時切替ボックス18は、通常時に前記分電盤22と前記蓄電池システム12とを接続し、停電時に前記蓄電池システム12と前記重要負荷系統15とを接続するための切替スイッチ18aを有するので、停電時に前記蓄電池システム12からの充電電力を、優先度の高い重要負荷に対して確実に供給することができる。
The
10 太陽電池アレイ
10a パワーコンディショナー
11 蓄電池システム
11a コンバータ
11b 蓄電池本体
11c 双方向インバータ
12 蓄電池システム
12b 蓄電池本体
12c 双方向インバータ
13 重要負荷分電盤
14 車両
14a 車両用蓄電池
14b 絶縁トランス
15 重要負荷系統
18 非常時切替ボックス
18a 切替スイッチ
20 ホームエネルギーマネージメントシステム
21 建物
22 分電盤
22c ブレーカー
23 表示装置
29 照明器具
10
Claims (2)
前記太陽電池アレイによる発電電力を充電する蓄電池システムと、
前記蓄電池システムに接続される宅内の分電盤と、
停電時における宅内の重要負荷系統と、
通常時には前記分電盤に接続され、停電時には前記太陽電池アレイおよび前記蓄電池システムによって自立運転が可能とされ、かつ停電時に前記重要負荷系統に電力を供給するための重要負荷分電盤と、
通常時には前記分電盤と接続され、宅内における電力の監視結果を表示するとともに電力の制御を行う表示装置と、を備え、
前記太陽電池アレイで発電した電力を、前記蓄電池システムを経由してから前記分電盤または前記重要負荷系統へと供給する電力システムであって、
前記分電盤は、系統電源と前記蓄電池システムとの間に設けられているとともに停電時に開放されるブレーカーを有しており、
前記ブレーカーの開放時において前記蓄電池システムと前記重要負荷系統とが接続されており、
前記表示装置は、停電時には前記蓄電池システムに接続されて、前記太陽電池アレイからの発電電力および前記蓄電池システムからの充電電力を受電して電力の監視結果の表示状態を維持しており、かつ、停電時における前記蓄電池システムの充放電制御が可能となっており、
前記表示装置は、停電時に、前記太陽電池アレイからの発電電力を前記蓄電池システムに充電できる時間帯において、予めユーザーによって設定された蓄電電力量の設定値よりも多く発電できた分だけ充電を行うことを特徴とする電力システム。 A solar cell array,
A storage battery system for charging power generated by the solar cell array;
In-house distribution board connected to the storage battery system;
Important load system in the house at the time of power failure,
An important load distribution board that is connected to the distribution board at normal times, can be operated independently by the solar cell array and the storage battery system at the time of a power failure, and supplies power to the important load system at the time of a power failure,
A display device that is connected to the distribution board at normal times and displays power monitoring results in the home and controls power, and
A power system that supplies power generated by the solar cell array to the distribution board or the important load system after passing through the storage battery system,
The distribution board has a breaker that is provided between a system power supply and the storage battery system and that is opened during a power failure,
When the breaker is opened, the storage battery system and the important load system are connected,
The display device is connected to the storage battery system at the time of a power failure, receives the generated power from the solar cell array and the charging power from the storage battery system, and maintains the display state of the power monitoring result, and Charge / discharge control of the storage battery system at the time of power failure is possible,
In the time zone in which the storage battery system can be charged with the generated power from the solar cell array at the time of a power failure, the display device is charged by the amount that can be generated more than the preset value of the stored power amount set by the user. A power system characterized by that.
前記表示装置は、停電時に、前記太陽電池アレイによって発電された電力の出力値が、予めユーザーによって設定された設定値よりも小さい場合には前記蓄電池システムへの充電を開始しないことを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 1,
The display device does not start charging the storage battery system when an output value of power generated by the solar cell array is smaller than a preset value set in advance by a user during a power failure. Power system.
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