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技術 電力供給システム

出願人 大和ハウス工業株式会社
発明者 原田真宏
出願日 2012年7月31日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2012-170609
公開日 2014年2月13日 (6年10ヶ月経過) 公開番号 2014-030325
状態 特許登録済
技術分野 二次電池の保守(充放電、状態検知) 電池等の充放電回路
主要キーワード 出力増加制御 配線遮断器 冷媒ヒートポンプ 供給態様 設定出力 使用電力 漏電遮断器 電力計
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

蓄電装置放電効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供する。

解決手段

充電した電力電力を負荷50・50・・・へと供給することが可能な蓄電装置40を具備する電力供給システム1であって、通常時における負荷50・50・・・の使用状況を予め学習し、蓄電装置40が使用されている負荷50・50・・・へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷50・50・・・による使用電力Puが、蓄電装置40の放電効率が最も良くなる定格出力Pm未満である場合、使用されていない負荷50・50・・・であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷50・50・・・を始動させ、かつ/又は使用されている負荷50・50・・・による使用電力を増加させ、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段60を具備した。

概要

背景

従来、充電した電力放電することによって、当該電力を負荷へと供給することが可能な蓄電装置具備する電力供給システムの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。

特許文献1に記載の技術では、商用電源太陽光発電部からの電力を蓄電装置に充電し、必要に応じて当該蓄電装置に充電された電力を負荷へと供給することが可能である。

しかしながら、このような技術において、負荷で使用される電力を蓄電装置から供給する場合、当該蓄電装置の放電効率が悪くなる場合がある。以下、具体的に説明する。

一般に、蓄電装置は、最大出力で放電する場合にその放電効率が最も良くなる。この放電効率が最も良くなる際の出力を、以下では定格出力と記す。

しかしながら、特許文献1に記載されたような技術においては、負荷で使用される電力に応じた電力が蓄電装置から放電されるため、必ずしも蓄電装置が定格出力で放電するとは限らない。従って、蓄電装置においてエネルギーのロスが発生し、放電効率が悪くなる場合がある。

概要

蓄電装置の放電効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供する。充電した電力電力を負荷50・50・・・へと供給することが可能な蓄電装置40を具備する電力供給システム1であって、通常時における負荷50・50・・・の使用状況を予め学習し、蓄電装置40が使用されている負荷50・50・・・へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷50・50・・・による使用電力Puが、蓄電装置40の放電効率が最も良くなる定格出力Pm未満である場合、使用されていない負荷50・50・・・であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷50・50・・・を始動させ、かつ/又は使用されている負荷50・50・・・による使用電力を増加させ、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段60を具備した。

目的

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、蓄電装置の放電効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

充電した電力放電することによって、当該電力を少なくとも1つの負荷へと供給することが可能な蓄電装置具備する電力供給システムであって、通常時における前記少なくとも1つの負荷の使用状況を予め学習し、前記蓄電装置が前記少なくとも1つの負荷のうち使用されている負荷へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷による使用電力が、前記蓄電装置の放電効率が最も良くなる定格出力未満である場合、前記少なくとも1つの負荷のうち使用されていない負荷であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷を始動させ、かつ/又は前記少なくとも1つの負荷のうち使用されている負荷による使用電力を増加させ、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段を具備することを特徴とする、電力供給システム。

請求項2

前記制御手段は、前記出力増加制御を行っている際に、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、前記出力増加制御において始動させた負荷を停止させ、かつ/又は前記出力増加制御において使用電力を増加させた負荷による使用電力を減少させ、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上であって前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えないようにする出力減少制御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。

請求項3

前記制御手段は、前記蓄電装置に充電された電力が所定値未満になった場合、前記出力増加制御及び前記出力減少制御を終了すると共に、前記蓄電装置から前記少なくとも1つの負荷への電力の供給を停止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。

技術分野

0001

本発明は、充電した電力放電することによって、当該電力を負荷へと供給することが可能な蓄電装置具備する電力供給システムの技術に関する。

背景技術

0002

従来、充電した電力を放電することによって、当該電力を負荷へと供給することが可能な蓄電装置を具備する電力供給システムの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。

0003

特許文献1に記載の技術では、商用電源太陽光発電部からの電力を蓄電装置に充電し、必要に応じて当該蓄電装置に充電された電力を負荷へと供給することが可能である。

0004

しかしながら、このような技術において、負荷で使用される電力を蓄電装置から供給する場合、当該蓄電装置の放電効率が悪くなる場合がある。以下、具体的に説明する。

0005

一般に、蓄電装置は、最大出力で放電する場合にその放電効率が最も良くなる。この放電効率が最も良くなる際の出力を、以下では定格出力と記す。

0006

しかしながら、特許文献1に記載されたような技術においては、負荷で使用される電力に応じた電力が蓄電装置から放電されるため、必ずしも蓄電装置が定格出力で放電するとは限らない。従って、蓄電装置においてエネルギーのロスが発生し、放電効率が悪くなる場合がある。

先行技術

0007

特開2012−130149号公報

発明が解決しようとする課題

0008

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、蓄電装置の放電効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0009

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。

0010

即ち、請求項1においては、充電した電力を放電することによって、当該電力を少なくとも1つの負荷へと供給することが可能な蓄電装置を具備する電力供給システムであって、通常時における前記少なくとも1つの負荷の使用状況を予め学習し、前記蓄電装置が前記少なくとも1つの負荷のうち使用されている負荷へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷による使用電力が、前記蓄電装置の放電効率が最も良くなる定格出力未満である場合、前記少なくとも1つの負荷のうち使用されていない負荷であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷を始動させ、かつ/又は前記少なくとも1つの負荷のうち使用されている負荷による使用電力を増加させ、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段を具備するものである。

0011

請求項2においては、前記制御手段は、前記出力増加制御を行っている際に、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、前記出力増加制御において始動させた負荷を停止させ、かつ/又は前記出力増加制御において使用電力を増加させた負荷による使用電力を減少させ、前記少なくとも1つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上であって前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えないようにする出力減少制御を行うものである。

0012

請求項3においては、前記制御手段は、前記蓄電装置に充電された電力が所定値未満になった場合、前記出力増加制御及び前記出力減少制御を終了すると共に、前記蓄電装置から前記少なくとも1つの負荷への電力の供給を停止するものである。

発明の効果

0013

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

0014

請求項1においては、負荷による使用電力が蓄電装置の定格出力未満である場合、当該負荷による使用電力を蓄電装置の定格出力以上となるまで増加させることで、蓄電装置の放電効率を向上させることができる。

0015

請求項2においては、負荷による使用電力が蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、当該負荷による使用電力を蓄電装置の定格出力と同程度まで減少させることで、蓄電装置の放電効率を向上させつつ、電力の無駄な使用を防止することができる。

0016

請求項3においては、蓄電装置の過放電を防止することができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。
(a)通常時において学習された負荷の使用状況を示す図。(b)出力増加制御を行った場合の負荷の使用状況を示す図。
制御手段による制御の様子を示したフローチャート
(a)出力増加制御によって使用電力が過大になった場合の負荷の使用状況を示す図。(b)出力減少制御を行った場合の負荷の使用状況を示す図。

実施例

0018

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。

0019

電力供給システム1は、住宅等に設けられ、商用電源100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、パワーコンディショナ20、分電盤30、蓄電装置40、負荷50・50・・・、制御手段60及び携帯型端末70を具備する。

0020

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。

0021

パワーコンディショナ20は、太陽光発電部10において発電された直流電力交流電力に変換し、商用電源100の電圧周波数位相に合わせる機能を有するものである。パワーコンディショナ20は、太陽光発電部10に接続される。

0022

分電盤30は、図示せぬ漏電遮断器配線遮断器及び制御ユニット等をまとめたものである。分電盤30は、後述する各負荷50・50・・・への電力の供給の可否をそれぞれ切り替えることが可能な複数の切替スイッチ(不図示)を具備する。分電盤30は、パワーコンディショナ20及び商用電源100に接続される。

0023

蓄電装置40は、電力を充電するとともに、当該充電した電力を放電するものである。本実施形態に係る蓄電装置40は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池ニッケル水素電池等からなる蓄電池、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器、及び蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ等を具備する。蓄電装置40は、分電盤30に接続される。

0024

負荷50・50・・・は、住宅において電力が消費される電化製品等である。本実施形態に係る負荷50・50・・・としては、例えば、室内又は室外で使用される照明、IH調理器等の電力を使用する調理器具エアコン、自然冷媒ヒートポンプ給湯器等の電力を使用する給湯器、及びその他の一般的な家電テレビ等)がある。負荷50・50・・・は、それぞれ分電盤30に接続される。分電盤30の切替スイッチを切り替えることで、当該切替スイッチに対応する各負荷50・50・・・への電力の供給の可否を切り替えることができ、ひいては各負荷50・50・・・を運転又は停止させることができる。

0025

なお、図1には負荷50を4つだけ図示しているが、負荷50の個数はこれに限るものではない。

0026

制御手段60は、電力供給システム1内の情報を管理すると共に、接続された各機器の運転を制御するものである。制御手段60は、RAMやROM等の記憶部、CPU等の演算処理部等により構成される。

0027

制御手段60は分電盤30と接続され、当該分電盤30を介する電力の流れを制御することができる。

0028

また、制御手段60は、分電盤30に設けられた図示せぬ電力計に接続され、当該分電盤30から各負荷50・50・・・へと供給されている電力、すなわち各負荷50・50・・・により使用されている電力(使用電力)を検出することができる。

0029

また、制御手段60は、蓄電装置40と接続され、当該蓄電装置40の運転を制御することができる。より具体的には、制御手段60は、蓄電装置40の充電器及びインバータの運転を制御することができると共に、当該蓄電装置40の蓄電池の充電量を検出することができる。

0030

携帯型端末70は、住宅の居住者が電力供給システム1の状態を確認したり、当該電力供給システム1の運転状態を変更するための操作をしたりするためのものである。携帯型端末70としては、表示装置入力装置を組み合わせたタッチパネル等を用いることができる。携帯型端末70は制御手段60に接続され、当該制御手段60と各種情報送受信を行うことができる。

0031

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の概略について説明する。

0032

太陽光発電部10において発電された直流電力は、パワーコンディショナ20において交流電力に変換され、分電盤30に供給される。また、商用電源100からの交流電力も分電盤30に供給される。

0033

太陽光発電部10及び商用電源100から分電盤30に供給された電力は、負荷50・50・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、太陽光発電部10及び商用電源100からの電力によって、照明を点灯させたり、調理器具やエアコンを使用したりすることができる。

0034

この場合において、負荷50・50・・・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、電力料金を節約することができる。

0035

また、太陽光発電部10及び商用電源100から分電盤30に供給された電力は、適宜の時間帯に蓄電装置40に充電される。当該充電する時間帯は、携帯型端末70を用いて任意に設定することができ、制御手段60によって蓄電装置40への充電の可否が制御される。

0036

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蓄電装置40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蓄電装置40に充電することができる。

0037

一方、蓄電装置40に充電された電力を、分電盤30を介して負荷50・50・・・に供給することも可能である。蓄電装置40から負荷50・50・・・に電力を供給する時間帯は、携帯型端末70を用いて任意に設定することができる。例えば深夜に充電した電力をその他(深夜以外)の時間帯に負荷50・50・・・に供給することによって、当該時間帯に商用電源100から供給される電力(買電)を減らすことができ、電力料金を節約することができる。

0038

また、負荷50・50・・・で使用する電力が、主に蓄電装置40からの電力だけで十分まかなえる場合は、太陽光発電部10及び商用電源100からの電力を用いないようにすることも可能である。

0039

例えば、深夜において、料金の安い深夜電力を商用電源100から蓄電装置40に充電すると共に、住宅に居住者が不在であり負荷50・50・・・があまり使用されることがない昼間において、太陽光発電部10からの電力を蓄電装置40に充電しておく。当該蓄電装置40に充電された電力を、居住者が住宅に帰宅してから就寝するまでの負荷50・50・・・が多く使用される時間帯に当該負荷50・50・・・へと供給する。これによって、電力料金を節約することができる。

0040

ここで、図2(a)を用いて、負荷50・50・・・で使用する電力を主に蓄電装置40からの電力だけでまかなう場合における、時間帯ごとの当該負荷50・50・・・の使用電力の様子について説明する。

0041

図2(a)は、電力供給システム1が設けられた住宅で、通常(日常的に)使用されている複数の負荷50・50・・・(具体的には、照明、調理器具、エアコン、給湯器、及びその他の一般的な家電)がそれぞれどの時間帯にどの程度電力を使用する傾向にあるか(使用状況)を表したグラフである。当該グラフは、制御手段60が、負荷50・50・・・が使用される時間帯及びその時間帯における当該負荷50・50・・・の使用電力を一定期間にわたって学習することによって作成されたものであり、当該期間の平均的な傾向を示したものである。

0042

また、図2(a)には、蓄電装置40の定格出力Pmを破線で示している。ここで、前記定格出力Pmとは、蓄電装置40の放電効率が最も良くなるときの当該蓄電装置40の出力(蓄電装置40が放電する電力)である。一般的には、蓄電装置が最大出力で放電するときに放電効率が最も良くなるため、本実施形態においても、蓄電装置40の定格出力Pmは当該蓄電装置40の最大出力であるものとする。

0043

図2(a)に示すグラフによれば、各時間帯において負荷50・50・・・で使用される電力(使用電力)は、蓄電装置40の定格出力Pmよりも少ない。従って、蓄電装置40から各負荷50・50・・・に電力を供給すると、当該蓄電装置40の出力は定格出力Pmに満たない(定格出力Pmよりも少ない出力となる)ため、当該蓄電装置40の放電効率が悪くなる。

0044

そこで以下では、図1から図4までを用いて、負荷50・50・・・で使用する電力を主に蓄電装置40からの電力だけでまかなう場合に、当該蓄電装置40の放電効率を向上させるための制御態様について説明する。

0045

図3のステップS101において、制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Pu(各負荷50・50・・・が使用する電力の合計)が最低設定出力Pe以上であるか否か判定する。

0046

ここで、最低設定出力Peとは任意に設定される値であり、蓄電装置40が放電可能な出力の下限値である。蓄電装置40の出力があまりにも低い場合には放電効率が悪くなり過ぎるため、蓄電装置40の出力の下限値である最低設定出力Peを設けている。

0047

制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが最低設定出力Pe未満であると判定した場合、ステップS102に移行する。
制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが最低設定出力Pe以上であると判定した場合、ステップS103に移行する。

0048

ステップS102において、制御手段60は、蓄電装置40から負荷50・50・・・への放電を禁止(すでに蓄電装置40から負荷50・50・・・への放電がなされている場合には、当該放電を停止)し、商用電源100(又は、商用電源100及び太陽光発電部10)からの電力を負荷50・50・・・へ供給可能とする。

0049

このように、負荷50・50・・・による使用電力Puが最低設定出力Peに満たない場合、蓄電装置40から負荷50・50・・・への放電を禁止することで、放電効率が悪い状態で蓄電装置40が放電を行うのを防止することができる。

0050

制御手段60は、ステップS102の処理を行った後、再びステップS101の処理に戻る。

0051

一方、ステップS103において、制御手段60は、蓄電装置40から負荷50・50・・・への放電を開始(すでに蓄電装置40から負荷50・50・・・への放電がなされている場合には、当該放電を継続)する。
制御手段60は、ステップS103の処理を行った後、ステップS104に移行する。

0052

ステップS104において、制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm未満であるか否かを判定する。
制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm未満であると判定した場合、ステップS105に移行する。
制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上であると判定した場合、ステップS106に移行する。

0053

ステップS105において、制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるように、負荷50・50・・・の運転を制御する。以下、当該ステップS105の処理について具体的に説明する。

0054

制御手段60は、使用電力Puを蓄電装置40の定格出力Pm以上まで増加させるために、運転していない(使用していない)負荷50・50・・・であって、今後「所定時間」以内に使用されると予測されるものの運転を開始(始動)する。

0055

本実施形態においては、前記「所定時間」以内とは、図2に示すように1時間ごとに区切られた時間帯のうち今現在の時刻が含まれる時間帯の次の時間帯までをいうものとする。例えば、今現在の時刻が17時30分である場合、当該時刻が含まれる17時から18時までの時間帯の次の時間帯、すなわち18時から19時までの時間帯までである。

0056

この場合に、制御手段60によって運転が開始される負荷50・50・・・及び当該負荷50・50・・・の運転開始優先順位は、予め居住者によって制御手段60に登録される。

0057

本実施形態においては、制御手段60によって運転が開始される負荷50・50・・・及び当該負荷50・50・・・の運転開始の優先順位は、(1)給湯器、(2)エアコン、(3)照明、の順であるものとする。当該負荷50・50・・・及びその運転開始の優先順位の制御手段60への登録は、携帯型端末70を用いて居住者によって予めなされている。

0058

また、後述するとおり、当該選択された負荷50・50・・・は実際に使用されると思われる時間帯よりも早い時間帯に運転が開始されることになる(図2(a)及び(b)を比較参照)。このため、当該負荷50・50・・・としては、実際に使用する時間帯よりも早い時間帯に運転を開始することで、より快適に使用することができると考えられるものを選択することが望ましい。

0059

本実施形態の例で言えば、(1)給湯器は、早めに運転を開始することで実際に使用したいと思った時にすぐに暖かいお湯が利用可能となり、より快適に使用することができる。(2)エアコンは、早めに運転を開始することで、居住者が当該エアコンが設置されている部屋に入る前にある程度温度調節されているため、より快適に使用することができる。(3)照明は、早めに運転(点灯)を開始することで、居住者が当該照明が設置されている部屋に入る際には当該部屋が明るく照らされており、視界が良好である点でより快適に使用することができる。

0060

制御手段60が負荷50・50・・・の運転を開始する様子を、図2を用いて時間帯ごとに説明する。

0061

図2(a)に示す17時から18時までの時間帯においては、負荷50・50・・・による使用電力Puが定格出力Pm未満となっている。
また、その次の時間帯である18時から19時までの時間帯においては、上記(1)から(3)までの登録された負荷のうち、(2)エアコン及び(3)照明が使用されると予測される。
エアコンと照明では、エアコンの方が優先順位が高いが、当該エアコンの運転を開始(始動)させると、使用電力Puが定格出力Pmを大幅に超えてしまうおそれがある。
よって、制御手段60は、図2(b)に示すように、17時から18時までの時間帯において、負荷50・50・・・のうち照明に電力を供給し、当該照明の運転(点灯)を開始する。これによって、17時から18時までの時間帯における使用電力Puは定格出力Pm以上となる。

0062

図2(a)に示す18時から19時までの時間帯においては、負荷50・50・・・による使用電力Puが定格出力Pm未満となっている。
また、その次の時間帯である19時から20時までの時間帯においては、上記(1)から(3)までの登録された負荷のうち、(1)給湯器、(2)エアコン及び(3)照明が使用されると予測される。
給湯器、エアコン及び照明の中では、給湯器が最も優先順位が高い。
よって、制御手段60は、図2(b)に示すように、18時から19時までの時間帯において、負荷50・50・・・のうち給湯器に電力を供給し、当該給湯器の運転を開始する。これによって、18時から19時までの時間帯における使用電力Puは定格出力Pm以上となる。

0063

図2(a)に示す19時から20時までの時間帯においては、負荷50・50・・・による使用電力Puが定格出力Pm未満となっている。前述の如く給湯器を18時から19時までの時間帯に運転することとした場合、当該給湯器を19時から20時までの時間帯に運転する必要は無くなるため、さらに使用電力Puが減少する。
また、その次の時間帯である20時から21時までの時間帯においては上記(1)から(3)までの登録された負荷のうち、(2)エアコン及び(3)照明が使用されると予測される。
よって、制御手段60は、図2(b)に示すように、19時から20時までの時間帯において、負荷50・50・・・のうちエアコンに電力を供給し、当該エアコンの運転を開始する。これによって、19時から20時までの時間帯における使用電力Puは定格出力Pm以上となる。

0064

なお、エアコンは15時から1時までの各時間帯において常時使用されているが、上記19時から20時までの時間帯において運転が開始されるのは、住宅に複数台設置されているエアコンのうち19時から20時までの時間帯に運転していないエアコンである。

0065

このように制御手段60は、ステップS105において負荷50・50・・・の運転を制御することによって、当該負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるようにする。これによって、蓄電装置40は定格出力Pm(最大出力)で放電を行うことになり、当該蓄電装置40の放電効率を向上させることができる。

0066

このように、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるようにする制御を、以下では単に「出力増加制御」と記す。

0067

また、前記出力増加制御を行った場合、使用電力Puは蓄電装置40の定格出力Pm(最大出力)よりも若干多くなるため、当該蓄電装置40からの電力だけでは負荷50・50・・・全てを運転することができない。このとき不足する電力(Pu−Pm)は、商用電源100(又は太陽光発電部10)によって補われることになる。

0068

なお、本実施形態においては、17時から20時までの時間帯においてのみ前記出力増加制御を行っている。その他の時間帯においては、元々の使用電力Puが少なく、今後所定時間以内(本実施形態においては、次の時間帯)に使用されると予測される上記(1)から(3)までの負荷の運転を開始したとしても、使用電力Puが定格出力Pm以上に増加することは無いと考えられるため、前記出力増加制御は行わない。

0069

このように、上記(1)から(3)までの負荷の運転を早めに開始したとしても、使用電力Puが定格出力Pm以上に増加することは無いと考えられる場合には、前記出力増加制御を行わないようにすることで、電力の無駄な消費を防止することができる。

0070

また、上記ステップS105の処理(出力増加制御)においては、制御手段60は運転していない(使用していない)負荷50・50・・・の運転を開始(始動)させるものとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。具体的には、制御手段60は、すでに運転(使用)されている負荷50・50・・・による使用電力を増加させる構成とすることも可能である。例えば、制御手段60は、エアコンの設定温度を変更する(冷房の場合には設定温度を下げ暖房の場合には設定温度を上げる)ことで、当該エアコンによる使用電力を増加させることもできる。

0071

また、上記ステップS105の処理(出力増加制御)においては、制御手段60は1つの負荷50のみの運転を制御しているが、複数の負荷50の運転を制御して使用電力Puを増加させることも可能である。

0072

制御手段60は、ステップS105の処理を行った後、ステップS108に移行する。

0073

一方、ステップS106において、制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが、定格出力Pmを所定値α以上超えている(Pu>Pm+α)か否かを判定する。

0074

ここで、所定値αとは任意に設定される値である。使用電力Puが定格出力Pm以上である場合には、蓄電装置40は放電効率の良い定格出力Pm(最大出力)で放電することができる。しかし、使用電力Puが定格出力Pmを大幅に超えると、不足する電力(Pu−Pm)を商用電源100(買電)によって補うことになるため、電力料金が増加することになる。従って、任意の所定値αを設定し、使用電力Puが定格出力Pmを所定値α以上超えている場合には、使用電力Puが過度に増加していると判断し、後述するステップS107の処理を行うことで当該使用電力Puを減少させる。

0075

制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが、定格出力Pmを所定値α以上超えていると判定した場合、ステップS107に移行する。
制御手段60は、負荷50・50・・・による使用電力Puが、定格出力Pmを所定値α以上超えていないと判定した場合、ステップS108に移行する。

0076

ステップS107において、制御手段60は、前記出力増加制御をすでに行っている場合には、負荷50・50・・・による使用電力Puが、蓄電装置40の定格出力Pm以上であって当該定格出力Pmを所定値α以上超えない値となるように、前記出力増加制御において始動させた負荷50・50・・・を適宜停止させる。以下、当該ステップS107の処理について具体的に説明する。

0077

図4(a)に示す18時から19時までの時間帯において、前記出力増加制御(ステップS105を参照)によって給湯器の運転が開始されているものとする。しかし、何らかの理由によって(本実施形態においては、予測(図2(a)参照)よりも多くのエアコンが使用されたことによって)、当該時間帯における負荷50・50・・・による使用電力Puが、定格出力Pmを所定値α以上超えてしまっている。

0078

この場合、制御手段60は、図4(b)に示すように、18時から19時までの時間帯において前記出力増加制御(ステップS105)で始動された給湯器への電力の供給を停止し、当該給湯器の運転を停止する。これによって、18時から19時までの時間帯における使用電力Puは定格出力Pm以上であって当該定格出力Pmを所定値α以上超えない値となる。

0079

このように制御手段60は、ステップS107において負荷50・50・・・の運転を制御することによって、当該負荷50・50・・・による使用電力Puが定格出力Pm以上であって当該定格出力Pmを所定値α以上超えない値となるようにする。これによって、蓄電装置40は定格出力Pm(最大出力)で放電を行うことになり、当該蓄電装置40の放電効率を向上させることができると共に、電力の無駄な使用を防止することで商用電源100からの電力の供給(買電)をできる限り少なくし、電力料金を節約することができる。

0080

このように、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上であって当該定格出力Pmを所定値α以上超えない値となるようにする制御を、以下では単に「出力減少制御」と記す。

0081

なお、上記ステップS107の処理(出力減少制御)においては、制御手段60は前記出力増加制御において運転を開始した負荷50・50・・・の運転を停止させるものとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。具体的には、制御手段60は、前記出力増加制御において運転が開始されている負荷50・50・・・による使用電力を減少させる構成とすることも可能である。例えば、制御手段60は、エアコンの設定温度を変更する(冷房の場合には設定温度を上げ、暖房の場合には設定温度を下げる)ことで、当該エアコンによる使用電力を減少させることもできる。

0082

また、上記ステップS107の処理(出力減少制御)においては、制御手段60は1つの負荷50(給湯器)のみの運転を制御しているが、複数の負荷50の運転を制御して使用電力Puを減少させることも可能である。

0083

また、上記ステップS107の処理(出力減少制御)においては、1つの負荷50(給湯器)の運転を停止することで使用電力Puが定格出力Pm以上であって当該定格出力Pmを所定値α以上超えない値まで減少しているが、当該出力減少制御を行うと使用電力Puが定格出力Pm未満まで過度に減少してしまう場合も想定される。この場合には、制御手段60は当該出力減少制御を行わず、使用電力Puが定格出力Pm以上である状態を保持する。これによって、蓄電装置40の放電効率が良い状態を維持することができる。

0084

制御手段60は、ステップS107の処理を行った後、ステップS108に移行する。

0085

ステップS108において、制御手段60は、蓄電装置40(蓄電池)の充電量C(充電された電力)が所定値Cb未満であるか否かを判定する。

0086

ここで、所定値Cbとは任意に設定される値であり、蓄電装置40(蓄電池)の過放電を防止することができる程度の値(所定値Cbを多少下回る程度まで放電されたとしても、当該蓄電装置40(蓄電池)に不具合が生じない程度に余裕を持った値)に設定される。

0087

制御手段60は、蓄電装置40(蓄電池)の充電量C(充電された電力)が所定値Cb未満であると判定した場合、ステップS109に移行する。
制御手段60は、蓄電装置40(蓄電池)の充電量C(充電された電力)が所定値Cb以上であると判定した場合、再びステップS101の処理に戻る。

0088

ステップS109において、制御手段60は、その時点で前記出力増加制御又は前記出力減少制御を行っている場合、当該制御を終了すると共に、蓄電装置40から負荷50・50・・・への電力の供給を停止する。この場合、前記出力増加制御及び前記出力減少制御にかかわらず使用されている負荷50・50・・・に対しては、商用電源100(又は、太陽光発電部10)からの電力が供給される。
制御手段60は、ステップS109の処理を行った後、再びステップS101の処理に戻る。

0089

以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム1は、充電した電力を放電することによって、当該電力を少なくとも1つの負荷50・50・・・へと供給することが可能な蓄電装置40を具備する電力供給システム1であって、通常時における少なくとも1つの負荷50・50・・・の使用状況を予め学習し、蓄電装置40が少なくとも1つの負荷50・50・・・のうち使用されている負荷50・50・・・へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷50・50・・・による使用電力Puが、蓄電装置40の放電効率が最も良くなる定格出力Pm未満である場合(ステップS104)、少なくとも1つの負荷50・50・・・のうち使用されていない負荷50・50・・・であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷50・50・・・を始動させ、かつ/又は少なくとも1つの負荷50・50・・・のうち使用されている負荷50・50・・・による使用電力を増加させ(ステップS105)、少なくとも1つの負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段60を具備するものである。
このように構成することにより、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm未満である場合、当該負荷50・50・・・による使用電力Puを蓄電装置40の定格出力Pm以上となるまで増加させることで、蓄電装置40の放電効率を向上させることができる。

0090

また、制御手段60は、前記出力増加制御を行っている際に、少なくとも1つの負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pmを所定値α以上超えた場合(ステップS106)、前記出力増加制御において始動させた負荷50・50・・・を停止させ、かつ/又は前記出力増加制御において使用電力を増加させた負荷50・50・・・による使用電力を減少させ(ステップS107)、少なくとも1つの負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pm以上であって蓄電装置40の定格出力Pmを所定値α以上超えないようにする出力減少制御を行うものである。
このように構成することにより、負荷50・50・・・による使用電力Puが蓄電装置40の定格出力Pmを所定値α以上超えた場合、当該負荷50・50・・・による使用電力Puを蓄電装置40の定格出力Pmと同程度まで減少させることで、蓄電装置40の放電効率を向上させつつ、電力の無駄な使用を防止することができる。

0091

また、制御手段60は、蓄電装置40に充電された電力Cが所定値Cb未満になった場合(ステップS108)、前記出力増加制御及び前記出力減少制御を終了すると共に、蓄電装置40から少なくとも1つの負荷50・50・・・への電力の供給を停止する(ステップS109)ものである。
このように構成することにより、蓄電装置の過放電を防止することができる。

0092

なお、本発明は図1に示す太陽光発電を利用した電力供給システム1に限らず、蓄電装置40から負荷へと電力を供給可能とする種々の電力供給システムに適用可能である。

0093

1電力供給システム
10太陽光発電部
30分電盤
40蓄電装置
50負荷
60 制御手段
100 商用電源

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