JP2013070585A - 電力供給装置及びそれを使用した電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができる電力供給システムを提供する。
【解決手段】
太陽光発電装置(1)と、太陽光発電装置(1)から供給された直流電力を、充電する蓄電池の特性に合わせて電圧を一定の範囲内に調整した直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ(20)と、ＤＣ／ＤＣコンバータ(20)から出力された直流電力を充電する蓄電池(21,22)と、蓄電池(21,22)から放電された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ(23)とを有し、蓄電池(21,22)は複数系統を有し、系統が異なる蓄電池によって充電と放電とを同時に行うようにした電力供給装置(D)を、商用電力(4)側と負荷(3)側に連係させた電力供給システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムに関するものである。
更に詳しくは、太陽光発電装置又は風力発電装置（以下、太陽光発電装置のみを表記する場合がある）で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができるものに関する。

電力会社の発電設備は、夏期昼間の最大の電力消費量に対応できるように整備されている。このため、夜間においては、消費しきれない余剰電力が生じている。この余剰電力は、最後には熱として捨てられ消滅してしまう。電力会社では、この余剰電力を低減するために、夜間の電気料金を安価に設定して利用を促進したり、発電設備のうち一部を停止したり、出力を小さくする等の対策を講じている。

しかし、前記後者による対策は、結果的に発電機を低効率で運転することになり、エネルギーの損失がきわめて大きい。また、特に原子力発電設備の運転においては、安全上の観点から出力を変動させないようになっており、夜間においても昼間と同出力の運転が行われている。このため、前記のような調整をしても、依然として夜間に多くの余剰電力が生じ、多大なエネルギーが無駄に失われているのが現状である。

このような状況を改善するために、変動要因の大きい太陽光発電装置等の再生可能エネルギー系電力と深夜電力等の安定電力とを連係させ、余剰電力を有効に利用して省エネルギー化を図った給電システムとしては、例えば本願発明者が提案した特許文献１に開示されている「住宅用給電システム」がある。

この住宅用給電システムは、料金が安価な時間帯に商用電源の電力を負荷側へ供給すると共に蓄電池に充電するモード、料金が通常料金の時間帯に充電電力を負荷側へ供給すると共に太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を売電するモード、蓄電池からの電力が負荷側で不足した場合に発電装置と商用電源から負荷側へ電力を供給するモード、停電時、発電装置が発電していないときは充電電力を負荷側へ供給し、発電しているときは同様に負荷側へ供給すると共に蓄電池に充電するモードを含み、各モードは給電制御装置によってタイムスケジュールに従って切り替えられるか停電時／無停電時に切り替えられる構成を有するものである。

特開２０１１−５０１３１

しかしながら、前記従来の住宅用給電システムには、次のような課題があった。
すなわち、太陽光発電装置等の再生可能エネルギー系発電装置が稼働し、発電しているときの発電電力は、供給経路においてＤＣ／ＡＣインバータを備えているパワーコンディショナによって直流電力を交流電力に変換することによって、直接商用電力側へ連係すると共に負荷側へ供給されている。また、発電電力のうち負荷側で消費されずに余った電力を商用電源側へ逆潮流させる際も同様に供給されている。

このようにして供給される電力は、太陽光発電装置で発電される直流電力が、電圧が一定になりにくく電流も同様に不安定であるため、交流電力に変換されたときに電流の波形が安定しにくく、負荷側で使用するための電力又は商用電源側へ逆潮流させる電力として十分な品質が得られない課題があった。
このため、システム設置需要者の負荷側あるいは商用電源側へ逆潮流され他の需要者の負荷側へ供給される不安定な電力によって、負荷側の各種電気機器に障害が起こったり、あるいは電力会社側の電柱上電気機器では容量を増やすなどの対策が必要になったり、他需要者側の各種電気機器にも障害が起こるおそれがあった。

また、従来の住宅用給電システムは、発電電力を供給する経路において、前記したようにパワーコンディショナを使用する構造である。この構造では、例えば昼間、太陽光発電装置により発電しているときに商用電源側が停電した場合、太陽光発電装置を強制的に停止するようになっていた。

つまり、前記状況で太陽光発電装置の運転を続けた場合、例えば雨天や曇天となったとき発電出力が下がって負荷側への電力供給不足が発生したときに、負荷側で使用していた各種電気機器に障害が起こったり、あるいはパソコン等ではデータが破損することがある等、需要者側が電力が供給されていることを認識し電気機器を使用しているが故の各種不都合が生じるおそれがあった。

このため、前記状況においては、太陽光発電装置で発電した電力の供給をパワーコンディショナが停止して前記各不都合が生じるのを防止するようになっており、結果的に負荷側に発電電力の供給を行うことができなかった。
したがって、従来の住宅用給電システムは、日照時（特に晴天の昼間）であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置を備えていながら、前記状況においては、これを有効に利用することができず、負荷側では結局停電状態となっていた。

（本発明の目的）
本発明は、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができる電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、前記目的に加えて、例えば日照時に太陽光発電装置が発電しているときに商用電源側が停電した場合でも、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置の運転を停止させることなく通常運転ができるようにし、負荷側での停電又は電力不足を生じないようにする蓄電機能を有する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することである。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。

（１）本発明は、
商用電源側及び負荷側と連係し、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する電力供給装置であって、
太陽光発電装置又は風力発電装置と、
前記太陽光発電装置又は風力発電装置から供給された直流電力を、充電する蓄電池の特性に合わせて指定電圧に調整した直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力された直流電力を充電する蓄電池と、
前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータを備えており、
前記ＤＣ／ＡＣインバータで変換した交流電力を負荷側へ供給するようにした、
電力供給装置である。

（２）本発明は、
前記電力供給装置は、制御手段を有しており、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含む、
前記（１）の電力供給装置である。

（３）本発明は、
前記制御手段は、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電する制御において、
放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含む、
前記（２）の電力供給装置である。

（４）本発明は、
前記電力供給装置は、制御手段を有し、該制御手段は、
（Ａ．通常時、深夜）
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、商用電源側から入力される交流電力を負荷側へ供給すると共に、前記交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する制御を行う第１の運転モードと、
（Ｂ．通常時、朝昼）
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を蓄電池に充電すると共に、蓄電池から直流電力を放電し交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より多い場合は、余剰分を商用電源側へ逆潮流させ、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第２の運転モードと、
（Ｃ．通常時、夜）
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第３の運転モードと、
（Ｄ．Ｆ．停電時、深夜、夜）
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給する制御を行う第４の運転モードと、
（Ｅ．停電時、朝昼）
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給すると共に、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を前記蓄電池に充電する制御を行う第５の運転モードと、
を行う制御を含む、
前記（１）の電力供給装置である。

（５）本発明は、
商用電源側と負荷側との間に、前記（１）乃至（４）の何れか一項に記載の電力供給装置が連係して配置されるものである、
電力供給システムである。

太陽光発電装置又は風力発電装置は、他の再生可能エネルギー系発電装置と組み合わせたり、又はこれらで代替することが可能である。

特許請求の範囲及び明細書にいう「逆潮流」とは、太陽光発電や風力発電等、再生可能エネルギー系発電装置で発電した電力を、電力会社から受電する電力と接続する系統連係において、系統連係状態で施設の電気系統を運用している場合に、前記発電電力が多くなると、その余剰電力が電力会社線（商用電源）側に送られることをいう。

日本国内の各電力会社においては、用途に合わせた料金体系で契約することができる。その区分けを一例としてあげれば、（１）23:00〜7:00（深夜の時間帯）、（２）7:00〜10:00（朝の時間帯）及び18:00〜23:00（晩の時間帯）、（３）10:00〜18:00（昼の時間帯）であり、本発明は、この様な契約体系時間帯によって制御時間を合せた制御設定を可能にした機能を持つものである。

前記料金体系である23:00〜7:00（深夜）の時間帯は、本明細書の記載において「電気料金が安価な時間帯」に当たり、7:00〜10:00（朝）及び18:00〜23:00（晩）の時間帯は、同じく「電気料金がやや安価な時間帯」に当たり、10:00〜18:00（昼）の時間帯は、同じく「電気料金が通常料金の時間帯」に当たる。

前記各時間帯における電気料金の違いは、一例をあげると、10:00〜18:00（昼）の時間帯（電気料金が通常料金の時間帯）の料金を１００とすると、7:00〜10:00（朝）及び18:00〜23:00（夜）の時間帯（電気料金がやや安価な時間帯）の料金が６９．３、深夜の時間帯（電気料金が安価な時間帯）の料金が２７．５となっている。

また、複数系統で構成される蓄電池は、例えば二系統で構成してもよいし、或いは三系統以上で構成することもできる。

なお、特許請求の範囲及び明細書で使用する「ＤＣ／ＡＣインバータ」の用語は、本来「インバータ」が「直流電流を交流電流に変換する装置」の意味であるため、用語頭に「ＤＣ／ＡＣ」を標記する必要はないが、分かりやすくするためにこの用語を使用している。

（作用）
本発明に係る電力供給装置及び電力供給システムの作用を説明する。
電力供給装置及び電力供給システムは、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、発電した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータによって充電する蓄電池の特性に合わせて電圧を一定の範囲内に調整した後、蓄電池に充電する。太陽光発電装置又は風力発電装置で発電した直流電力は、電圧が一定していないが、前記のように電圧を調整して蓄電池に充電することにより、安定状態となる。

そして、蓄電池から放電された直流電力は、ＤＣ／ＡＣインバータによって交流電力に変換される。このようにして得られた交流電力は、変換される放電直流電力が安定していることにより、電流の波形が安定した品質のよい交流電力となる。したがって、負荷側へ十分な品質の電力を供給できるようになり、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができるようになる。これにより、負荷側の各種電気機器に障害が起こったり、あるいは電力会社側の電柱上電気機器では容量を増やすなどの対策が必要になったり、他需要者側の各種電気機器にも障害が起こることを防止できる。

また、太陽光発電装置又は又は風力発電装置で発電した直流電力は、全て蓄電池へ送られて充電されるようになっており、従来のシステムで使用されていた、発電した直流電力を全て交流電力に変換して負荷側や商用電源側へ送るパワーコンディショナは使用する必要がない。したがって、従来のような直流電力を交流電力に変換する際のパワーコンディショナでの電力損失がなく、無駄を低減することができる。
さらには、パワーコンディショナがないため、使用する部品の点数が少ない分だけ装置全体の信頼性も向上する。

なお、従来のものは、パワーコンディショナを使用しているため、例えばシステム設置後に発電パネルを増設したり部分的に取り替えたりする際には、同じメーカーの同規格のものを使用する必要があり、他メーカーのものは混在させることができないので、選択する際の制限が大きく、選択しにくかった。

しかし、本発明に係る電力供給システムでは、太陽光発電装置又は風力発電装置で発電した直流電力を、パワーコンディショナを使用することなく、蓄電池へ送って充電するようになっているので、他メーカーの発電パネルを増設したり部分的に取り替えて混在させた場合でも支障なく運転することができる。したがって、特に設置者（需要者）にとって、発電パネルの増設や取り替えの際の選択の自由度が高い利点がある。

制御手段を有しており、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含むものは、太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を停止させることなく通常運転ができる。
すなわち、太陽光発電装置又は風力発電装置により発電しているときに停電しても、発電電力の蓄電池への充電と、蓄電電力の放電による負荷側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置又は風力発電装置を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を続けることができ、通常運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源側の停電時にも、負荷側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。

太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電する制御において、放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含むものは、例えば放電している蓄電池を放電限界まで放電しないようにして充電側へ切り替えるように制御すれば、蓄電池の寿命が長くなり長期にわたり使用できるようになるので、メンテナンス性に優れている。
また、各系統の蓄電池を充電用又は放電用として切り替えながら運転することができるので、従来の一系統の蓄電池で充電と放電を繰り返し行うものと比較して、蓄電池の全体の容量を大きくすることができる。

本発明は、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、発電電力を一旦蓄電池に充電した後、これを放電するようになっているので、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができる電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することができる。

また、制御手段を備え、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含んでいるものは、太陽光発電装置又は風力発電装置により発電しているときに停電しても、発電電力の蓄電池への充電と、蓄電電力の放電による負荷側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置又は風力発電装置を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を続けることができ、自立運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源側の停電時にも、負荷側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。

本発明に係る電力供給システムの一実施の形態を示すブロック図。 図１に示す電力供給システムを構成する電力供給制御部のブロック図。 通常時Ａモード（23:00〜7:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 通常時Ｂモード（7:00〜18:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 通常時Ｃモード（18:00〜23:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 停電時Ｄモード（23:00〜7:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 停電時Ｅモード（7:00〜18:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 停電時Ｆモード（18:00〜23:00の時間帯）の運転制御を示す説明図。 二系統の蓄電池モジュールの蓄電管理を示し、（ａ）は時間帯グラフ、（ｂ）はＡモードにおける説明図、（ｃ）はＢモードにおける説明図、（ｄ）はＣモードにおける説明図。

〔実施の形態〕
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１及び図２を参照する。なお、図１に表した電力供給制御部２は、図２の電力供給制御部２を簡略化して表しており、後記する冷却ファン２６、保温ヒーター２７及び開閉スイッチＳ１１、１２の図示を省略している。

電力供給システムＳは、住宅用のシステムであり、電力供給装置Ｄと、電力供給装置と連係する商用電源４及び負荷側配電盤３により構成されている。
電力供給装置Ｄは、太陽光発電装置１及び第１蓄電池モジュール２１と第２蓄電池モジュール２２を備えた電力供給制御部２を有している。
なお、発電装置については、本実施の形態において太陽光発電装置を例にしている。

太陽光発電装置１は、太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各系統で発電され不均等な電圧の直流電力を一定の範囲の電圧に調整する太陽光発電系統接続部１１を備えている。なお、太陽光発電系統接続部１１については、既に市販されその技術的内容は公知であるので説明は省略する。

太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、太陽光（光エネルギー）を光起電力効果により電力に変換するものであり、多数のセルを直列又は並列に接続して必要な電力をつくり出すパネルである。太陽光発電系統接続部１１は、本実施の形態では、四系統ある太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃを電力供給制御部２に接続する。

主に図２を参照する。
電力供給制御部２は、太陽光発電装置１からの直流電力を入力するＤＣ入力部２０４、負荷側配電盤３へのＡＣ１００Ｖの交流電力を出力するＡＣ出力部２０５、負荷側へＡＣ２００Ｖの交流電力を出力するＡＣ出力部２０６及び商用電源４からのＡＣ１００Ｖ陽極二線の電流を入力するＡＣ入出力部２０７を有している。

電力供給制御部２は、並列に接続された二系統の第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２を備えている。第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２は、それぞれ多数のバッテリーセル（符号省略）を備えている。使用されるバッテリーセルとしては、例えばリチウムポリマー電池があげられるが、システムとして必要な充電容量に対応して適宜公知の他の種類の蓄電池を採用することができる。

第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２と前記ＤＣ入力部２０４間には、配線経路Ｗ１が設けられている。配線経路Ｗ１の経路中には、ＤＣ入力部２０４側から順に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、開閉スイッチＳ１、ＤＣ入出力バランスセンサ２００、切替スイッチＳ２が設けられている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、太陽光発電装置１より供給されＤＣ入力部２０４から入力された直流電力を充電する第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の特性に合わせて、充電に適した指定電圧に調整するものである。
このように、太陽光発電装置１で発電した直流電力は、全て第１蓄電池モジュール２１、２２へ送られて充電されるようになっており、従来のシステムで使用されていた、発電した直流電力を全て交流電力に変換して負荷側や商用電源側へ送るパワーコンディショナは使用しない。

また、ＤＣ入出力バランスセンサ２００は、後記する配線経路Ｗ２との間で、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方から交互に入力される直流電力と、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方から交互に出力される直流電力のバランスを検出するセンサである。

切替スイッチＳ２は、配線経路Ｗ１を通り供給される直流電力を充電する第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２を制御部２５の制御により切り替えるスイッチである（切り替えを行わないときの第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２への入力遮断は開閉スイッチＳ１で行う）。なお、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２は、後記するように商用電源４からの電力を充電する場合に、ＡＣ１００Ｖの電力を充電用の指定電圧の直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（変換器）を備えた充電器（図示省略）をそれぞれ備えている。

電力供給制御部２は、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２から交互に放電される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２３を備えている。第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２とＤＣ／ＡＣインバータ２３の間には、配線経路Ｗ２が設けられている。
配線経路Ｗ２の経路中には、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２側から順に、切替スイッチＳ３、前記ＤＣ入出力バランスセンサ２００及び開閉スイッチＳ４が設けられている。切替スイッチＳ３は、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２から直流電力を放電する際に放電する電池を切り替えるスイッチである。

ＤＣ／ＡＣインバータ２３と前記ＡＣ出力部２０５の間には、配線経路Ｗ３が設けられている。配線経路Ｗ３の経路中には、ＤＣ／ＡＣインバータ２３側から順に、ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１、ＡＣ放電出力センサ２０２及びＡＣ負荷側出力センサ２０３が設けられている。

ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３の陽極二線の出力バランスを制御部２５の制御によって読み取り、これを均等にする（バランスをとる）ものである。また、ＡＣ放電出力センサ２０２は、太陽光電力量の情報を制御部２５へ送信するものであり、ＡＣ負荷側出力センサ２０３は、負荷側で使用する電力量を検出し、その情報を制御部２５へ送信するものである。

配線経路Ｗ３において、ＡＣ負荷側出力センサ２０３とＡＣ出力部２０５の間の経路と前記ＡＣ出力部２０６の間には、配線経路Ｗ４が設けられている。配線経路Ｗ４の経路中には、開閉スイッチＳ９が設けられている。

また、前記第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２と前記ＡＣ入出力部２０７の間には、配線経路Ｗ５が設けられている。配線経路Ｗ５の経路中には、ＡＣ入出力部２０７側から順に、開閉スイッチＳ５及び切替スイッチＳ６が設けられている。

切替スイッチＳ６は、配線経路Ｗ５を通り商用電源４（図１参照）より供給される電力を充電する第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２を切り替えるスイッチである。なお、充電する際の交流電力から直流電力への変換は、前記したように第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２がそれぞれ備えている充電器によって行われる。

配線経路Ｗ５において、ＡＣ入出力部２０７と開閉スイッチＳ５の間の経路と、前記配線経路Ｗ３におけるＡＣ放電出力センサ２０２とＡＣ負荷側出力センサ２０３の間の経路間には、配線経路Ｗ６が設けられている（図１、図３参照）。配線経路Ｗ６の経路中には、開閉スイッチＳ７が設けられている。

配線経路Ｗ５において、ＡＣ入出力部２０７と開閉スイッチＳ５の間で前記配線経路Ｗ６より更にＡＣ入出力部２０７寄りの経路と、前記配線経路Ｗ３において、前記配線経路Ｗ６より更にＡＣ負荷側出力センサ２０３寄りの経路間には、配線経路Ｗ５から分岐して配線経路Ｗ７が設けられている。配線経路Ｗ７はメンテナンス用の配線経路であり、その経路中には、手動で開閉操作を行うメンテナンス用の開閉スイッチＳ８が設けられている。

なお、図２に示すように前記第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２は、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の温度管理を行うための冷却ファン２６と保温ヒーター２７を備えている。冷却ファン２６と保温ヒーター２７は、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２と配線経路Ｗ９で接続されている。配線経路Ｗ９において、互いに分岐し冷却ファン２６につながる経路と保温ヒーター２７につながる経路には、開閉スイッチＳ１０と開閉スイッチＳ１１が設けられている。

また、電力供給制御部２は、ＭＰＵ(Micro-Processing Unit)を備えた制御部２５と、制御部２５に電力を供給するＤＣパワーモジュール２４を備えている。なお、ＤＣパワーモジュール２４については、既に市販されその技術的内容は公知であるので説明は省略する。

制御部２５は、制御プログラムソフトウェアをインストールする記憶部（図示省略）を有している。制御部２５は、記憶部にインストールされたプログラムソフトウェアにより、例えば前記各スイッチＳ１〜Ｓ１１の開閉又は切替の制御、前記各センサ２００、２０１、２０２、２０３との情報のやり取り、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２３の制御、或いは第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の充電特性や放電量の制御等を行うものである。

また、例えば使用する蓄電池の規格や性能に合わせたプログラムソフトウェアを制御部２５の記憶部に適宜インストールすることによって、システム導入後の蓄電池の変更やグレードアップ等に柔軟に対応できるようにしている。

前記ＤＣパワーモジュール２４は、前記配線経路Ｗ３における前記切替スイッチＳ３とＤＣ／ＡＣインバータ２３の間の経路と配線経路Ｗ８により接続されている。システムの運転中、制御部２５には、例えば商用電源４が停電しても第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２から常時直流電力が供給されるようになっており、停電時又は停電復旧後のシステムの制御に支障を来さないようにしている。

前記商用電源４は、前記ＡＣ入出力部２０７と配線経路Ｗ１０により接続されており、配線経路Ｗ１０の経路中には、商用電源４側から順に、電力会社と契約したユーザー側の電力契約アンペアを制御するブレーカ４２、買電用電力量計４０、売電用電力量計４１が設けられている。また、前記負荷側配電盤３は、前記ＡＣ１００Ｖを出力するＡＣ出力部２０５に接続されている。

なお、電力会社への売電は、配線経路Ｗ３を通りＡＣ出力部２０５へ送られる交流電力の電圧をＤＣ／ＡＣインバータ２３によって、商用電源４から供給される交流電力の電圧より高くなるように制御して商用電源４側へ逆潮流させることにより行われる。

（作用）
図１乃至図８を参照して、電力供給システムＳの制御の一例を各モードごとに詳細に説明する。制御部２５でモードの切り替えを行うための制御は、電力供給システムＳを設置するエリアのサービスを行っている各電力会社の時間帯の区分けに合わせるようにする。この区分けは各電力会社で必ずしも同じではなく、異なる場合がある。

本実施の形態では、図９（ａ）に示すように、サービス時間帯が、Ａは23:00〜7:00（深夜）、Ｂは7:00〜10:00（朝）及び10:00〜18:00（昼）、Ｃは18:00〜23:00（夜）のように区分けされている電力会社のエリア内に設置する場合を例にとり説明する。
制御部２５は、この時間帯の区分に対応したプログラムソフトウェアにより管理される。

なお、以下の作用の説明の理解を容易にするために目次を示す。

（目次）
（１）通常時運転
(1-1)Ａモード：商用電源から負荷側への電力供給と蓄電池への充電を行うモード
(1-2)Ｂモード：蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電、商用電源側への売電を行うモード
(1-3)Ｃモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
（２）停電時運転
(2-1)Ｄモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(2-2)Ｅモード：蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電を行うモード
(2-3)Ｆモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード

（１）通常時運転
商用電源が正常（停電していない）であり、日照時には太陽光発電装置が稼働し発電できる状況における運転。なお、後記Ａモードは特許請求の範囲にいう第１の運転モード、同じくＢモードは第２の運転モード、同じくＣモードは第３の運転モードを構成する。

(1-1)
Ａモード：商用電源から負荷側への電力供給と蓄電池への充電を行うモード
（深夜の時間帯、23:00〜7:00での制御）
図３を主に参照する。

このモードでは、商用電源４から安価な電力が供給される。この電力は一方で負荷側へ供給され、他方で第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に充電される。また、商用電源４側への逆潮流、つまり売電は行われない。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。

なお、制御部２５の制御により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図３に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＦＦ、切替スイッチＳ２が何れかに接続状態（通電はされない）、切替スイッチＳ３が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ４がＯＦＦ、開閉スイッチＳ５がＯＮ、切替スイッチＳ６がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ７がＯＮ、開閉スイッチＳ９がＯＮとなる。

この時間帯では、商用電源４から安価な電力が買電され、交流電力が買電用電力量計４０を通り、ＡＣ入出力部２０７から電力供給制御部２へ電力が供給される。
開閉スイッチＳ７がＯＮとなっているので、商用電源４からの電力は、負荷側の需要がある分だけ負荷側へ直接供給される。詳しくは、ＡＣ１００ＶがＡＣ出力部２０５から負荷側配電盤３へ出力される。また、開閉スイッチＳ９がＯＮとなっているので、ＡＣ出力部２０６からＡＣ２００Ｖが出力される。

なお、配線経路Ｗ６を通る交流電力は、ＡＣ負荷側出力センサ２０３により電力通電量が検出され、その情報が制御部２５へ配信される。
また、制御部２５にインストールされ後記する各モードの制御を行うプログラムソフトウェアに入力することによって、Ａモードの23:00〜7:00の充電時間で分単位の充電電圧コントロールを行うための最大充電セル電圧が設定されている。一例としては、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２のリチウム標準セル電圧３．７Ｖ、最大充電セル電圧４．２Ｖ、放電最低セル電圧（放電限界）３．０Ｖとして、制御部２５に記憶されており、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の充放電の切替えを切替スイッチＳ２、Ｓ３にて行うようにする。

また、配線経路Ｗ５の経路中の開閉スイッチＳ５がＯＮとなっているので、ＡＣ入出力部２０７より入力される商用電源４からの電力は、切替スイッチＳ６の切り替えによって接続された第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に充電器で交流電力から直流電力に変換されて充電される。この際、充電される蓄電池モジュールは、制御部２５で制御される切替スイッチＳ６によって、制御部２５に記憶されている蓄電池充電特性記録の情報をもとに適宜切り替えられる。なお、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２に充電する際には、制御部２５による充電器の制御によって充電電流調整が行われる。

このモードにおける第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２への充電の管理は、例えば次のように行われる。
図９（ｂ）を参照する。

まず、一方の系統の第１蓄電池モジュール２１は、容量の１００％充電（満充電）を行う。第１蓄電池モジュール２１の容量の１００％充電が完了したら、切替スイッチＳ６によって他方の系統の第２蓄電池モジュール２２へ切り替えられる。第２蓄電池モジュール２２への充電は、例えば容量の５０％充電で止められる。なお、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２に充電された充電量の検出は、充電された電力の電圧を検出することで行われる。

この第２蓄電池モジュール２２への充電を容量の５０％で止める目的は、太陽光発電装置１が発電をしている朝及び昼の時間帯(例えば7:00〜18:00)に、第２蓄電池モジュール２２へ不安定な発電電力を取り込み安定状態とするときに蓄電池モジュールの空き容量が必要なためである。

さらには、蓄電池は、容量の１００％に近い充電と放電を繰り返すよりも、蓄電池モジュールのダメージが抑制され寿命を長くすることができる利点がある。また、制御部２５よる制御において、容量の５０％充電では１００％充電の最大充電セル電圧と比較して、二分の一の電圧で制御できる利点もある。なお、前記空き容量をつくる側の蓄電池モジュールの充電量は、容量の５０％充電に限定するものではなく、適宜設定することが可能である。

また、深夜の時間帯において、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２に充電される充電量は、例えば朝や夜の時間帯における負荷側（一般家庭等）の一般的な需要電力量を基準に設定されており、例えば６ＫＷ／ｈであるが、これに限定はされず、必要に応じて適宜設定することができる。

(1-2)
Ｂモード：蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電、商用電源側への売電を行うモード
（昼の時間帯、7:00〜18:00での制御：例えば電力会社の時間帯の区分では、（朝）7:00〜10:00及び（昼）10:00〜18:00）
図４を主に参照する。

この時間帯のうち、例えば7:00〜10:00では商用電源４からやや安価な電力が供給され、10:00〜18:00では通常料金の電力が供給される。太陽光発電装置１は稼働しており、太陽光発電装置１で発電された電力は、直接負荷側へ供給されることはなく、一旦第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に充電して安定状態とされる。そして、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から電力が放電され負荷側へ供給される。

負荷側の消費電力が第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電される電力（例えば６ｋＷ／ｈ）より小さく、余剰電力がある場合は、商用電源４側へ逆潮流されて売電される。

また、負荷側の需要電力量が第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電可能な電力量より大きくて足りない場合は逆潮流（売電）が停止し、足りない分の電力が随時商用電源４から補完される。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。

なお、制御部２５の制御により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図４に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＮ、切替スイッチＳ２がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、切替スイッチＳ３がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ４がＯＮ、開閉スイッチＳ５がＯＦＦ、切替スイッチＳ６が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ７がＯＮ、開閉スイッチＳ９がＯＮとなる。

この時間帯では、太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃで発電され、各系統で不均等な電圧の直流電力が太陽光発電系統接続部１１によって一定の範囲の電圧に調整される。太陽光発電系統接続部１１から送られる直流電力は、ＤＣ入力部２０４から電力供給制御部２に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０により規定のＤＣ電圧、すなわち第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の特性に適合したＤＣ電圧へ変換される。

また、ＤＣ入出力バランスセンサ２００により、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０からのＤＣ発電電力と、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方から放電され後記するＤＣ／ＡＣインバータ２３へ送られるＤＣ放電電力の出力のバランスでＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力が同等かどうかを検出する。

なお、負荷側の需要電力量に対して発電電力が不足しているときは逆潮流はしない。発電電力が不足しているときは、ＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力電圧が商用電源４と同電圧（１００Ｖ）になり、放電電力の逆潮流を防止するため開閉スイッチＳ７がＯＦＦとなる。このとき、ＤＣ入出力バランスセンサ２００の情報を制御部２５は無視し、負荷側の需要電力出力を優先する。一方、太陽光発電装置１による発電電力は、そのまま第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２へ充電される。

制御部２５により制御される切替スイッチＳ２で、充電する蓄電池を第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方に設定し、この蓄電池モジュールにＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電力を送り充電する。また、制御部２５により制御される切替スイッチＳ３で、放電する蓄電池を第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方（前記充電する蓄電池モジュールではない方）に切り替える。

なお、充電側の第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２が最大充電セル電圧になれば、切替スイッチＳ２により第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の充放電側は切り替わる。但し、発電量より負荷側の需要電力量（消費電力）が大きい場合は、ＤＣ入出力バランスセンサ２００からの情報に関係なく、負荷側への出力優先でＤＣ／ＡＣインバータ２３より交流電力を出力する。

切替スイッチＳ３で接続された第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から直流電力が放電される。そして、前記したようにＤＣ入出力バランスセンサ２００により第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０からの直流電力との電力のバランスが同等かどうか検出される。

ＤＣ入出力バランスセンサ２００からの情報が制御部２５に送られ、電力のバランスが同等であれば、制御部２５よりＤＣ／ＡＣインバータ２３に制御信号が送信され、太陽光発電量と同等の直流電力を交流電力に変換し、負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。なお、余剰電力があるかどうかと負荷側の電力不足は、ＡＣ負荷側出力センサ２０３からの情報とＡＣ放電出力センサ２０２のデータとの差により制御部２５で検出する。

ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１がＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力の陽極２線のバランスを感知し補正する。
なお、開閉スイッチＳ４は、前記したようにＡモード（充電モード）の第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２の充電時にはＯＦＦとなり、逆流を防止する。また、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２からの過放電を防止する場合（放電最低セル電圧を制御部２５で管理する）もＯＦＦとなる。

また、ＡＣ１００ＶがＡＣ出力部２０５から負荷側配電盤３へ出力される。ＡＣ負荷側出力センサ２０３により制御部２５へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。開閉スイッチＳ９がＯＮとなっているので、ＡＣ出力部２０６からＡＣ２００Ｖが出力される。
開閉スイッチＳ９は、後記する商用電源４の停電時の深夜の時間帯23:00〜7:00のみＯＦＦとなる。

一方で商用電源４との連係用の開閉スイッチＳ７はＯＮとなっており、ＤＣ／ＡＣインバータ２３で出力電圧を調整し、電圧を商用電源４の電圧（１００Ｖ）より高くなるようにして（例えば１０３Ｖに昇圧）、負荷側での消費残量電力（余剰電力）を商用電源４側へ逆潮流させることにより売電を行う。

また、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の蓄電電力のＤＣ／ＡＣインバータ２３からの出力電圧がＡＣ入出力部２０７に入力される商用電源４からの交流電力の電圧と同じになると、開閉スイッチＳ７がＯＦＦとなり、ＡＣ入出力部２０７への逆潮流が防止される。

このモードにおける第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の充電及び放電の管理は、例えば次のように行われる。
図９（ｃ）を参照する。

前記Ａモードにおいて、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２に蓄電された電力は、前記したように負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。一方、太陽光発電装置１で発電された電力が第２蓄電池モジュール２２の容量の５０％の空き容量部分に充電される。すなわち、一方の系統の第１蓄電池モジュール２１からは放電し、他方の系統の第２蓄電池モジュール２２に充電する。

そして、第２蓄電池モジュール２２が容量の１００％充電（満充電）になると、制御部２５の制御により切替スイッチＳ２と切替スイッチＳ３が切り替わる。すなわち、前記とは逆に、１００％充電となった第２蓄電池モジュール２２から放電し、電力の一部が放電され蓄電容量の空きが生じた第１蓄電池モジュール２１に太陽光発電装置１で発電された電力が充電される。

以降、一方の蓄電池モジュールが容量の１００％充電になると、切替スイッチＳ２と切替スイッチＳ３が切り替わり、充電する側と放電する側の蓄電池モジュールが切り替わる。なお、この際、充電されている側の蓄電池モジュールが容量の１００％まで充電される前に、放電している側の蓄電池モジュールが予め設定されている放電限界（例えば容量の５０％）に達すると、こちらが優先されて前記と同様に充電側と放電側の蓄電池モジュールが切り替わる。

(1-3)
Ｃモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
（夜の時間帯、18:00〜23:00での制御）
図５を主に参照する。

この時間帯は、商用電源４からやや安価な電力が供給される時間帯である。また、太陽光発電装置１は発電していない。そして、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電された電力が負荷側へ供給される。

負荷側の需要電力量が第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電される電力量より大きく足りない場合は、足りない分の電力が商用電源４から補完される。また、負荷側の需要電力が第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電される電力より少なく、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２からの電力に余裕がある場合でも商用電源４側への売電は行われない。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。

この時間帯では、制御部２５からの制御信号により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図５に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＦＦ、切替スイッチＳ２が何れかに接続状態（通電はされない）、切替スイッチＳ３がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ４がＯＮ、開閉スイッチＳ５がＯＦＦ、切替スイッチＳ６が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ７がＯＮ、開閉スイッチＳ９がＯＮとなる。

制御部２５により制御される切替スイッチＳ３で、放電する第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２を適宜切り替え、接続された第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電する。
ＤＣ入出力バランスセンサ２００は機能させない状態であり、放電された直流電力はＤＣ／ＡＣインバータ２３へ送られる。ＤＣ／ＡＣインバータ２３は、ＡＣ放電出力センサ２０２とＡＣ負荷出力センサ２０３の検出情報に基づく制御部２５からの制御信号により、ＤＣ／ＡＣインバータ２３から出力するＡＣ出力電圧を調整する（商用電源４の電圧を基準として放電量不足時は同電圧で不足分を商用電源４より補完する）。

ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３から出力される交流電流を感知し陽極補正を行う。すなわち、単相三線は陽極１００Ｖ２本と陰極１本で構成され、負荷側配電盤は１００Ｖを２本接続することで２００Ｖとするというように１００Ｖで小分けし個々の遮断器を備えているが、２本の１００Ｖがアンバランスな状態であるため、ＡＣ放電出力センサ２０２の情報にもとづき制御部２５によりＤＣ／ＡＣインバータ２３の陽極バランスの制御を行う。
また、ＡＣ放電出力センサ２０２によりＤＣ／ＡＣインバータ２３からの出力電力量を表す信号を制御部２５へ送信する。

ＡＣ負荷側出力センサ２０３により制御部２５へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。ＡＣ１００ＶがＡＣ出力部２０５から負荷側配電盤３へ出力され、また、開閉スイッチＳ９がＯＮとなっているので、ＡＣ出力部２０６からＡＣ２００Ｖが出力される。

また、一方で開閉スイッチＳ７がＯＮとなっており、商用電源４から買電用電力量計４０を通して負荷側での電力の不足分を買電することができる。詳しくは、ＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力より負荷側の需要電力が上回り、電力不足をＡＣ放電出力センサ２０２と負荷ＡＣ出力センサ２０３により感知したときに、ＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力電圧が商用電源４と同じ電圧になり、商用電源４から不足分の電力を補完する。なお、その後、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２の放電電力量が最低セル電圧（放電限界）に達した時は、制御部２５より開閉スイッチＳ４をＯＦＦとし、放電を制御する。

このモードにおける第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２の放電の管理は、例えば次のように行われる。
図９（ｄ）を参照する。

前記Ａモード又はＢモードにおいて、第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２に蓄電された電力は、前記したように負荷側への供給電力として出力される。また、負荷側の需要電力量が大きく、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電可能な電力量で足りない場合は、商用電源４から買電して足りない分の電力量が補完される。

（２）停電時運転
商用電源が停電しており、日照時には太陽光発電装置が稼働し発電できる状況における運転。後記Ｄのモードが特許請求の範囲にいう第４の運転モードを構成し、同じくＥのモードが第５の運転モードを構成する。

(2-1)
Ｄモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
（深夜の時間帯、23:00〜7:00での制御）
図６を主に参照する。

停電のため商用電源４からは電力が供給されず、この時間帯では太陽光発電装置１も発電していないため、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２からのみ電力が供給される。第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電された電力は負荷側へ供給される。

なお、この時間帯は２００ＶのＡＣ出力はＯＦＦとしており、１００Ｖの負荷側の需要電力量（消費電力）は極めて少ないが、18:00〜7:00までの負荷消費電力に見合う必要十分な容量を有する蓄電容量モジュール（第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２）を搭載している。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。

この時間帯では、制御部２５からの制御信号により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図６に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＦＦ、切替スイッチＳ２が何れかに接続状態（通電はされない）、切替スイッチＳ３がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ４がＯＮ、開閉スイッチＳ５がＯＦＦ、切替スイッチＳ６が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ７がＯＦＦ、開閉スイッチＳ９がＯＦＦとなる。

制御部２５により制御される切替スイッチＳ３で、放電する第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２を適宜切り替え、接続された第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電する。
ＤＣ入出力バランスセンサ２００は機能させない状態であり、放電された直流電力はＤＣ／ＡＣインバータ２３へ送られる。

ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３から出力される交流電流を感知し陽極補正を行う。
ＡＣ放電出力センサ２０２によりＤＣ／ＡＣインバータ２３からの出力電力量を表す信号を制御部２５へ送信する。

ＡＣ負荷側出力センサ２０３により制御部２５へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。
ＡＣ１００ＶがＡＣ出力部２０５から負荷側配電盤３へ出力される。開閉スイッチＳ９がＯＦＦであり、ＡＣ出力部２０６から負荷側へ２００Ｖの交流電力は出力しない。
また、一方で開閉スイッチＳ７がＯＦＦとなっており、商用電源４側への逆潮流を防止できるようになっている。

(2-2)
Ｅモード：蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電を行うモード
（昼の時間帯、7:00〜18:00での制御）
図７を主に参照する。

停電のため商用電源４からは電力が供給されない。この時間帯では太陽光発電装置１は発電している。太陽光発電装置１で発電された電力は、直接負荷側へ供給されることはなく、一旦第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に充電して安定状態とされる。そして、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から電力が放電され、負荷側へ供給される。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。

この時間帯では、制御部２５の制御により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図７に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＮ、切替スイッチＳ２がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、切替スイッチＳ３がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ４がＯＮ、開閉スイッチＳ５がＯＦＦ、切替スイッチＳ６が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ７がＯＦＦ、開閉スイッチＳ９がＯＮとなる。

太陽電池モジュール１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃで発電され、各系統で不均等な電圧の直流電力が太陽光発電系統接続部１１によって一定の範囲の電圧に調整される。
太陽光発電系統接続部１１から送られる直流電力は、ＤＣ入力部２０４から電力供給制御部２に入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０により規定のＤＣ電圧、すなわち第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の特性に適合したＤＣ電圧へ変換される。

ＤＣ入出力バランスセンサ２００により、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０からの発電電力と、後記するＤＣ／ＡＣインバータ２３へ送られる電力のバランスが同等かどうかを検出する。

制御部２５により制御される切替スイッチＳ２で、充電する蓄電池を第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方に設定し、この蓄電池モジュールにＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される直流電力を送り充電する。また、制御部２５により制御される切替スイッチＳ３で、放電する蓄電池を第１蓄電池モジュール２１及び第２蓄電池モジュール２２の何れか一方（前記充電する蓄電池モジュールではない方）に切り替える。

切替スイッチＳ３で接続された第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から直流電力が放電される。そして、前記したようにＤＣ入出力バランスセンサ２００により第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２に入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０からの直流電力との電力のバランスが同等かどうか検出される。

ＤＣ入出力バランスセンサ２００からの情報が制御部２５に送られ、電力のバランスが同等であれば、制御部２５よりＤＣ／ＡＣインバータ２３に制御信号が送信され、太陽光発電量と同等の直流電力を交流電力に変換し、負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。なお、余剰電力があるかどうかは、ＡＣ放電出力センサ２０２とＡＣ負荷側出力センサ２０３からの情報により制御部２５にて検出される。

ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ２０１がＤＣ／ＡＣインバータ２３の出力の陽極２線のバランスを感知し補正する。そして、ＡＣ放電出力センサ２０２が太陽光電力量の情報を制御部２５へ送信する。なお、開閉スイッチＳ４は、前記Ａモードの23:00〜7:00の第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２の充電時にはＯＦＦとなり、逆流を防止する。また、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２からの過放電を防止する場合もＯＦＦとなる。

ＡＣ放電出力センサ２０２とＡＣ負荷側出力センサ２０３により制御部２５へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。この情報により、ＡＣ１００ＶがＡＣ出力部２０５から負荷側配電盤３へ出力される。また、開閉スイッチＳ９がＯＮとなっているので、ＡＣ出力部２０６からＡＣ２００Ｖが出力される。
また一方で、商用電源４との連係用の開閉スイッチＳ７はＯＦＦとなっており、商用電源４側への逆潮流が防止される。

このように、Ｅモードにおいては、太陽光発電装置１により発電しているときに商用電源４側が停電したときに、発電電力の第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２への充電と、蓄電電力の放電による負荷３側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置１を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置１の運転を続けることができ、自立運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源４側の停電時にも、負荷３側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。

(2-3)
Ｆモード：蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
（夜の時間帯、18:00〜23:00での制御）
図８を主に参照する。

停電のため商用電源４からは電力が供給されない。この時間帯では太陽光発電装置１も発電していないため、第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２からのみ電力が供給される。第１蓄電池モジュール２１又は第２蓄電池モジュール２２から放電された電力は、負荷側へ供給される。

この時間帯では、制御部２５からの制御信号により、各スイッチＳ１〜Ｓ７及びＳ９が図８に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチＳ１がＯＦＦ、切替スイッチＳ２が何れかに接続状態（通電はされない）、切替スイッチＳ３がＯＮ（第１、第２蓄電池モジュールの何れかに接続）、開閉スイッチＳ４がＯＮ、開閉スイッチＳ５がＯＦＦ、切替スイッチＳ６が何れかに接続状態（通電はされない）、開閉スイッチＳ７がＯＦＦ、開閉スイッチＳ９がＯＮとなる。開閉スイッチＳ９がＯＮである点のみ前記Ｄモードと異なっている。

なお、本モードの具体的な制御は、開閉スイッチＳ９がＯＮとなり、ＡＣ出力部２０６からＡＣ２００Ｖが出力される点が異なるだけで、他の制御は前記Ｄモードとほぼ同様であるので、他の制御の説明は省略する。

本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

Ｓ 電力供給システム
Ｄ 電力供給装置
１ 太陽光発電装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 太陽電池モジュール
１１ 太陽光発電系統接続部
２ 電力供給制御部
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ 第１蓄電池モジュール
２２ 第２蓄電池モジュール
２３ ＤＣ／ＡＣインバータ
２４ ＤＣパワーモジュール
２５ 制御部
２６ 冷却ファン
２７ 保温ヒーター
２００ ＤＣ入出力バランスセンサ
２０１ ＡＣ単相三線の陽極二線出力バランスセンサ
２０２ ＡＣ放電出力センサ
２０３ ＡＣ負荷側出力センサ
２０４ ＤＣ入力部
２０５ ＡＣ出力部
２０６ ＡＣ出力部
２０７ ＡＣ入出力部
３ 負荷側配電盤
４ 商用電源
４０ 買電用電力量計
４１ 売電用電力量計
４２ ブレーカ
Ｓ１ 開閉スイッチ
Ｓ２、Ｓ３ 切替スイッチ
Ｓ４、Ｓ５ 開閉スイッチ
Ｓ６ 切替スイッチ
Ｓ７〜Ｓ１１ 開閉スイッチ
Ｗ１〜Ｗ１０ 配線経路

Claims (5)

1. 商用電源側及び負荷側と連係し、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する電力供給装置であって、
   太陽光発電装置又は風力発電装置と、
   前記太陽光発電装置又は風力発電装置から供給された直流電力を、充電する蓄電池の特性に合わせて指定電圧に調整した直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力された直流電力を充電する蓄電池と、
   前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、
   を備えており、
   前記ＤＣ／ＡＣインバータで変換した交流電力を負荷側へ供給するようにした、
   電力供給装置。
2. 前記電力供給装置は、制御手段を有しており、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電している場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含む、
   請求項１記載の電力供給装置。
3. 前記制御手段は、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電する制御において、
   放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含む、
   請求項２記載の電力供給装置。
4. 前記電力供給装置は、制御手段を有し、該制御手段は、
   太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、商用電源側から入力される交流電力を負荷側へ供給すると共に、前記交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する制御を行う第１の運転モードと、
   太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を蓄電池に充電すると共に、蓄電池から直流電力を放電し交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より多い場合は、余剰分を商用電源側へ逆潮流させ、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第２の運転モードと、
   太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第３の運転モードと、
   商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給する制御を行う第４の運転モードと、
   商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給すると共に、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を前記蓄電池に充電する制御を行う第５の運転モードと、
   を行う制御を含む、
   請求項１記載の電力供給装置。
5. 商用電源側と負荷側との間に、請求項１乃至４の何れか一項に記載の電力供給装置が連係して配置されるものである、
   電力供給システム。

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