(本発明の基礎となった知見)
近年、太陽光発電(PV)システムまたは燃料電池(FC)等が、一般住宅にも普及し始めている。本発明者は、これらの技術に関して、以下の問題が生じることを見出した。
図1は、本発明者によって想定された電力供給システムを示す構成図である。図1に示された電力供給システム10は、機器124〜126および自立機器121〜123へ電力を供給する。以下に、図1に示された各構成要素を具体的に説明する。
主分電盤101は、分岐回路を有する分電盤である。主分電盤101は、電力系統104等から電力を受ける。そして、主分電盤101は、機器124〜126のそれぞれへ電力を供給する。
自立分電盤102は、分岐回路を有する追加的な分電盤である。自立分電盤102は、系統/自立切り替え器103から電力を受ける。そして、自立分電盤102は、自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。特に、自立分電盤102は、電力系統104が電力を供給していない場合でも、自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。
系統/自立切り替え器103は、系統電力をオンにする、あるいは、自立電力をオンにするための切り替え器である。例えば、電力系統104が電力を供給している場合、系統電力がオンにされる。一方、電力系統104が電力を供給していない場合、自立電力がオンにされる。
電力系統104は、電力会社が提供する電力供給システムである。太陽光発電パネル(PVパネル)105および燃料電池(FC)109では、安定的かつ十分な電力が得られない場合がある。そのため、太陽光発電パネル105および燃料電池109が利用される場合でも、電力系統104が利用される。
太陽光発電パネル105は、ソーラーパネル、太陽電池パネルまたは太陽電池モジュールとも呼ばれ、太陽光を利用して発電する。例えば、太陽光発電パネル105は、パネル状に配置された複数の太陽電池で構成される。
太陽光発電パワーコンディショナー(PV PCS)106は、太陽光発電パネル105から供給される電力を調整する。例えば、太陽光発電パワーコンディショナー106は、太陽光発電パネル105から供給される電力を直流から交流に変換する。
蓄電池(SB)107は、太陽光発電パネル105または燃料電池109から供給される電力を蓄積する。
蓄電池パワーコンディショナー(SB PCS)108は、蓄電池107へ供給する電力、または、蓄電池107から供給される電力を調整する。例えば、蓄電池パワーコンディショナー108は、蓄電池107へ供給する電力を交流から直流に変換する。また、蓄電池パワーコンディショナー108は、蓄電池107から供給される電力を直流から交流に変換する。
燃料電池109は、燃料の化学反応を利用して発電する。例えば、燃料電池109は、水素と酸素とを反応させることによって発電する。
自立コンセント111〜113は、電力供給システム10に自立機器121〜123を接続するためのインタフェースである。自立コンセント111〜113には、電力系統104から電力が供給されていない場合でも、太陽光発電パネル105等から電力が供給される。
コンセント114〜116は、電力供給システム10に機器124〜126を接続するためのインタフェースである。電力系統104から電力が供給されていない場合、コンセント114〜116には、どこからも電力が供給されない。
自立機器121〜123は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、電力が常に供給されるべき家電である。これらの代表的な例は、冷蔵庫である。
機器124〜126は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、停止が許容される家電である。これらの代表的な例は、使用頻度の少ない部屋の照明機器である。
ブレーカー131〜133、142、151〜153、および、主幹ブレーカー141は、過電流または漏電等が検知された場合、回路を遮断する。
変流器(CT)143〜145は、それぞれ、主分電盤101における電流を測定するためのセンサである。太陽光発電パワーコンディショナー106、蓄電池パワーコンディショナー108および燃料電池109は、測定された電流の状態に応じて、主分電盤101に電力を供給する。
スイッチ154〜156および161〜163は、それぞれ、オンにされた場合、接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合、接続状態を非導通に切り替える。スイッチ157は、太陽光発電パネル105、蓄電池107および燃料電池109から自立分電盤102への接続状態(経路)を切り替える。これらが切り替えられることにより、系統電力または自立電力がオンにされる。
以下、系統電力がオンにされている場合、および、自立電力がオンにされている場合について、電力供給システム10の動作を具体的に説明する。
まず、系統電力がオンにされている場合、電力系統104は、主分電盤101に電力を供給する。また、太陽光発電パネル105も、太陽光発電パワーコンディショナー106を介して、主分電盤101に電力を供給する。さらに、燃料電池109も、系統/自立切り替え器103を介して、主分電盤101に電力を供給する。
また、主分電盤101から蓄電池107へ、または、蓄電池107から主分電盤101へ、電力が蓄電池パワーコンディショナー108および系統/自立切り替え器103等を介して供給される。
そして、主分電盤101は、機器124〜126に電力を供給する。また、主分電盤101は、系統/自立切り替え器103を介して、自立分電盤102に電力を供給する。自立分電盤102は、自立機器121〜123に電力を供給する。
一方、自立電力がオンにされている場合、太陽光発電パネル105、蓄電池107および燃料電池109は、主分電盤101に電力を供給しない。
太陽光発電パワーコンディショナー106は、太陽光発電パネル105からの電力を蓄電池パワーコンディショナー108に供給する。蓄電池パワーコンディショナー108は、太陽光発電パネル105からの電力を蓄電池107に供給する。また、蓄電池パワーコンディショナー108は、蓄電池107からの電力を系統/自立切り替え器103に供給する。また、燃料電池109は、系統/自立切り替え器103に電力を供給する。
そして、系統/自立切り替え器103は、太陽光発電パネル105からの電力、蓄電池107からの電力、および、燃料電池109からの電力を自立分電盤102に供給する。自立分電盤102は、自立機器121〜123に電力を供給する。
以上の構成および動作によって、電力供給システム10は、電力系統104が電力を供給している場合も、電力系統104が電力を供給していない場合も、自立機器121〜123に電力を供給することができる。
しかしながら、電力供給システム10では、自立分電盤102および系統/自立切り替え器103等を新たに設置する必要がある。電力系統104を利用する状態から電力系統104を利用しない状態への切り替えは、これらの装置を適切に制御する必要があるため、容易ではない。
さらに、地震などの重大な自然災害によって、電力系統104から電力が供給されない場合がある。この場合、ガス漏れ等が発生している可能性がある。したがって、この場合、太陽光発電パネル105等が自立機器121〜123へ電力を供給することが適切ではない可能性がある。そのため、自動の切替えよりも手動の切り替えの方が適切かもしれない。しかし、手動の切り替えには複雑な操作が求められるため、誤った操作で安全性が損なわれる可能性がある。
特許文献1は、自立運転支援装置を示す。しかし、特許文献1は、上記の問題を解決していない。
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る分電盤は、建物に設けられる負荷に電力を供給する分電盤であって、電力系統から供給される電力、或いは、外部に設けられる電力供給装置から供給される電力を前記負荷に供給するための電力線であって、前記電力供給装置から供給される電力の供給点である電力供給点が前記電力系統および前記負荷の間に設けられる電力線と、前記電力系統から前記電力線に電力が供給されない状態である停電を検知する検知部と、前記電力系統と前記電力供給点との間に設けられ、オンにされた場合に前記電力系統と前記電力供給点との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える第1のスイッチと、前記停電時に前記分電盤が動作するための電力供給源として機能する蓄電部と、前記検知部が前記停電を検知した場合、前記蓄電部から供給される電力を用いて前記第1のスイッチをオフにして前記接続状態を非導通にすることにより、前記停電時に前記電力供給装置から前記負荷に電力を供給するための回路を前記分電盤内に形成する制御部とを備える。
これにより、電力の利用状態を自立状態へ切り替えるための複数の構成要素が分電盤の内部に集約される。したがって、多数の装置を設置することなく、分電盤で、電力の利用状態を自立状態へ円滑に切り替えることが可能である。
例えば、前記分電盤は、さらに、オンにされた場合に、前記電力供給装置と前記電力線との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に、前記接続状態を非導通に切り替える第2のスイッチを備え、前記制御部は、前記検知部が前記停電を検知したときに前記第2のスイッチがオフになっている場合、前記第1のスイッチをオフにしてから前記第2のスイッチをオンにしてもよい。
これにより、電力系統への接続状態が非導通に切り替えられた後に、電力供給装置への接続状態が導通に切り替えられる。したがって、逆潮が抑制される。
また、例えば、前記検知部は、前記停電を検知する停電センサから前記停電を示す情報を取得して、前記停電を検知してもよい。
これにより、分電盤の内部または外部の停電センサが用いられる。したがって、適切に停電が検知される。
また、例えば、前記検知部は、さらに、ガス漏れセンサおよび漏電センサのうち少なくとも一方から、ガス漏れおよび漏電のうち少なくとも一方を示す情報を取得して、前記建物の緊急状態を検知し、前記制御部は、さらに、前記検知部が前記緊急状態を検知した場合、前記第2のスイッチをオフにしてもよい。
これにより、ガス漏れまたは漏電の場合、電力の供給が停止する。したがって、より安全に電力を供給することが可能である。
また、例えば、前記検知部は、さらに、前記分電盤における異常を検知し、前記分電盤は、さらに、前記検知部が前記異常を検知した場合、前記異常を通知する通知部を備えてもよい。
これにより、分電盤が適切に動作しているか否かが通知される。したがって、電力の利用状態を自立状態へ確実に切り替えることが可能である。
また、例えば、前記制御部は、さらに、前記電力系統から電力が供給される場合、前記電力系統から供給される電力を用いて、動作してもよい。
これにより、制御部は、安定的かつ十分な電力で動作する。したがって、分電盤の信頼性が向上する。
また、例えば、前記負荷は、複数の負荷を含み、前記電力線には、前記複数の負荷が複数のコンセントを介して接続され、前記分電盤は、さらに、前記複数の負荷へ供給される電力を計測する負荷電力計測部と、それぞれが、前記電力線と前記複数のコンセントのうちのいずれかのコンセントとの間に設けられ、オンにされた場合に前記電力線と前記コンセントとの間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える複数の第3のスイッチとを備え、前記制御部は、前記負荷電力計測部で計測された電力が前記電力供給装置の出力可能な電力として予め定められた電力を超える場合、前記複数の第3のスイッチのうちのいずれかの第3のスイッチをオフにしてもよい。
これにより、電力不足の場合に、複数の負荷のいずれもが電力を得ることができない状態が回避される。
また、例えば、前記電力供給装置は、蓄電池を備える蓄電装置を含み、前記負荷は、複数の負荷を含み、前記電力線には、前記複数の負荷が複数のコンセントを介して接続され、前記分電盤は、さらに、前記複数の負荷へ供給される電力を計測する負荷電力計測部と、前記蓄電池の残存電力量を計測する残存電力量計測部と、それぞれが、前記電力線と前記複数のコンセントのうちのいずれかのコンセントとの間に設けられ、オンにされた場合に前記電力線と前記コンセントとの間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える複数の第3のスイッチとを備え、前記制御部は、前記複数の負荷へ供給される電力量が前記蓄電池の残存電力量を一定期間内に超える場合、前記複数の第3のスイッチのうちのいずれかの第3のスイッチをオフにしてもよい。
これにより、残存電力量が少ない場合に、複数の負荷のいずれもが電力を得ることができない状態が回避される。
また、例えば、前記制御部は、前記複数のコンセントのそれぞれに対して優先順位を設定し、前記優先順位の低い順に、前記複数のコンセントから対象コンセントを決定し、決定された前記対象コンセントに対応する第3のスイッチをオフにしてもよい。
これにより、優先順位のより高いコンセントに接続された負荷には、より確実に電力が供給される。
また、例えば、前記制御部は、所定の期間ごとに、前記複数のコンセントのそれぞれの前記優先順位を変更してもよい。
これにより、時間帯または季節に応じて、コンセントの優先順位が変更される。例えば、冬季の夜間に、より確実に暖房機を動作させることが可能である。
また、例えば、前記電力供給装置は、蓄電池を備える蓄電装置、太陽光発電装置、および、燃料電池装置の少なくとも1つを含んでもよい。
これにより、予め蓄積された電力、太陽光によって発電された電力、または、燃料の化学反応によって発電された電力等の利用が可能である。
また、例えば、前記電力供給装置は、蓄電池を備える蓄電装置、太陽光発電装置、および、燃料電池装置を含み、前記第2のスイッチは、オンにされた場合に前記蓄電装置と前記電力線との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える蓄電スイッチと、オンにされた場合に前記太陽光発電装置と前記電力線との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える太陽光発電スイッチと、オンにされた場合に前記燃料電池装置と前記電力線との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に前記接続状態を非導通に切り替える燃料電池スイッチとを含み、前記制御部は、前記検知部が前記停電を検知した場合、前記蓄電スイッチをオンにしてから、前記太陽光発電スイッチ或いは前記燃料電池スイッチをオンにしてもよい。
これにより、蓄電装置が、最初に起動される。蓄電装置が起動してから電力を供給するまでの時間は、比較的短い。したがって、より早く電力の供給が開始される。
また、例えば、前記電力供給装置は、蓄電池を備える蓄電装置、太陽光発電装置、および、燃料電池装置を含み、前記電力線には、(i)前記蓄電装置、前記太陽光発電装置および前記燃料電池装置から供給される電力を調整する電力調整装置が、前記第2のスイッチを介して接続され、(ii)前記蓄電装置、前記太陽光発電装置および前記燃料電池装置が、前記電力調整装置および前記第2のスイッチを介して接続されてもよい。
これにより、分電盤が蓄電装置、太陽光発電装置および燃料電池装置に接続するための構成が簡略化される。
また、例えば、前記制御部は、前記第1のスイッチがオンにされた場合、前記電力系統から供給される電力を前記蓄電部に充電させてもよい。
これにより、蓄電部は、安定的かつ十分な電力で充電される。したがって、分電盤の信頼性が向上する。
また、例えば、前記分電盤は、さらに、ユーザから指示を受付ける第4のスイッチを備え、前記検知部は、さらに、前記第4のスイッチによって受付けられた前記指示を検知し、前記制御部は、前記検知部が前記停電を検知した場合、かつ、前記検知部が前記指示を検知した場合、前記第2のスイッチをオンにすることにより、前記電力供給装置から供給される電力を前記負荷に供給してもよい。
これにより、電力の利用状態が、より安全に自立状態へ切り替えられる。そして、より安全に電力が供給される。
また、例えば、前記分電盤は、さらに、前記停電時に、前記第4のスイッチを照らす照明部を備えてもよい。
これにより、夜間の停電時に、スイッチをユーザに視認させることができる。したがって、電力の利用状態を自立状態へ円滑に切り替えることが可能である。
また、例えば、前記検知部は、前記分電盤の外部に設けられるセンサであり前記電力供給装置に付随するセンサである前記停電センサから前記停電を示す情報を取得して、前記停電を検知してもよい。
これにより、停電の検知に、電力供給装置に付随するセンサが用いられる。したがって、追加のコストが抑制される。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
(実施の形態1)
図2は、本実施の形態に係るスマート分電盤および自立コンセントを示す外観図である。図2に示されたスマート分電盤200は、自立コンセント211等に電力を供給する。
スマート分電盤200は、分岐回路を有する分電盤であり、停電灯201および自立スイッチ202を有する。自立スイッチ202は、ユーザが電力の利用状態を自立状態に切り替えるためのスイッチである。自立スイッチ202は、自立スイッチ202を誤操作から保護するカバーで覆われていてもよい。カバーは、開閉可能であってもよいし、自立スイッチ202の操作時に破壊されることが前提とされてもよい。停電灯201は、停電時に自立スイッチ202を照らす。
1番目の自立コンセント211は、ラベル281および警告灯291を含むパネル271と共に設置される。ラベル281は、自立コンセント211の優先順位を示す。警告灯291は、自立コンセント211から電力を得ることができること、または、自立コンセント211から電力を得ることができないことを示す。パネル271には、詳細な情報を表示するための表示部(ディスプレイ)が設けられてもよい。あるいは、警告灯291が、表示部(ディスプレイ)であってもよい。
同様に、2番目の自立コンセント212は、ラベル282および警告灯292を含むパネル272と共に設置される。3番目の自立コンセント213は、ラベル283および警告灯293を含むパネル273と共に設置される。N+1番目の自立コンセント210は、ラベル280および警告灯290を含むパネル270と共に設置される。なお、コンセントまたは自立コンセントと共に設置されるパネルをコンセントまたは自立コンセントと呼ぶ場合がある。
図3は、図2に示されたスマート分電盤200を含む電力供給システムを示す構成図である。図3に示された電力供給システム20は、自立機器321〜323および機器324〜326へ電力を供給する。以下に、図3に示された各構成要素を具体的に説明する。
スマート分電盤200は、分岐回路を有する分電盤である。スマート分電盤200は、電力系統204、太陽光発電パネル(PVパネル)205、蓄電池(SB)207、および、燃料電池(FC)209から電力を受ける。そして、スマート分電盤200は、自立機器321〜323および機器324〜326のそれぞれへ電力を供給する。特に、スマート分電盤200は、電力系統204が電力を供給していない場合でも、自立機器321〜323のそれぞれへ電力を供給する。
また、スマート分電盤200は、図2に示された停電灯201および自立スイッチ202を備える。さらに、スマート分電盤200は、検知部221、制御部222、蓄電部223、ブレーカー231〜236、242、254、255、主幹ブレーカー241、系統リレー247、太陽光発電リレー(PVリレー)248、蓄電池リレー(SBリレー)251、燃料電池リレー(FCリレー)252、コンセントリレー261〜266、変流器(CT)243〜245、および、電力線240等を備える。
検知部221は、電力系統204から電力が供給されない状態である停電を検知する。また、検知部221は、自立スイッチ202を介してユーザの指示を検知する。また、検知部221は、ガス漏れ検知器224を介してガス漏れを検知する。
制御部222は、スマート分電盤200の動作を制御する。例えば、制御部222は、検知部221で検知された情報に基づいて、系統リレー247、太陽光発電リレー248、蓄電池リレー251、燃料電池リレー252、および、コンセントリレー261〜266を制御する。
蓄電部223は、電力系統204から供給される電力を充電する。そして、蓄電部223は、停電時に、スマート分電盤200に含まれる各構成要素に電力を供給する。蓄電部223は、停電時に、太陽光発電パネル205、蓄電池207および燃料電池209から供給される電力を充電してもよい。
ブレーカー231〜236、242、254、255、および、主幹ブレーカー241は、過電流または漏電等が検知された場合、回路を遮断する。これらは、ユーザの操作で、回路を遮断してもよい。
電力線240は、自立機器321〜323および機器324〜326へ電力を供給するための電力線である。
変流器243〜245は、それぞれ、スマート分電盤200における電流を測定するためのセンサである。太陽光発電パワーコンディショナー(PV PCS)206、蓄電池パワーコンディショナー(SB PCS)208および燃料電池209は、測定された電流の状態に応じて、スマート分電盤200に電力を供給する。
系統リレー247、太陽光発電リレー248、蓄電池リレー251、燃料電池リレー252、および、コンセントリレー261〜266は、それぞれ、スイッチの一種であり、電気信号によって電気回路の開閉を行う。具体的には、制御部222が、これらをそれぞれオンまたはオフにする。これらは、それぞれ、オンにされた場合、接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合、接続状態を非導通に切り替える。
電力系統204は、電力会社が提供する電力供給システムである。太陽光発電パネル205および燃料電池209では、安定的かつ十分な電力が得られない場合がある。そのため、太陽光発電パネル205および燃料電池209が利用される場合でも、電力系統204が利用される。
太陽光発電パネル205は、ソーラーパネル、太陽電池パネルまたは太陽電池モジュールとも呼ばれ、太陽光を利用して発電する。例えば、太陽光発電パネル205は、パネル状に配置された複数の太陽電池で構成される。
太陽光発電パワーコンディショナー206は、太陽光発電パネル205から供給される電力を調整する。例えば、太陽光発電パワーコンディショナー206は、太陽光発電パネル205から供給される電力を直流から交流に変換する。
蓄電池207は、太陽光発電パネル205または燃料電池209から供給される電力を蓄積する。
蓄電池パワーコンディショナー208は、蓄電池207へ供給する電力、または、蓄電池207から供給される電力を調整する。例えば、蓄電池パワーコンディショナー208は、蓄電池207へ供給する電力を交流から直流に変換する。また、蓄電池パワーコンディショナー208は、蓄電池207から供給される電力を直流から交流に変換する。
燃料電池209は、燃料の化学反応を利用して発電する。例えば、燃料電池209は、水素と酸素とを反応させることによって発電する。
自立コンセント211〜213は、電力供給システム20に自立機器321〜323を接続するためのインタフェースである。自立コンセント211〜213には、電力系統204から電力が供給されていない場合でも、太陽光発電パネル205等から電力が供給される。自立コンセント211〜213は、図2の通り、警告灯291〜293と共に設置される。
コンセント214〜216は、電力供給システム20に機器324〜326を接続するためのインタフェースである。電力系統204から電力が供給されていない場合、コンセント214〜216には、電力が供給されない。
自立機器321〜323は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、電力が常に供給されるべき家電である。これらの代表的な例は、冷蔵庫である。
機器324〜326は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、停止が許容される家電である。これらの代表的な例は、使用頻度の少ない部屋の照明機器である。
ガス漏れ検知器224は、ガス漏れを検知するセンサである。ガス漏れ検知器224は、スマート分電盤200の中に備えられてもよいし、検知部221の中に備えられてもよい。
電力系統204から電力が供給される場合、その電力は、系統リレー247および主幹ブレーカー241等を介して電力線240に供給される。また、太陽光発電パネル205から供給される電力は、太陽光発電パワーコンディショナー206、太陽光発電リレー248、ブレーカー242および主幹ブレーカー241等を介して電力線240に供給される。
そして、蓄電池207から供給される電力は、蓄電池パワーコンディショナー208、蓄電池リレー251およびブレーカー254等を介して電力線240に供給される。燃料電池209から供給される電力は、燃料電池リレー252およびブレーカー255等を介して電力線240に供給される。
電力線240に供給された電力は、ブレーカー231〜236およびコンセントリレー261〜266を介して、自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216に供給される。自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216に供給された電力は、自立機器321〜323および機器324〜326に供給される。
図4は、図2および図3に示されたスマート分電盤200の第1の動作例を示すフローチャートである。図4には、停電時の動作が示されている。また、図4に示された動作例では、自動で切り替えが行われる。
まず、検知部221は、停電を検知する停電センサ、および、ガス漏れ検知器224から、それぞれ、センサ情報を取り込む(S101)。停電センサは、検知部221に備えられてもよいし、スマート分電盤200の内部または外部の装置に備えられてもよいし、他の装置から独立して備えられてもよい。検知部221が停電センサであってもよい。検知部221は、センサ情報に基づいて、停電またはガス漏れを検知する。
停電が検知されなかった場合(S102でNo)、かつ、ガス漏れも検知されなかった場合(S103でNo)、スマート分電盤200は、最初から処理を繰り返す。
停電が検知されなかった場合(S102でNo)、かつ、ガス漏れが検知された場合(S103でYes)、検知部221は、ガス漏れ警報を通知する(S104)。その後、スマート分電盤200は、最初から処理を繰り返す。停電が検知された場合(S102でYes)、かつ、ガス漏れも検知された場合(S103でYes)、同様に、検知部221は、ガス漏れ警報を通知する(S104)。そして、スマート分電盤200は、最初から処理を繰り返す。
停電が検知された場合(S102でYes)、かつ、ガス漏れが検知されなかった場合(S105でNo)、制御部222は、系統リレー247における接続状態を非導通に切り替える。これにより、電力線240と電力系統204とが切断される(S106)。これにより、電力系統204への逆潮が抑制される。なお、この時、制御部222は、全てのリレーにおける接続状態を非導通に切り替えてもよい。
次に、制御部222は、蓄電池システム(蓄電池207および蓄電池パワーコンディショナー208)を起動する(S109)。例えば、制御部222は、蓄電池パワーコンディショナー208へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、蓄電池リレー251における接続状態を導通に切り替える。これにより、蓄電池207から電力線240に電力が供給される。
次に、制御部222は、太陽光発電システム(太陽光発電パネル205および太陽光発電パワーコンディショナー206)を起動する(S110)。例えば、制御部222は、太陽光発電パワーコンディショナー206へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、太陽光発電リレー248における接続状態を導通に切り替える。これにより、太陽光発電パネル205から電力線240に電力が供給される。
次に、制御部222は、自立コンセント211〜213を立ち上げる(S111)。すなわち、制御部222は、自立コンセント211〜213に電力を供給する。具体的には、制御部222は、コンセントリレー261〜263における接続状態を導通に切り替える。これにより、電力線240から自立コンセント211〜213に電力が供給される。
次に、制御部222は、燃料電池システム(燃料電池209)を起動する(S112)。例えば、制御部222は、燃料電池209へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、燃料電池リレー252における接続状態を導通に切り替える。これにより、燃料電池209から電力線240に電力が供給される。
次に、検知部221は、復電を検知する(S113)。ここで、検知部221は、復電を検知するまで待機する(S113でNo)。
復電が検知された場合(S113でYes)、制御部222は、自立コンセント211〜213を切断する(S114)。すなわち、制御部222は、コンセントリレー261〜263における接続状態を非導通に切り替える。
次に、制御部222は、燃料電池システムを停止する(S115)。例えば、制御部222は、燃料電池209へ停止を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、燃料電池リレー252における接続状態を非導通に切り替える。
次に、制御部222は、太陽光発電システムを停止する(S116)。例えば、制御部222は、太陽光発電パワーコンディショナー206へ停止を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、太陽光発電リレー248における接続状態を非導通に切り替える。
次に、制御部222は、蓄電池システムを停止する(S117)。例えば、制御部222は、蓄電池パワーコンディショナー208へ停止を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、蓄電池リレー251における接続状態を非導通に切り替える。
次に、制御部222は、系統リレー247における接続状態を導通に切り替える(S118)。これにより、電力系統204から電力線240に電力が供給される。
次に、制御部222は、蓄電池システムを起動する(S119)。例えば、制御部222は、蓄電池パワーコンディショナー208へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、蓄電池リレー251における接続状態を導通に切り替える。これにより、蓄電池207から電力線240に電力が供給される。
次に、制御部222は、太陽光発電システムを起動する(S120)。例えば、制御部222は、太陽光発電パワーコンディショナー206へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、太陽光発電リレー248における接続状態を導通に切り替える。これにより、太陽光発電パネル205から電力線240に電力が供給される。
次に、制御部222は、自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216を立ち上げる(S121)。すなわち、制御部222は、自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216に電力を供給する。具体的には、制御部222は、コンセントリレー261〜266における接続状態を導通に切り替える。これにより、電力線240から自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216に電力が供給される。
次に、制御部222は、燃料電池システムを起動する(S112)。例えば、制御部222は、燃料電池209へ起動を指示する信号を送信する。そして、制御部222は、燃料電池リレー252における接続状態を導通に切り替える。これにより、燃料電池209から電力線240に電力が供給される。
その後、スマート分電盤200は、最初から処理を繰り返す。すなわち、検知部221が、再度、センサ情報を取り込む(S101)。
上述の通り、停電時および復電時において、蓄電池システムが最初に起動される。次に、太陽光発電システムが起動される。最後に、燃料電池システムが起動される。蓄電池システムが起動してから、蓄電池システムの電力が供給されるまでの時間は、数秒である。太陽光発電システムが起動してから、太陽光発電システムの電力が供給されるまでの時間は、数分である。燃料電池システムが起動してから、燃料電池システムの電力が供給されるまでの時間は、1時間程度である。
したがって、蓄電池システムを最初に起動することにより、電力線240に早く電力が供給される。なお、太陽光発電システムの起動(S110)、自立コンセントの立ち上げ(S111)、および、燃料電池システムの起動(S112)の順番は、図4の例に限られず、どのような順番でもよい。また、停止の順番は、図4の例に限られず、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムが同時に停止されてもよい。
また、復電時において、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムは、一度、停止してから起動する。これにより、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムは、電力系統204から供給される交流電力の位相に位相が整合する交流電力を供給することができる。別の方法で、これらの位相を整合させることが可能である場合、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムは、停止しなくてもよい。
また、全ての自立コンセント211〜213に電力を供給した場合、電力不足に陥る可能性がある。そのため、優先順位に基づいて、自立コンセント211〜213のうち優先順位の高い自立コンセントのみに電力を供給してもよい。
図5Aおよび図5Bは、図2および図3に示された複数の自立コンセントへの送電制御を示すフローチャートである。なお、図5Aおよび図5Bでは、N+1個の自立コンセントとスマート分電盤200とが接続していることが前提とされる。
まず、制御部222は、1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定する(S201)。
送電条件は、具体的には、例えば以下の4つの条件で構成される。まず、1番目の条件は、対象の自立コンセントが存在することである。2番目の条件は、使用可能電力率が第1の所定値以下であることである。使用可能電力率は、以下の式1で示される。
使用可能電力率=現在の消費電力(W)/供給可能電力(W) ・・・(式1)
供給可能電力は、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムによって供給可能な電力である。第1の所定値は、例えば、80%であり、パワーコンディショナー等の装置が異常を生じない程度の値である。
3番目の条件は、蓄電池の残容量が第2の所定値以上であることである。例えば、第2の所定値は、計画停電が行われる間(約3〜5時間程度)、電力を供給できる程度の値である。より具体的には、第2の所定値は、以下の式2で示される自立運転可能時間が約3〜5時間程度である場合の蓄電池残容量である。
自立運転可能時間=現在の蓄電池残容量(AH)/現在の消費電流(A) ・・・(式2)
なお、式2は、自立運転が開始してからの経過時間である自立運転経過時間を用いて、式3に置き換えられてもよい。
自立運転可能時間=現在の蓄電池残容量(AH)/現在の消費電流(A)+自立運転経過時間 ・・・(式3)
4番目の条件は、自立運転経過時間が第3の所定値以下であることである。例えば、第3の所定値は、自立運転可能時間の90%である。送電条件は、上記の4つの条件のいずれかでもよいし、それらの任意の組み合わせでもよい。
1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされない場合(S201でNo)、制御部222は、1番目の自立コンセントに電力を供給しない。そして、制御部222は、1番目の自立コンセント(警告灯)に警告を表示する。つまり、制御部222は、1番目の自立コンセントに電力が供給されていないことを警告灯によって通知する。制御部222は、自立コンセントに蓄電池残容量を表示してもよい。そして、制御部222は、所定時間待機する(S202)。
その後、制御部222は、再度、1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定し(S201)、以降の処理を繰り返す。
1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされる場合(S201でYes)、制御部222は、1番目の自立コンセントに電力を供給する(S203)。ここで、電力が供給されていなかった場合、送電を開始し、既に電力が供給されている場合、送電を継続する。
次に、制御部222は、2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定する(S204)。2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされない場合(S204でNo)、制御部222は、2番目の自立コンセントに電力を供給しない。そして、制御部222は、2番目の自立コンセントに警告を表示する。そして、制御部222は、所定時間待機する(S205)。その後、制御部222は、再度、1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定し(S201)、以降の処理を繰り返す。
2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされる場合(S204でYes)、制御部222は、2番目の自立コンセントに電力を供給する(S206)。ここで、電力が供給されていなかった場合、送電を開始し、既に電力が供給されている場合、送電を継続する。
次に、制御部222は、3番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定する(S207)。3番目の自立コンセントへの送電条件が満たされない場合(S207でNo)、制御部222は、3番目の自立コンセントに電力を供給しない。そして、制御部222は、3番目の自立コンセントに警告を表示する。そして、制御部222は、所定時間待機する(S208)。その後、制御部222は、1つ前の2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定し(S204)、以降の処理を繰り返す。
3番目の自立コンセントへの送電条件が満たされる場合(S207でYes)、制御部222は、3番目の自立コンセントに電力を供給する(S209)。ここで、電力が供給されていなかった場合、送電を開始し、既に電力が供給されている場合、送電を継続する。
以降、同様の処理が繰り返される(S210〜S229)。すなわち、送電条件が満たされる場合、送電が行われ、次の自立コンセントの送電条件が満たされるか否かが判定される。そして、送電条件が満たされない場合、送電が行われず、前の自立コンセントの送電条件が満たされるか否かが判定される。
N+1番目の自立コンセントへの送電開始または送電継続の処理の後(S229)、制御部222は、N+2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定する(S230)。N+2番目の自立コンセントは存在しないため、N+2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされると判定された場合(S230でYes)、制御部222は、異常処理を行う(S232)。例えば、制御部222は、警報を通知する。
N+2番目の自立コンセントへの送電条件が満たされないと判定された場合(S230でNo)、制御部222は、所定時間待機する(S231)。そして、制御部222は、再度、N+1番目の自立コンセントへの送電条件が満たされるか否かを判定し(S227)、以降の処理を繰り返す。
上記の手順によって、優先順位の高い自立コンセントに優先的に電力が供給される。例えば、優先順位の高い自立コンセントに対応するコンセントリレーがオンにされ、優先順位の低い自立コンセントに対応するコンセントリレーがオフにされる。これにより、優先順位の高い自立コンセントには、より確実に電力が供給される。
図6は、図2および図3に示されたスマート分電盤200の第2の動作例を示すフローチャートである。図6には、停電時の動作が示されている。また、図6に示された動作例では、手動で切り替えが行われる。図6に示された動作例は、図4に示された動作例とほぼ同様である。図6に示された動作例には、停電灯201の点灯処理(S107)、および、自立スイッチ202の判定処理(S108)が追加されている。
停電時に電力が供給されることで、安全性が損なわれる場合がある。そこで、図6の例では、手動で自立運転が開始される。
具体的には、停電が検知され、系統リレー247で接続状態が非導通に切り替えられた後(S106)、停電灯201が点灯する(S107)。そして、自立スイッチ202がオンにされるまで待機する(S108でNo)。自立スイッチ202がオンにされた後(S108でYes)、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムが起動する(S109、S110、S112)。
これにより、ユーザによって安全が確認された後、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムから電力が供給される。したがって、より安全に電力が供給される。なお、スマート分電盤200は、図4のように自動動作モードで動作してもよいし、図6のように手動動作モードで動作してもよい。ユーザが、事前に自動動作モードおよび手動動作モードのいずれかを選択してもよい。そして、選択された動作モードが、スマート分電盤200に予め設定されてもよい。
図7は、図2および図3に示されたスマート分電盤200の第3の動作例を示すフローチャートである。図7に示された動作例では、図4および図6で示された動作例の一部が変更されている。
センサ情報の取り込み処理(S101)、停電の判定処理(S102)、および、ガス漏れの判定処理(S103)は、図4および図6で示された処理と同様である。
図7の動作例では、停電が検知されなかった場合(S102でNo)、かつ、ガス漏れが検知された場合(S103でYes)、安全確保のため、制御部222は、自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216を切断する(S301)。すなわち、制御部222は、コンセントリレー261〜266における接続状態を非導通に切り替える。そして、検知部221は、図4および図6で示された処理と同様に、ガス漏れ警報を通知する(S104)。
また、図7の動作例では、停電が検知された場合(S102でYes)、制御部222は、ガス漏れの判定結果によらず、系統リレー247における接続状態を非導通に切り替える。これにより、電力線240と電力系統204とが切断される(S302)。そして、制御部222は、自立コンセント211〜213およびコンセント214〜216を切断する(S302)。すなわち、制御部222は、コンセントリレー261〜266における接続状態を非導通に切り替える。
また、制御部222は、燃料電池システム、太陽光発電システムおよび蓄電池システムを停止する(S304、305、S306)。これらの処理は、図4および図6に示された燃料電池システム、太陽光発電システムおよび蓄電池システムの停止処理(S115、S116、S116)と同様である。
すなわち、停電が検知された場合(S102でYes)、ガス漏れの判定処理の前に、電力の供給が停止される。電力の供給が停止された後、ガス漏れの判定処理(S105)が行われる。そして、ガス漏れが検知された場合(S105でYes)、検知部221は、図4および図6で示された処理と同様に、ガス漏れ警報を通知する(S104)。
ガス漏れが検知されなかった場合(S105でNo)、かつ、自動で切り替えが行われる場合(S307でYes)、制御部222は、蓄電池システムを起動する(S109)。以降の処理は、図4に示された動作例と同様である。
ガス漏れが検知されなかった場合(S105でNo)、かつ、自動で切り替えが行われない場合(S307でNo)、停電灯201が点灯する(S107)。以降の処理は、図6に示された動作例と同様である。
図7の動作例では、停電時において、ガス漏れの判定結果によらず、系統リレー247における接続状態が非導通に切り替えられる。そして、この時、電力の供給も停止される。これにより、停電時の逆潮がより確実に抑制される。また、一旦、電力の供給を停止した後に、電力の供給を再開することにより、より安全に、かつ、より安定的に、電力の供給が可能である。
以上の通り、本実施の形態では、スマート分電盤200において、動作の切り替えが行われる。したがって、様々な機器を設置するよりも、円滑な動作の切り替えが可能である。
また、スマート分電盤200は、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムを適切な順番で起動させる。これにより、スマート分電盤200は、自立機器321〜323に早く電力を供給できる。
また、スマート分電盤200は、自立コンセント211〜213のそれぞれについて、送電を制御する。これにより、自立機器321〜323のいずれにも電力が供給されない状態が回避される。
なお、自立コンセントの数、および、コンセントの数は、それぞれ、いくつであってもよい。また、本実施の形態では、自立コンセントと通常のコンセントとが区別されているが、それらは区別されなくてもよい。例えば、すべてが自立コンセントでもよい。そして、優先順位に従って、許容される範囲で、それらに電力が供給されてもよい。
また、スマート分電盤200は、様々な情報を通知するためのディスプレイまたはスピーカーを備えていてもよい。例えば、検知部221は、ディスプレイまたはスピーカーを介して、検知された情報をユーザに通知してもよい。また、制御部222は、ディスプレイまたはスピーカーを介して、動作に関する情報をユーザに通知してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態1では、太陽光発電パネル205、蓄電池207および燃料電池209のそれぞれが、スマート分電盤200に独立して接続される。本実施の形態では、太陽光発電パネル205、蓄電池207および燃料電池209が、ひとつのパワーコンディショナーに接続される。そして、そのパワーコンディショナーが、スマート分電盤200に接続される。これらの接続形態が異なることを除いて、実施の形態1と同様である。
したがって、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態では、配線が簡素化されるため、安全性および信頼性が向上する。
図8は、本実施の形態に係る電力供給システムを示す構成図である。図8の電力供給システム40では、太陽光発電パネル205、蓄電池207および燃料電池209が、共通のパワーコンディショナー(PCS)401に接続される。そして、パワーコンディショナー401がスマート分電盤400に接続される。
具体的には、パワーコンディショナー401が、パワーコンディショナーリレー(PCSリレー)448、ブレーカー442および主幹ブレーカー241を介して電力線240に接続される。変流器(CT)443は、スマート分電盤400における電流を測定するためのセンサである。パワーコンディショナー401は、測定された電流の状態に応じて、スマート分電盤400に電力を供給する。
制御部422は、系統リレー247およびコンセントリレー261〜266等の動作を制御し、さらに、パワーコンディショナー401およびパワーコンディショナーリレー448の動作を制御する。
例えば、制御部422は、検知部221で停電が検知された場合、系統リレー247をオフにしてパワーコンディショナーリレー448をオンにする。また、制御部422は、パワーコンディショナー401に、起動を指示する信号を送信してもよい。これにより、太陽光発電パネル205、蓄電池207および燃料電池209から電力線240に電力が供給される。
そして、制御部422は、コンセントリレー261〜263をオンにする。これにより、自立コンセント211〜213を介して、電力線240から自立機器321〜323へ電力が供給される。
図3に示された電力供給システム20に比べて、図8に示された電力供給システム40では、配線が簡素化される。したがって、安全性および信頼性が向上する。
また、本実施の形態に係るスマート分電盤400は、実施の形態1に係るスマート分電盤200と同様に、動作の切り替えを行う。したがって、様々な機器を設置するよりも、円滑な動作の切り替えが可能である。
また、本実施の形態に係るスマート分電盤400は、実施の形態1に係るスマート分電盤200と同様に、自立コンセント211〜213のそれぞれについて、送電を制御する。これにより、自立機器321〜323のいずれにも電力が供給されない状態が回避される。
本実施の形態では、パワーコンディショナー401が、蓄電池システム、太陽光発電システムおよび燃料電池システムを適切な順番で起動させる。これにより、自立機器321〜323に早く電力が供給される。
(実施の形態3)
本実施の形態は、実施の形態1および2に含まれる特徴的な構成および特徴的な処理を示す。
図9は、本実施の形態に係る電力供給システムを示す構成図である。図9に示された電力供給システム50は、負荷540に電力を供給する。以下に、図9に示された各構成要素を具体的に説明する。
電力系統204は、電力会社が提供する電力供給システムである。電力供給装置520は、電力を供給する装置であり、分電盤500の外部に設けられる。例えば、電力供給装置520は、実施の形態1の蓄電池207、太陽光発電パネル205または燃料電池209である。電力供給装置520は、実施の形態1の太陽光発電パワーコンディショナー206、蓄電池パワーコンディショナー208、または、実施の形態2のパワーコンディショナー401を含んでもよい。また、電力供給装置520は、これらの組み合わせでもよい。
負荷540は、建物に設けられる電気機器であり、例えば、実施の形態1の自立機器321〜323に対応する。
分電盤500は、負荷540に電力を供給する。そして、分電盤500は、電力線510、スイッチ511、検知部501、蓄電部503および制御部502を備える。
電力線510は、電力系統204から供給される電力、或いは、電力供給装置520から供給される電力を負荷540に供給するための電力線である。電力線510は、実施の形態1の電力線240に対応する。電力線510には、電力系統204および負荷540の間における電力供給点が設けられる。電力供給点は、電力供給装置520から供給される電力の供給点である。
スイッチ511は、オンにされた場合に、電力系統204と電力供給点との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に、電力系統204と電力供給点との間の接続状態を非導通に切り替える。スイッチ511は、実施の形態1の系統リレー247に対応する。
検知部501は、電力系統204から電力線510に電力が供給されない状態である停電を検知する。検知部501は、実施の形態1の検知部221に対応する。
蓄電部503は、停電時に分電盤500の動作に用いられる電力を供給する。つまり、蓄電部503は、停電時に分電盤500が動作するための電力供給源として機能する。蓄電部503は、実施の形態1の蓄電部223に対応する。
制御部502は、検知部501が停電を検知した場合、蓄電部503から供給される電力を用いてスイッチ511をオフにすることにより、停電時に自立運転するための回路を分電盤500内に形成する。つまり、制御部502は、スイッチ511をオフにして接続状態を非導通にすることにより、電力供給装置520から負荷540に電力を供給するための回路を分電盤500内に形成する。制御部502は、実施の形態1の制御部222に対応する。
図10は、図9に示された分電盤500の動作を示すフローチャートである。まず、検知部501は、電力系統204から電力線510に電力が供給されない状態である停電を検知する(S501)。蓄電部503は、停電時に、分電盤500の動作に用いられる電力を供給する(S502)。
そして、制御部502は、スイッチ511を制御する。具体的には、制御部502は、停電が検知された場合、蓄電部503から供給される電力を用いてスイッチ511をオフにすることにより、停電時に自立運転するための回路を分電盤500内に形成する(S503)。これにより、電力の利用状態が自立状態へ円滑に切り替えられる。
なお、検知部501は、停電を検知する停電センサから停電を示す情報を取得して、停電を検知してもよい。停電センサは、分電盤500の外部に設けられるセンサでもよいし、電力供給装置520に付随するセンサでもよい。
また、電力系統204から電力が供給される場合、制御部502は、電力系統204から供給される電力を用いて動作してもよい。
また、分電盤500は、さらに、オンにされた場合に、電力供給装置520と電力線510との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に、電力供給装置520と電力線510との間の接続状態を非導通に切り替える電力供給スイッチを備えてもよい。そして、制御部502は、検知部501が停電を検知したときに電力供給スイッチがオフになっている場合、スイッチ511をオフにしてから電力供給スイッチをオンにしてもよい。
また、他の実施の形態に係る構成の一部または処理の一部が、本実施の形態に組み込まれてもよいし、本実施の形態に係る構成の一部または処理の一部が、他の実施の形態に組み込まれてもよい。
(実施の形態4)
本実施の形態は、実施の形態1および2に含まれる特徴的な構成および特徴的な処理を示す。また、本実施の形態は、実施の形態3に示された構成および処理に、任意に追加可能な構成および処理を示す。
図11は、本実施の形態に係る電力供給システムを示す構成図である。図11に示された電力供給システム60は、負荷641および642に電力を供給する。以下に、図11に示された各構成要素を具体的に説明する。
電力系統204は、電力会社が提供する電力供給システムである。蓄電装置621は、蓄電池を備える装置であり、実施の形態1の蓄電池207に対応する。太陽光発電装置622は、太陽光を利用して発電する装置であり、実施の形態1の太陽光発電パネル205に対応する。燃料電池装置623は、燃料の化学反応を利用して発電する装置であり、実施の形態1の燃料電池209に対応する。
また、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623は、それぞれ、実施の形態3の電力供給装置520に対応する。言い換えると、実施の形態3の電力供給装置520に対応する本実施の形態の電力供給装置は、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623を含む。
負荷641および642は、建物に設けられる電気機器であり、例えば、実施の形態3の負荷540に対応する。言い換えると、実施の形態3の負荷540に対応する本実施の形態の負荷は、負荷641および642を含む。
分電盤600は、負荷641および642に電力を供給する。そして、分電盤600は、実施の形態3の分電盤500に含まれる構成要素に対応する構成要素を備える。具体的には、分電盤600は、電力線610、スイッチ611、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613、燃料電池スイッチ614、検知部601、制御部602および蓄電部603を備える。
電力線610、スイッチ611、検知部601、制御部602および蓄電部603は、それぞれ、実施の形態3の電力線510、スイッチ511、検知部501、制御部502および蓄電部503に対応する。
本実施の形態の構成要素は、実施の形態3の対応する構成要素と同様の動作をする。これにより、実施の形態3と同様の効果が得られる。
また、分電盤600は、さらに、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613、燃料電池スイッチ614を備える。
蓄電スイッチ612は、オンにされた場合に蓄電装置621と電力線610との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に蓄電装置621と電力線610との間の接続状態を非導通に切り替える。
太陽光発電スイッチ613は、オンにされた場合に太陽光発電装置622と電力線610との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に太陽光発電装置622と電力線610との間の接続状態を非導通に切り替える。
燃料電池スイッチ614は、オンにされた場合に燃料電池装置623と電力線610との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に燃料電池装置623と電力線610との間の接続状態を非導通に切り替える。
制御部602は、検知部601が停電を検知したときに蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614がオフになっている場合、スイッチ611をオフにしてから蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614をオンにする。
制御部602は、スイッチ611がオンにされた場合、電力系統204から供給される電力を蓄電部603に充電させてもよい。制御部602は、スイッチ611がオフにされ、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613または燃料電池スイッチ614がオンにされた場合、蓄電装置621、太陽光発電装置622または燃料電池装置623から供給される電力を蓄電部603に充電させてもよい。
また、分電盤600は、さらに、負荷電力計測部604、残存電力量計測部605、照明部606、通知部607、スイッチ615、スイッチ616およびスイッチ617を備える。
スイッチ617は、実施の形態1の自立スイッチ202に対応する。具体的には、スイッチ617は、ユーザから指示を受付ける。検知部601は、スイッチ617によって受付けられた指示を検知する。制御部602は、検知部601が停電を検知した場合、かつ、検知部601が指示を検知した場合、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614をオンにすることにより、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623から供給される電力を負荷641および642に供給する。
照明部606は、実施の形態1の停電灯201に対応する。照明部606は、停電時に、スイッチ617を照らす。
通知部607は、異常を通知する。通知部607は、ディスプレイまたはスピーカーでもよい。例えば、検知部601は、分電盤600における異常を検知する。分電盤600における異常には、蓄電部603の容量低下、1以上のスイッチのチャタリング、または、蓄電部603の異常発熱などがある。そして、異常が検知された場合、通知部607は、検知された異常をユーザに通知する。通知部607は、ユーザに音で異常を通知してもよいし、視覚的に異常を通知してもよい。
また、検知部601は、さらに、ガス漏れセンサまたは漏電センサから、ガス漏れまたは漏電を示す情報を取得して、建物の緊急状態を検知してもよい。そして、緊急状態が検知された場合、制御部602は、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614をオフにしてもよい。
スイッチ615および616は、実施の形態1のコンセントリレー261〜263に対応する。具体的には、スイッチ615は、電力線610とコンセント631との間に設けられ、オンにされた場合に電力線610とコンセント631との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に電力線610とコンセント631との間の接続状態を非導通に切り替える。
スイッチ616は、電力線610とコンセント632との間に設けられ、オンにされた場合に電力線610とコンセント632との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に電力線610とコンセント632との間の接続状態を非導通に切り替える。
負荷電力計測部604は、負荷641および642へ供給される電力を計測する。残存電力量計測部605は、蓄電装置621における蓄電池の残存電力量を計測する。コンセント631および632は、使用電力または残存電力量を表示する表示部を備えてもよい。
制御部602は、負荷電力計測部604で計測された電力が蓄電装置621、太陽光発電装置622または燃料電池装置623の出力可能な電力として予め定められた電力を超える場合、スイッチ615または616をオフにしてもよい。制御部602は、負荷641および642へ供給される電力量が、蓄電装置621の蓄電池の残存電力量を一定期間内に超える場合、スイッチ615または616をオフにしてもよい。制御部602は、使用電力が閾値よりも高いコンセントに対応するスイッチをオフにしてもよい。
制御部602は、コンセント631および632に対して優先順位を設定し、優先順位の低い順に、コンセント631および632から対象コンセントを決定し、決定された対象コンセントに対応するスイッチをオフにしてもよい。制御部602は、所定の期間ごとに、コンセント631および632の優先順位を変更してもよい。例えば、所定の期間は、季節または時間に対応する。
制御部602は、検知部601が停電を検知した場合、蓄電スイッチ612をオンにしてから、太陽光発電スイッチ613或いは燃料電池スイッチ614をオンにする。
太陽光発電装置622および燃料電池装置623が電力線に電力を供給するためには、電圧源が必要となる。もし、蓄電スイッチ612をオンにする前、即ち、蓄電装置621を電力線と接続する前に太陽光発電システムおよび燃料電池システムを電力線に接続すると、電圧源が存在しないため太陽光発電システムおよび燃料電池システムが起動できない。
従って、検知部601が停電を検知した場合、制御部602は、必ず蓄電装置621を電力線に接続してから、太陽光発電装置622および燃料電池装置623を接続する。これにより、太陽光発電装置622および燃料電池装置623を起動させることができる。なお、太陽光発電装置622および燃料電池装置623を接続する順序は特に限定されるものではないが、太陽光発電装置622を電力線に接続してから燃料電池装置623を電力線に接続してもよい。
検知部601は、停電を検知する停電検知部、異常を検知する異常検知部、緊急状態を検知する緊急状態検知部、および、指示を検知する指示検知部に分けられてもよい。同様に、制御部602は、複数の処理に応じて、複数の制御部に分けられてもよい。
上記の構成の一部または処理の一部が、実施の形態3に示された電力供給システム50に組み込まれてもよい。例えば、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623のうちのいずれかが、電力供給装置520として電力供給システム50に組み込まれてもよい。そして、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチのいずれかが、電力供給システム50に組み込まれてもよい。
(実施の形態5)
本実施の形態は、実施の形態1および2に含まれる特徴的な構成および特徴的な処理を示す。また、本実施の形態では、実施の形態4に示された構成および処理の一部が変更されている。
図12は、本実施の形態に係る電力供給システムを示す構成図である。図12に示された電力供給システム70は、負荷641および642に電力を供給する。実施の形態4に比べて、本実施の形態の電力供給システム70には、電力調整装置701が追加されている。また、本実施の形態の分電盤700では、実施の形態4の蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614が、スイッチ712に置き換えられている。
電力調整装置701は、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623から供給される電力を調整する。電力線610には、電力調整装置701が、スイッチ712を介して接続される。電力調整装置701には、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623が、接続される。すなわち、電力線610には、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623が、電力調整装置701およびスイッチ712を介して接続される。
電力調整装置701は、実施の形態2のパワーコンディショナー401に対応する。スイッチ712は、実施の形態2のパワーコンディショナーリレー448に対応する。また、スイッチ712は、実施の形態4の蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614に対応する。
電力供給システム70では、蓄電装置621、太陽光発電装置622および燃料電池装置623から分電盤700への接続が電力調整装置701に集約されている。また、蓄電スイッチ612、太陽光発電スイッチ613および燃料電池スイッチ614がスイッチ712に集約される。したがって、配線が簡素化され、安全性および信頼性が向上する。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の分電盤などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、建物に設けられる負荷に電力を供給する分電盤で行われる電力制御方法であって、前記分電盤の外部に設けられる電力供給装置から供給される電力を前記負荷に供給するための電力線であって、前記電力供給装置から供給される電力の供給点である電力供給点が電力系統および前記負荷の間に設けられる電力線に、前記電力系統から電力が供給されない状態である停電を検知する検知ステップと、前記停電時に、前記分電盤に含まれる蓄電部から、前記分電盤の動作に用いられる電力を供給する供給ステップと、前記電力系統と前記電力供給点との間に設けられるスイッチであり、オンにされた場合に、前記電力系統と前記電力供給点との間の接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合に、前記接続状態を非導通に切り替えるスイッチである第1のスイッチを制御する制御ステップとを含み、前記制御ステップでは、前記検知ステップで前記停電が検知された場合、前記蓄電部から供給される電力を用いて前記第1のスイッチをオフにして前記接続状態を非導通にすることにより、前記停電時に前記電力供給装置から前記負荷に電力を供給するための回路を前記分電盤内に形成する電力制御方法を実行させる。
また、このプログラムは、分電盤に含まれるコンピュータに実行されてもよい。また、このプログラムは、分電盤に実行されてもよい。そして、分電盤が、このプログラムを実行できてもよい。
また、各構成要素は、回路でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
以上、一つまたは複数の態様に係る分電盤について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、上記各実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。