JPH11178237A - 家庭用電力供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽光発電電力、深夜電力、一般電力をコス
トの安い順位で使用すると共に、太陽光発電電力を余す
ところなく活用して大幅なコストダウンを図る。 【解決手段】 太陽光発電装置９によって得られた電力
と、外部系統１の深夜電力と一般電力とのコストを比較
して、コストの安い電力を優先的に住宅用電気設備３
と、住宅用蓄電池５および電気自動車２０の車両用蓄電
池２１に供給するようにし、太陽光発電電力の余剰分は
外部系統１へ送給して売電するため、大幅なコストダウ
ンを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家庭用電力供給シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭用電力供給システムの中に
は、例えば特開平５−９５６３９号公報に示されている
ように、使用電力コストの低減化を狙って電力会社から
送電される外部系統の深夜電力を住宅用蓄電池に蓄積し
て、コストの安い深夜電力を利用できるようにすること
と併せて、イニシャルコスト以外には費用の掛からない
太陽光発電装置によって得られた電力を利用できるよう
にしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たシステムでは住宅用蓄電池や電気自動車の蓄電池が満
充電であったり、日中の住宅用電気設備の電力消費が少
ない場合等には、折角、太陽光発電装置で発電してもそ
の発電電力が無駄になってしまうばかりでなく、夕刻か
ら深夜に亘る時間帯での使用電力が多くて日中に住宅用
電池に蓄えた電力が不足するような場合には、不足分を
深夜電力で補なわなければならず、結局、深夜電力使用
料金が嵩んでしまうことになる。

【０００４】そこで、本発明は太陽光発電で得られた電
力と、電力会社から送電される外部系統の深夜電力およ
び一般電力をコストの安い順位で使用してコストの低減
化を図ると共に、太陽光発電によって得られた電力を余
すところなく活用できて大幅なコストダウンを実現でき
る家庭用電力供給システムを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、太陽光発電によって得られた電力と、外部系統の深
夜電力と、外部系統の一般電力とのコストを比較して、
コストの安い電力を優先的に住宅用電気設備と、住宅用
蓄電池および又は電気自動車の車両用蓄電池に供給でき
るようにし、かつ、太陽光発電によって得られた電力の
余剰分は外部系統へ送給して売電できるようにしたこと
を特徴としている。

【０００６】請求項２の発明にあっては、太陽光発電に
よって得られた電力の余剰分を外部系統へ売電できない
場合、該太陽光発電によって得られた電力の余剰分を、
住宅用蓄電池及び又は電気自動車の車両用蓄電池に充電
するようにしたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、太陽光
発電によって得られた電力と、外部系統の深夜電力と、
外部系統の一般電力との何れかのうち、最もコストの安
い電力を優先的に使用するためコストの低減化を図るこ
とができることと併せて、太陽光発電によって得られた
電力の余剰分を外部系統へ送給して売電できるため、大
幅なコストダウンを実現することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、何等かの理由で太陽光発電によ
って得られた電力の余剰分を外部系統へ売買できないよ
うな場合には、この太陽光発電によって得られた電力の
余剰分は住宅用蓄電池および又は電気自動車の車両用蓄
電池の充電に充当されるため、電力の無駄をなくしてよ
り一層のコストダウンを図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
と共に詳述する。

【００１０】図１は本発明に係る家庭用電力供給システ
ムの概略を示すもので、同図中、１は電力会社から送電
される外部系統の電力配線を示している。

【００１１】住宅側では、電力配線１と接続される配電
盤２と、屋内配線８によりこの配電盤２に、接続された
種々の住宅用電気設備３と、同じく配電盤２に接続され
た過充電や過放電を防止するための充放電装置４と、こ
の充放電装置４に接続された住宅用蓄電池５と、屋内配
線８に接続された放電器６と、コントローラ７と、太陽
光発電装置９と、が設けられている。

【００１２】コントローラ７は、同図に示すように屋内
配線８と、それぞれの住宅用電気設備３と、充放電装置
４と、放電器６と、太陽光発電装置９と、に接続されて
いる。

【００１３】放電器６は、住宅の外に設置されており後
述する電気自動車２０側に接続される放電コネクタ１０
を備えている。

【００１４】太陽光発電装置９は、太陽光電池板を主体
として住宅の屋根上に設置されており、太陽光発電によ
って得られた電力を屋内配線８を介して住宅用電気設備
３，充放電装置４，住宅用蓄電池５，放電器６，コント
ローラ７に供給できるようにしてある。

【００１５】電気自動車２０は、車両用蓄電池２１を備
えていると共に、前記放電コネクタ１０と接続して車両
用蓄電池２１の充電を可能とするインレット２２を備え
ている。

【００１６】前述のコントローラ７は、太陽光発電装置
９の発電によって得られた電力（以下、太陽光発電によ
って得られた電力という）と、外部系統１の深夜電力と
外部系統１の一般電力とのコストを比較して、コストの
安い電力を優先的に住宅用電気設備３と、住宅用蓄電池
５および又は電気自動車２０の車両用蓄電池２１に供給
できるように制御している。

【００１７】ここで、一般には外部系統１の電力料金
は、日中から夜に亘って送電される一般電力よりも深夜
から早朝に亘って送電される深夜電力の方がコストが安
く、また、太陽光発電によって得られる電力は、太陽光
発電装置９のイニシャルコストがかかるだけで、電力料
金は無料で深夜電力よりもコストが安いため、本実施形
態ではコストの安い電力の使用優先順位を、太陽光発電
によって得られた電力、深夜電力、一般電力の順として
説明する。

【００１８】また、前記コントローラ７は、前記太陽光
発電によって得られた電力の余剰分を外部系統１へ送給
して売電できるように制御している。

【００１９】次に、図２を用いて前記コントローラ７に
よる電力供給制御の基本構成を説明する。

【００２０】太陽光発電装置９の出力側回路には開閉器
３０を設けてある。

【００２１】開閉器３０は負荷側からの電流の逆流を防
止する逆流防止用の第１ダイオード３１と、該逆流防止
用の第１ダイオード３１と反対方向の電流の逆流を防止
する逆流防止用の第２ダイオード３２と、これら逆流防
止用の第１，第２ダイオード３１，３２の間に設けられ
た接点３３を備えている。

【００２２】第１ダイオード３１の出力側にはＤＣ／Ａ
Ｃ変換を行うインバータ３４を接続してあり、該インバ
ータ３４の出力側は住宅用電気設備３と、住宅用蓄電池
５と、放電器６と、外部系統１の深夜電力料金計３５お
よび一般電力料金計３６に接続してある。

【００２３】これら深夜電力料金計３５および一般電力
料金計３６は、何れも住宅用電気設備３と放電器６に接
続してある。

【００２４】放電器６はＡＣ／ＡＣ変換を行う第１イン
バータ３７と、ＡＣ／ＤＣ変換を行う第２インバータ３
８とを直列に接続してあり、第１インバータ３７を前記
放電コネクタ１０に接続してある。

【００２５】第２インバータ３８は開閉器３０の第２ダ
イオード３２の入力側に接続してあり、該第２ダイオー
ド３２の出力側は住宅用蓄電池５に接続してある。

【００２６】電気自動車２０のインレット２２はＡＣ／
ＤＣ変換を行うインバータ３９を介して車両用電池２１
に接続してある。

【００２７】放電コネクタ１０とインレット２２は、そ
れぞれトランスを構成する図外のコイルを備え、放電コ
ネクタ１０とインレット２２とを接続するとこれらコイ
ルの磁気結合によって放電器６の第１インバータ３７か
ら電気自動車２０のインバータ３９へ電力供給を行うよ
うにしている。

【００２８】放電コネクタ１０とインレット２２とが接
続されていない時は、前記放電器６の第１インバータ３
７からの交流電流を第２インバータ３８で直流電流に変
換して開閉器３０の第２ダイオード３２を介して住宅用
蓄電池５に電力供給するようになっている。

【００２９】また、この実施形態では前記太陽光発電装
置９は、例えば太陽光電池板を覆って発電をコントロー
ルするような発電制御装置４０を備えている。

【００３０】コントローラ７には、深夜電力料金計３５
と一般電力計３６の各使用電力検出信号、太陽光発電装
置９に設けた太陽光発電検出センサ４１の検出信号、イ
ンバータ３４からの太陽光発電装置９の発電電力信号、
住宅用蓄電池５に設けた負荷センサ４２の負荷検出信
号、住宅用電気設備３の負荷センサ（図示省略）からの
負荷検出信号、および放電器３０の第１インバータ３７
を介して電気自動車２０の車両用蓄電池２１の負荷セン
サ（図示省略）からの負荷検出信号が入力されるように
してある。

【００３１】そして、このコントローラ７は、前記各検
出信号にもとづいて開閉器３０等へ制御信号を送り、太
陽光発電により得られた電力、深夜電力、一般電力の優
先順位で電力を負荷である住宅用電気設備３，住宅用蓄
電池５，電気自動車２０の車両用蓄電池２１へ供給する
と共に、太陽光発電によって得られた電力が前記負荷需
用分よりも上まわる場合には余剰分を深夜電力料金計３
５，一般電力料金計３６を介して外部系統１へ送給して
売電し、また、場合によって発電制御装置４０を作動さ
せて太陽光発電装置９の発電を適宜に抑制するようにし
ている。

【００３２】次に、図３に示した制御フローチャートを
用いて、本実施形態のシステムにおいてコントローラ７
が行う制御・動作について説明する。

【００３３】まず、同図において太陽光発電検出センサ
４１の検出信号にもとづいて太陽光による太陽光発電装
置９の発電が可能かどうかの判定を行う（ステップ
１）。

【００３４】ステップ１で（ＹＥＳ）が判定されるとイ
ンバータ３４から入力される発電電力信号にもとづいて
太陽光発電装置９の発電電力が、図外の負荷センサによ
り検出される住宅用電気設備３と車両用蓄電池２１とを
合わせた電力負荷よりも大きいか否か、即ち、余剰分が
得られるかの判定を行う（ステップ２）。

【００３５】太陽光発電によって得られる電力が使用電
力よりも大きくステップ２で（ＹＥＳ）が判定される
と、売電単価と深夜電力単価、および太陽光発電単価等
を基準にして売電価格が住宅用蓄電池５の貯蔵電力価格
差益よりも高いかどうかを求めて売電可能か否かを判定
し（ステップ３）、ステップ３で（ＹＥＳ）が判定され
ると図２に示すインバータ３４でＤＣ／ＡＣ変換された
太陽光発電電力を同図の矢印Ａで示す電力供給ルートを
通して外部系統１へ送給して売電を行う（ステップ
４）。

【００３６】電力会社との売電契約が切れていたり災害
等により外部系統が失陥していてステップ３で（ＮＯ）
が判定されると、前述の電力余剰分を図２の矢印Ｂで示
す電力供給ルートを通して住宅用蓄電池５に供給して充
電貯蔵する（ステップ５）。

【００３７】この住宅用蓄電池５の充電状態は負荷セン
サ４２で検出され、この検出値にもとづいて住宅用蓄電
池５が満充電であるか否かが判定される（ステップ
６）。

【００３８】ステップ６で（ＹＥＳ）が判定されると、
発電制御装置４０に作動信号を送って該発電制御装置４
０を作動させて太陽光発電装置９の発電を抑制し（ステ
ップ７）、反対にステップ６で（ＮＯ）が判定されると
住宅用蓄電池５が満充電となるまで充電を行う（ステッ
プ８）。

【００３９】太陽光発電によって得られた電力が売電す
るまでの余剰分がなく、前記ステップ２で（ＮＯ）が判
定されると、図２に示すインバータ３４でＤＣ／ＡＣ変
換された太陽光発電電力を同図の矢印Ｃで示す電力供給
ルートを通して住宅用電気設備３へ供給すると共に、放
電コネクタ１０とインレット２２とを接続してある場合
には電気自動車２０の車両用蓄電池２１へ供給して該車
両用蓄電池２１を充電する（ステップ９）。

【００４０】これら住宅用電気設備３および車両用蓄電
池２１などの負荷への供給電力が不足した場合、住宅用
蓄電池５に貯蔵電力が残っているかの判定を行い（ステ
ップ１０）、ステップ１０で（ＹＥＳ）が判定された場
合は図２に示す開閉器３０の接点３３を投入し、同図の
矢印Ｄで示す電力供給ルートを通して電力不足分を住宅
用蓄電池５からの電力供給で行い（ステップ１１）、反
対にステップ１０で（ＮＯ）が判定されて住宅用蓄電池
５に貯蔵電力が残っていない場合、図２の矢印Ｅで示す
電力供給ルートを通して電力不足分を一般電力の供給に
より補う。（ステップ１２）。

【００４１】一方、夜間あるいは雨天等により太陽光発
電装置９による発電が不可能で前記ステップ１で（Ｎ
Ｏ）が判定されると、深夜電力が供給される深夜時間帯
か否かを判定し（ステップ１３）、深夜時間帯でステッ
プ１３で（ＹＥＳ）が判定されると図２の矢印Ｆで示す
電力供給ルートを通して深夜電力を住宅用電気設備３お
よび車両用蓄電池２１などの負荷へ供給する（ステップ
１４）。

【００４２】続いてこの深夜電力が住宅用電気設備３お
よび車両用蓄電池２１とへの電力供給分よりも十分に大
きいかを判定し（ステップ１５）、ステップ１５で（Ｙ
ＥＳ）が判定された場合は図２に示す放電器６の第１イ
ンバータ３７でＡＣ／ＡＣ変換された深夜電力の余剰分
を第２インバータ３８でＡＣ／ＤＣ変換し、開閉器３０
の第２ダイオード３２を通る矢印Ｇで示す電力供給ルー
トを通して住宅用蓄電池５に供給して充電貯蔵する（ス
テップ１６）。

【００４３】この住宅用蓄電池５の充電状態は負荷セン
サ４２で検出され、この検出値にもとづいて住宅用蓄電
池５が満充電であるか否かが判定される（ステップ１
７）。ステップ１７で（ＹＥＳ）が判定されると、該住
宅用蓄電池５の充電を停止し（ステップ１８）、反対に
ステップ１７で（ＮＯ）が判定されると住宅用蓄電池５
が満充電となるまで充電を行う（ステップ１９）。

【００４４】住宅用電気設備３および車両用蓄電池２１
等の負荷の深夜電力需用量が大きく、前記ステップ１５
で（ＮＯ）が判定された場合、図２に示す開閉器３０の
接点３３を投入して同図の矢印Ｄで示す前記電力供給ル
ートで住宅用蓄電池５の貯蔵電力をこれらの負荷３，２
１に補給する（ステップ２０）。

【００４５】太陽光発電装置９による発電が不可能な状
態が前記深夜時間帯以外の場合、つまり、日中でも雨天
等によって太陽光発電による電力が得られる状態ではな
く、前記ステップ１３で（ＮＯ）が判定されると、住宅
用蓄電池５の貯蔵電力が残っているか否かを判定する
（ステップ２１）。

【００４６】ステップ２１で（ＹＥＳ）が判定される
と、図２に示す開閉器３０の接点３３を投入して同図の
矢印Ｄで示す前記電力供給ルートで住宅用蓄電池５の貯
蔵電力を住宅用電気設備３および車両用蓄電池２１など
の負荷へ供給する（ステップ２２）。

【００４７】続いてこの電力供給によって住宅用蓄電池
５の貯蔵電力が不足状態になったか否かを判定し（ステ
ップ２３）、電力不足となってステップ２３で（ＹＥ
Ｓ）が判定された場合、図２の矢印Ｅで示す前記電力供
給ルートで不足分を一般電力で補い（ステップ２４）、
反対に貯蔵電力が充足していてステップ２３で（ＮＯ）
が判定された場合は前記ステップ２２へ戻る。

【００４８】住宅用蓄電池５の貯蔵電力がもともと不足
状態にあって、前記ステップ２１で（ＮＯ）が判定され
た場合は、前述と同様図２の矢印Ｅで示す電力供給ルー
トで一般電力を住宅用電気設備３および車両用蓄電池２
１へ供給する（ステップ２５）。

【００４９】以上の制御ロジックにもとづく電力供給ル
ートのＡ〜Ｇを図４の模式図にパターン化して示す。

【００５０】このように、本実施形態によれば最もコス
トの安い太陽光発電によって得られた電力を最優先と
し、以下、外部系統１の深夜電力、外部系統１の一般電
力の順位で負荷へ電力供給を行えるため、コストの低減
化を図ることができることと併せて、太陽光発電によっ
て得られた電力の余剰分は外部系統１へ送給して売電で
きるため、大幅なコストダウンを実現することができ
る。

【００５１】また、前記太陽光発電によって得られた電
力の余剰分を何等かの理由により外部系統１へ売電でき
ないような場合には、この太陽光発電によって得られた
電力の余剰分を住宅用蓄電池５又は電気自動車２０の車
両用蓄電池２１の充電に充当するため、電力の無駄をな
くしてより一層のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る家庭用電力供給システムの実施形
態の概略を示す説明図。

【図２】同実施形態の電力供給制御の基本構成を示すブ
ロック回路図。

【図３】同実施形態の制御フローチャート。

【図４】同実施形態の電力供給制御による電力供給ルー
トをパターン化して示す模式図。

【符号の説明】

１ 電力配線（外部系統） ３ 住宅用電気設備 ５ 住宅用蓄電池 ７ コントローラ ９ 太陽光発電装置 ２０ 電気自動車 ２１ 車両用蓄電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 純一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 堀江 英明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 平野 宏和 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽光発電によって得られた電力と、外
   部系統の深夜電力と、外部系統の一般電力とのコストを
   比較して、コストの安い電力を優先的に住宅用電気設備
   と、住宅用蓄電池および又は電気自動車の車両用蓄電池
   に供給できるようにし、かつ、太陽光発電によって得ら
   れた電力の余剰分は外部系統へ送給して売電できるよう
   にしたことを特徴とする家庭用電力供給システム。
2. 【請求項２】 太陽光発電によって得られた電力の余剰
   分を外部系統へ売電できない場合、該太陽光発電によっ
   て得られた電力の余剰分を、住宅用蓄電池および又は電
   気自動車の車両用蓄電池に充電するようにしたことを特
   徴とする請求項１に記載の家庭用電力供給システム。