JP2000295784A

JP2000295784A - 電力貯蔵システム

Info

Publication number: JP2000295784A
Application number: JP11101458A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fukumori; 健福森; Takayuki Minami; 孝幸南; Masayuki Unno; 雅幸海野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウム電池などの持続性蓄電池に過大な負
荷をかけることがなく、蓄電池の信頼性向上と長寿命化
を図れる電力貯蔵システムを提供する。【解決手段】商用電力１を負荷機器７に供給する系統
中に系統切換装置２が接続され、該系統切換装置２によ
り前記商用電力１から双方向インバータ３を介して蓄電
池に至る充電系統と、該蓄電池から前記双方向インバー
タ３を介して負荷機器７へ至る電力供給系統に切り換え
るようにした電力貯蔵システムであって、前記蓄電池に
は、持続性蓄電池５と、瞬発性蓄電池６とを使用し、前
記系統切換装置２に、前記負荷機器７への電流値を検知
する電流検知器２３と、その検知した電流値に基づいて
前記双方向インバータ３に供給する直流電力を前記持続
性蓄電池５と前記瞬発性蓄電池６とに切換制御する制御
部２４とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅等の配電回路
に設けられる商用電力貯蔵用の蓄電池を備える電力貯蔵
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大容量の蓄電池を使用して商用電
力を貯蔵してそれを利用する電力貯蔵装置の技術が知ら
れている。特に、割安な夜間電力を蓄電して割高な昼間
電力時間帯に使用し、電力料金の低減を図るとともに、
電力負荷平準化も達成する分散型電池電力供給装置があ
る（登録実用新案第３０４５１８９号公報参照）。

【０００３】現在大容量の蓄電池としては鉛蓄電池が一
般的に利用されているが、エネルギー変換効率、エネル
ギー密度が低く、保守管理にも手間がかかる等問題点が
多い。そこで家庭用の電力貯蔵用に、高密度、高効率、
長寿命かつ信頼性の高い蓄電池の開発が進められてお
り、特にリチウム２次電池が注目を浴びている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、蓄電池、特に
リチウム２次電池は、信頼性と長寿命のためには、急速
充電や急放電等の電池に負荷をかけるのは好ましくな
い。ところが、一般家庭で使用する電機製品はエアコン
や電磁調理器など使用開始とともに急激に消費電力が上
がる機器が多く、それらに蓄電池からの電力を使用する
と、急放電により蓄電池に負荷をかけることになるの
で、なるべく蓄電池の電力を使用しない方がよい。

【０００５】一方、それらの機器の瞬間的な消費電力は
大きいため、電力会社との契約電力をそのピーク値に合
わせなければならず、電気代が高くなってしまう。この
電気料金低減のために、これらの機器に蓄電池から電力
を供給することが望ましい。本発明は、このような問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、リチウム電池などの持続性蓄電池に過大な負荷をか
けることがなく、蓄電池の信頼性向上と長寿命化を図る
電力貯蔵システムを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電力貯蔵システ
ムは、商用電力を蓄え、その電力を負荷機器に供給する
蓄電池を備える電力貯蔵システムであって、前記蓄電池
は、後述する瞬発性蓄電池よりも充電及び放電の電流量
が小さく充電及び放電の時間が長い持続性蓄電池と、該
持続性蓄電池よりも充電及び放電の電流量が大きく充電
及び放電の時間が短い瞬発性蓄電池とを備えるものであ
る。

【０００７】また、前記蓄電池と前記負荷機器との間の
いずれかにあって流れる電流値を検知する電流検知手段
と、該電流検知手段によって検知される電流値によっ
て、前記持続性蓄電池及び前記瞬発性蓄電池の少なくと
もいずれか一方からの電力供給を制御する制御手段とを
備えることで、使用電力量に応じて自動的に持続性蓄電
池と瞬発性蓄電池とを切り換えることができる。

【０００８】さらに、前記制御手段は、前記持続性蓄電
池及び前記瞬発性蓄電池の両方から電力を供給するモー
ドを有する制御をすることで、一般に効率がよい持続性
蓄電池をフルに使用することができると共に、すべての
蓄電池を使用することになるので大きな負荷にも対応す
ることができる。また、前記瞬発性蓄電池は、キャパシ
タであることで、安価でより長寿命のシステムとするこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１
は、本発明の電力貯蔵システムの一実施の形態を示すブ
ロック回路図である。商用電力１は住宅等の負荷機器７
に入る前の段階で系統切換装置２に接続されている。こ
の系統切換装置２は、第１スイッチ２１、第２スイッチ
２２、電流検知器２３、及び制御部２４で構成されてい
る。商用電力１の出力は、第１スイッチ２１から電流検
知器２３を経て負荷機器７に至る商用電力供給系統（こ
の系統には図示しない宅内コンセントがある）と、第１
スイッチ２１から第２スイッチ２２を経て双方向インバ
ータ３に至る充電系統とに分かれている。

【００１０】双方向インバータ３の先には蓄電池制御器
４１、４２が並列に接続され、さらにその先に持続性蓄
電池５と瞬発性蓄電池６が接続されている。持続性蓄電
池５は充放電電流量が小さく長時間にわたって充放電で
きる性能を持つもので、例えばリチューム２次電池が用
いられる。また、瞬発性蓄電池６は短時間に大きな電流
量で充放電できる性能を持つもので、例えば鉛電池が用
いられる。

【００１１】前記制御部２４は、電流検知器２３の検知
信号の指令に基づいて第１スイッチ２１及び第２スイッ
チ２２の制御を行い、かつ、双方向インバータ３及び蓄
電池制御器４１、４２を監視制御するものである。この
制御部２４には時間を測定して夜間電力時間帯とそれ以
外の時間帯での切換信号を出力するタイマー機能も有し
ている。

【００１２】次に、上記回路の動作について説明する。
割安な夜間電力時間帯には、第一スイッチ２１をＯＮに
して、商用電力１からの交流電力を負荷機器７に供給す
るとともに、第２スイッチ２２もＯＮにして双方向イン
バータ３によって直流電力に変換し、持続性蓄電池５及
び瞬発性蓄電池６を充電する。蓄電池５又は６のいずれ
かが満充電されたことを蓄電池制御器４１又は４２が検
知すると、当該蓄電池の蓄電池制御器４１又は４２をＯ
ＦＦにして蓄電池５又は６への通電を止める。両方の蓄
電池５、６とも満充電になれば制御部２４からの信号で
双方向インバータ３の動作を停止すると同時に第２スイ
ッチ２２をＯＦＦにする。

【００１３】夜間電力時間帯以外の時間帯においては、
制御部２４の指令により、第１スイッチ２１をＯＦＦ、
第２スイッチ２２をＯＮにして、蓄電池５又は６からの
直流電力を双方向インバータ３により交流電力に変換し
て、負荷機器７に供給する。ここで、使用中の負荷機器
７が消費電力が小さいか安定している電気製品、例えば
照明や冷蔵庫、ビデオなどの待機電力の場合は、持続性
蓄電池５からのみ電力を供給する。

【００１４】そして、負荷機器７がエアコンや電磁調理
器など消費電力が大きいか負荷変動が大きい電気製品を
使用すると、電流検知器２３が電力変動を検知し、制御
部２４が電池制御器４１、４２に指令を送り、持続性蓄
電池５の放電を停止し、瞬発性蓄電池６からの電力供給
のみに切り換える。また、それらの使用が終わり電源が
切れると、瞬発性蓄電池６の放電を停止し、持続性蓄電
池５からの電力供給に切り換える。

【００１５】上記動作において、両蓄電池５、６を切り
換えるための電流検知器２３の設定電流値は、持続性蓄
電池５の種類とその単電池の並列接続数等によって決め
られるが、持続性蓄電池５に過大な負荷がかからない電
流設定値ＩA （図２参照）で作動するように設定するこ
とが好ましい。蓄電池５、６の容量等は、それを使用す
る住宅の電気製品の種類や数によって変更でき、電流設
定値ＩA もそれに合わせて設定できるようにする。

【００１６】図２は、本発明の電力貯蔵システムの動作
を説明する図である。電流設定値ＩA と負荷機器に流れ
る電流値と蓄電池５、６の使用の関係を示しており、動
作１は、以上に説明した動作、すなわち、電流検知器２
３の電流値が電流設定値ＩAを越えたとき（但し、夜間
電力時間帯以外）は瞬発性蓄電池６を、電流設定値ＩA
以下のときは持続性蓄電池５を使用する例である。

【００１７】持続性蓄電池５の容量が下限値まで低下し
た場合は、全負荷機器７に瞬発性蓄電池６の電力を供給
し、それもなくなると、第１スイッチ２１をＯＮ、第２
スイッチ２２をＯＦＦにして、商用電力系統１から負荷
機器７に電力を供給する。また、瞬発性蓄電池６の容量
が持続性蓄電池５より早くなくなった場合は、瞬発性蓄
電池６の代わりに、商用電力系統１から電力を供給し、
持続性蓄電池５はそのまま使用することが可能である。

【００１８】次に、図２の動作２について説明する。夜
間電力時間帯は上記と同じで、充電動作とする。夜間電
力時間帯以外では、電流検知器２３で検知した電流値が
電流設定値ＩA の変動の大小に係わらず持続性蓄電池５
から負荷機器７への電力供給を継続する。そして、消費
電力が大きい電気機器を使用し、電流検知器２３で検知
した電流値が電流設定値ＩA を越えると、瞬発性蓄電池
６からも電力を供給し、持続性蓄電池５と同時使用して
いる。その後、電気機器の使用を停止し、電流検知器２
３の電流値が電流設定値ＩA を下回ると、瞬発性蓄電池
６からの電力供給を停止し、持続性蓄電池５のみの供給
に復帰する。

【００１９】この動作２では、電流値が電流設定値ＩA
を越えた場合、瞬発性蓄電池６に持続性蓄電池５の電力
も加わるため、大きな負荷変動にも対応できる。なお、
本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。瞬
発性蓄電池６として大容量のキャパシタを用いることが
可能であり、これにより、安価でより長寿命の装置とす
ることができる。

【００２０】電流検知器２３は、第２スイッチ２２と双
方向インバータ３との間など蓄電池５、６と負荷機器７
との間であればどこにあってもよい。持続性蓄電池５と
瞬発性蓄電池６との切換えは、手動で行ってもよいし、
負荷機器７の電源スイッチと連動させるようにしてもよ
い。また、持続性蓄電池５からの電力供給が過大になら
ないように持続性蓄電池５の出力に電力供給量制限装置
や電流制限装置を設けるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、蓄電池として、充放電電流量が小さく長時間にわた
って充放電される持続性蓄電池と、短時間に大きな電流
量で充放電が可能な瞬発性蓄電池の両方を用いることに
より、消費電力の小さな電気製品や、待機電力等には持
続性蓄電池から電力を供給し、エアコンや電磁調理器、
電気温水器の追い焚きなど消費電力が大きい電気製品に
は瞬発性蓄電池から電力を供給することが可能になり、
リチウム電池などの高性能持続性蓄電池に過大な負荷を
かけることがなく、蓄電池の信頼性向上と長寿命化を図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力貯蔵システムの一実施の形態を示
すブロック回路図である。

【図２】本発明の電力貯蔵システムの動作を説明する図
である。

【符号の説明】

１商用電力２系統切換装置３双方向インバータ５持続性蓄電池６瞬発性蓄電池２３電流検知器２４制御部４１、４２蓄電池制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5G003 AA01 BA02 DA07 DA14 DA15 DA18 GB06 5G066 HB09 JA07 JB03 JB04 5H030 AA04 AS01 BB22 FF42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電力を蓄え、その電力を負荷機器に
供給する蓄電池を備える電力貯蔵システムであって、前
記蓄電池は、瞬発性蓄電池よりも充電及び放電の電流量
が小さく充電及び放電の時間が長い持続性蓄電池と、該
持続性蓄電池よりも充電及び放電の電流量が大きく充電
及び放電の時間が短い瞬発性蓄電池とを備えることを特
徴とする電力貯蔵システム。
【請求項２】前記蓄電池と前記負荷機器との間のいず
れかにあって流れる電流値を検知する電流検知手段と、
該電流検知手段によって検知される電流値によって、前
記持続性蓄電池及び前記瞬発性蓄電池の少なくともいず
れか一方からの電力供給を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の電力貯蔵システム。
【請求項３】前記制御手段は、前記持続性蓄電池及び
前記瞬発性蓄電池の両方から電力を供給するモードを有
する制御をすることを特徴とする請求項２記載の電力貯
蔵システム。
【請求項４】前記瞬発性蓄電池は、キャパシタである
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の電力
貯蔵システム。