JP2000323113A - 電力貯蔵システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 住宅用の電力貯蔵システムにおいて、蓄電池
５を住宅の床下スペース１７の台座２２に載置し、この
台座２２に載置された蓄電池５を住宅の外部又は内部か
ら出し入れ可能とした床下を利用した住宅用の電力貯蔵
システムを提供する。 【解決手段】 商用の電力、蓄電池５、電力を直交変換
する双方向インバータと、これらを電力系統と連係する
遮断機とを備えた住宅用の電力貯蔵システムにおいて、
この蓄電池５を住宅の床下スペース１７に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の床下スペー
スに商用電力を蓄電する蓄電池を収納するようにした住
宅用の電力貯蔵システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業界の分野において、作業環境
の快適化、生産部門における自動化、省力化、事務部門
における各種情報機器の増加、などで使用される装置や
機器類の増加に伴って電力の使用量は大きく伸びてい
る。一方、一般家庭においても、ホームエレクトロニク
ス化、自動化、省力化などの快適な住環境の整備がなさ
れるにつれて、多くのＡＶ機器・情報機器の利用、照明
設備、大型冷蔵庫、全自動洗濯機、乾燥機、冷暖房機器
の利用等が進み、これに伴って一般家庭における電力の
使用量も大きく伸びている。

【０００３】この増大する電力需要に対応するため、電
力を供給する電力会社では、特に、夏場の晴天時の各事
業所での生産設備や冷房設備等のフル稼働や、一般家庭
での冷房設備のフル稼働されるいわゆる電力需要のピー
ク時には、発電設備をフル稼働させてこれに対応してい
る。このように、電力を供給する電力会社には電力需要
のピーク時に合わせた大規模な設備を備えることが要求
されているが、発電所の立地条件の問題や環境問題など
の面から多くの制約条件があり、これ以上、増大する電
力需要のピーク時に合わせて電力を生産する設備を備え
て、増大する電力需要に応えることは最早困難になって
いる。

【０００４】このため、産業界では、割安な商用の夜間
電力を利用するために作業時間のシフトや、割安な商用
の夜間電力を利用した蓄熱や蓄電による冷暖房設備の利
用、電力エネルギーの有効利用や効率化などの省エネル
ギー対策を講じており、一般家庭においても、電力消費
の少ない電気機器の使用など省エネルギーの対策と共
に、割安な商用の夜間電力の利用、特に、この割安な商
用の夜間電力を大容量の蓄電池を利用して蓄え、この蓄
電池に蓄えられた電力を割高な昼間電力の時間帯に利用
して、電力料金の低減を図っている。

【０００５】このような分散型電力貯蔵システムによっ
て、夜間の割安な電力を蓄電池に蓄え、この蓄えられた
電力を昼間の電力需要のピーク時に使用することは、消
費者側にとって、電力料金の低減につながると共に、電
力を供給する電力会社にとっても、昼間の電力需要のピ
ーク時に合わせた過大な設備を備える必要のないことか
ら、昼夜間での電力需要の分散化が行われることになり
電力負荷平準化の一役を担うことができる。

【０００６】この大容量の蓄電池を使用して、これに夜
間の割安な商用電力を蓄え、これを昼間に使用するよう
にした住宅用の分散型電力貯蔵システムの一例として、
住宅内に電力を蓄える多くの蓄電池を収納するため、下
階から上階に至る階段と住宅の外壁並びに側壁とにより
構成される空間を適宜の隔壁により仕切り、蓄電池の収
納スペースを形成し、このスペースに蓄電池を収納した
住宅用の電力貯蔵システムが知られている（特開昭６１
−１９０２２６号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来公知の住
宅用の電力貯蔵システムでは、蓄電池の収納スペースと
して階段下のスペースを利用しているが、近年の住宅事
情では、限られたスペースの中で居住のための空間を広
く採る必要性から従来の押入などの収納スペースを確保
するのがなかなか難しく、このため、従来の押入に替わ
って階段下のスペースを納戸などの収納スペースとして
利用している場合が多い。

【０００８】しかしながら、この階段下のスペースを蓄
電池の収納スペースとして利用するには、他に物置とし
ての収納スペースを確保することは容易でないこと、ま
た本来、階段下のスペースは蓄電池の収納スペースとし
て利用することは考慮されていないので、ここに収納さ
れる大量で大型の蓄電池、特に最近研究が進められてい
る大型のリチウム二次電池などは発熱もあって、いかに
これを放熱や冷却をするかが大切であり、また、鉛蓄電
池においても、充電による発熱のための冷却や、漏出す
る希硫酸ガスや充電により水素ガスが発生することなど
から、階段下の蓄電池の収納スペース内を絶えず換気し
て効率よく冷却すると共にこれらのガスを速やかに排出
する必要がある。このため、住宅の外壁や床などに新た
な換気のための通気口を設けなければならず、住宅の新
築時ならともかく既存の住宅の外壁や床に新たに開口部
を設けることはなかなか難しい。

【０００９】そこで本発明は、上記課題によりなされた
もので、たとえ敷地や有効居住面積が狭い住宅において
も、特別の設置スペースを設けなくとも、従来住宅のデ
ッドスペースとして有効に利用されていなかった床下の
空間スペースを蓄電池の設置場所として利用することに
より、この未利用のスペースを有効に活用でき蓄電池の
設置場所として利用するものである。

【００１０】また、既存の住宅においても住宅基礎部分
の基礎通気口や、床下収納庫の床開口部などの既設の開
口部を何ら加工することなくそのまま利用することがで
き、何ら日常生活を邪魔することなく蓄電池の収納スペ
ースを確保でき、かつ、床下スペースは、床下を換気す
るための新たな設備を付加しなくても自然換気によって
換気されているので、風通しがよくまた比較的周囲温度
が低いので、この自然換気力を利用することによって収
納されている蓄電池の放熱や冷却、発生・漏出するガス
の排出を効率よく行うことができる。

【００１１】そして、この床下の収納スペースに収納さ
れた蓄電池を住宅基礎部分の基礎通気口部から出し入れ
したり、又は、従来の床下収納庫のように室内の床開口
部から出し入れして蓄電池のメンテナンスや交換作業を
容易にすることができるようにした床下スペースを蓄電
池の収納スペースとして利用した住宅用の電力貯蔵シス
テム、を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【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
蓄電池を備えるものであって、前記蓄電池は、住宅の床
下スペースに収納されているものである。また、前記蓄
電池を載置し、かつ、前記蓄電池を住宅基礎部の基礎通
気口を通して住宅の外部から出し入れする走行手段を有
する台座を備えることで、床下に収納された蓄電池を交
換したりメンテナンス作業をする際にも、基礎部に設け
られた既存の通気口を通して住宅の外部から簡単に蓄電
池を出し入れすることができる。

【００１３】さらに、住宅の内部から前記蓄電池を出し
入れする、住宅の床に設けた扉付きの床開口部を備える
ことで、床下に収納された蓄電池を交換したりメンテナ
ンス作業をする際に、住宅の床に設けた扉付きの床開口
部を通して住宅の内部から簡単に出し入れすることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電力貯蔵システム
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の電力貯蔵
システムの概略側面図、図２は、電力貯蔵システムの結
線の概略図、図７は、電力貯蔵システムの別の結線の概
略図である。

【００１５】図１及び図２に示すように、商用の電力系
統１からの電力は、電力計２を経て住宅に入り、直接住
宅内の分電盤６を経て住宅内のコンセント７に向かう系
統と、電力計２から系統切換装置３に接続され、この系
統切換装置３から双方向インバータ４を経て床下収納ス
ペースに設置された蓄電池５へ向かう系統との２系統に
配電されている。そして、この系統切換装置３の内部に
は、第１スイッチ８、第２スイッチ９、逆流防止のため
のダイオード１０、制御部１１が設けられている。

【００１６】この第１スイッチ８は、ＯＮ時に商用の電
力系統１からの交流電流を直流電流に変換する双方向イ
ンバータ４を経て電力を蓄電池５に給電するように接続
されている。一方、この蓄電池５に蓄えられた直流電流
は、双方向インバータ４で交流電流に変換され、第２ス
イッチ９、逆流防止のためのダイオード１０を経て住宅
内の電源コンセント７に給電されるように接続されてい
る。

【００１７】制御部１１は、安価な夜間電力を利用する
ために、第１スイッチ８と第２スイッチ９の切換えと、
双方向インバータ４の運転を制御すると共に、蓄電池５
の充電状態の監視及び作動すべき夜間電力時間帯を制御
している。系統切換装置３と双方向インバータ４も、蓄
電池５と同様住宅の床下のスペース１７に設置してもよ
い。このようにすることで、発熱のおそれがある系統切
換装置３と双方向インバータ４を特別の設備を設けるこ
となく冷却することができる。

【００１８】次に、電力系統の動作について図２で説明
すると、割安な夜間電力時間帯には、制御部１１は第１
スイッチ８をＯＮにして、商用電力系統１からの交流電
流を分電盤６を経て住宅内のコンセント７に通電すると
ともに、商用電力系統１からの交流電流をＯＮの状態に
ある第１スイッチ８を経て双方向インバータ４によって
交流電流を直流電流に変換して蓄電池５を充電する。蓄
電池５が十分充電されたことを制御部１１が検知する
と、制御部１１は第１スイッチ８をＯＦＦに切換えて蓄
電池５への通電を止めるよう制御する。また、蓄電池５
が充分な充電状態にないときには、制御部１１は第１ス
イッチ８をＯＮの状態に切換えて蓄電池５を充電する。

【００１９】次に、夜間電力時間帯以外には、第１スイ
ッチ８は制御部１１によってＯＦＦにされる。コンセン
ト７には、通常の商用電力系統１からの交流電流が給電
されているが、各電気器具の同時使用や大量使用で電力
需要が多い場合には、自動又は手動によって第２スイッ
チ９をＯＮにすると、夜間電力時間帯に充電されている
蓄電池５からの直流電流を、双方向インバータ４により
交流電流に変換してＯＮの状態にある第２スイッチ９、
ダイオード１０、分電盤６を経て住宅内の電源コンセン
ト７に給電されて、各電気機器を使用することができ
る。

【００２０】そして、制御部１１が蓄電池５の容量が下
限値にまで低下したことを検知した時、又は、住宅内に
おける電力需要が少なくなったときには、制御部１１
は、第２スイッチ９をＯＦＦに切り換えて住宅内の電源
コンセント７に蓄電池５からの電力の給電を停止する。
このように蓄電池５からの電力の給電が停止しても、住
宅内の電源コンセント７には通常通り商用電力系統１か
らの交流電流が給電されているので、この商用電力系統
１からの交流電流を使用することができる。また、使用
する電気器具によっては、図７に示すように、電気器具
を使用するコンセントへの電力源を、商用電力からの系
統と蓄電池５からの２系統にして使い分けるようにして
もよい。

【００２１】図３は、本発明の第１の実施の形態で、蓄
電池の床下配置を示す概略側面図、図４は、本発明の第
２の実施の形態で、蓄電池の床下配置を示す概略側面
図、図５は、本発明の第１の実施の形態の変形例、図６
は、本発明の第２の実施の形態の変形例である。蓄電池
５の床下スペース１７への収納・設置について図３〜６
によって説明すると、１２は載置走行式の台座２２に取
付けられたキャスター２３が走行する床下地盤である。
１３は住宅の基礎部で、その立上がり部には基礎通気口
１４が開口されている。床下通気のために、複数の箇所
に基礎通気口１４を設けている。そして、住宅の基礎部
１３の上部には、住宅の外壁１５と床１６などが設けら
れて住宅が構成され、床下地盤１２と住宅の基礎部１
３、１３と床１６とによって囲まれた空間（スペース）
が床下スペース１７となっている。

【００２２】図３は、キャスター２３などの走行手段を
有する載置走行式の台座２２の上に蓄電池５を設置した
場合のものであって、通常の使用では、余り蓄電池５を
移動させたりすることはないが、蓄電池５の故障時や寿
命の尽きたときなどには、住宅の基礎部１３に開けた基
礎通気口１４から載置走行式の台座２２ごと蓄電池５を
引き出して、蓄電池の修理、交換などのメンテナンス作
業が行われる。

【００２３】このような蓄電池５は重量があり、キャス
ター付きの載置走行式の台座２２では、台座２２のキャ
スター２３が地盤中に埋まってしまう恐れがある。ま
た、床下地盤１２がそのままであると地盤中には湿気が
多く含まれていることから、この湿気が蓄電池５にとっ
て性能を劣化させる。そこで、台座の走行と防湿のため
に床下地盤１２上に捨てコンによって床下地盤面を覆っ
ておくことが望ましい。また、捨てコンが施工できない
場合でも、防水シート敷設して防湿することが望まし
い。

【００２４】しかし、図３のように台座にキャスター２
３を取付けて載置した蓄電池５を台座２２ごと走行させ
る必要がある場合には、捨てコンや防湿シートの上にレ
ールなどを敷設するか、又は、図５に示すように、床下
天井面に吊下げ走行式の台座２４用の走行レール２１を
取付け、この走行レール２１に蓄電池５を載置した吊下
げ走行式の台座２４を用いると蓄電池５の出し入れが容
易となる。

【００２５】なお、住宅の基礎部１３の立上がり部に形
成されている基礎通気口１４の内の一つは、床下スペー
ス１７に収容される蓄電池５の出し入れ可能な大きさを
有していることが好ましい。また、住宅の基礎部１３に
開けた基礎通気口１４は、蓄電池５の引出し作業のため
には広い方がよいが、通常は、犬や猫などの小動物がこ
の基礎通気口１４から床下スペース１７に入り込まない
ように取り外しが可能な金網や格子を填めておくことが
好ましく、また、基礎通気口１４から雨が浸入しないよ
うに、カバーで覆うと共に床下から外部へのゆるい傾斜
を付けておいた方が望ましい。

【００２６】次に、図４は、住宅の内部から床下に設置
した蓄電池５を取り出すことができるようにした場合の
もので、床１６に床開口部１９を設け、この床開口部１
９の下に蓄電池５を台座２０に載せて収納・設置するよ
うにした別の実施の形態である。この床開口部１９に床
下扉１８を設けることにより、普段は床下扉１８で床開
口部１９を閉鎖してあるので、通常の床面と同様に何ら
日常生活を邪魔することなく使用することができ、床開
口部１９の床下扉１８を開けて床下スペース１７から蓄
電池５を出すことができる。図４に示す台座２０には、
蓄電池５を床１６の床開口部１９から載置するだけのも
のであればよいことから、移動のためのキャスターを設
けなくともよい。

【００２７】また、図４の変形例として図６に示すよう
に、床開口部１９を挟むようにして床下天井面に走行レ
ール２１を取付け、この走行レール２１に蓄電池５を載
置した吊下げ走行式の台座２４を床開口部１９から少し
奥の位置に押しやって、この空いた床開口部１９に合わ
せて床下収納庫を設けることにより、床下スペースを従
来の床下収納庫の設置スペースとして、また更に、走行
レール２１の長さを延長し、これに吊架する走行式の台
座２４を増設してより多くの蓄電池５の設置スペースと
しても使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の床下を利
用した電力貯蔵システムは、従来住宅のデッドスペース
として有効に利用されていなかった床下の空間スペース
を電力貯蔵用の蓄電池を設置する場所として利用したの
で、蓄電池のために居住空間を占拠されることがなく、
狭い住宅においても、住宅用の電力貯蔵システムを設置
することが可能となり、また、蓄電池が収納される床下
スペースは、建物の土台の腐食を防ぐために基礎部に通
気口が多く設けられているので、通気性・換気性がよ
く、蓄電池から漏出・発生するガスを速やかに排出する
ことができると共に、通気性が良いことから床下スペー
ス内の温度も外気温に比べて比較的低く、このため収納
された蓄電池を放熱・冷却するための特別の設備を必要
としないという効果を奏する。

【００２９】また、建築面積と略同じ面積の住宅の床下
スペースの一杯までの大量の蓄電池を設置することがで
きるので、夜間の割安な商用の夜間電力を大量に蓄える
ことができ、この蓄えられた電力を昼間の電力需要のピ
ーク時に使用することで、消費者側にとって、夜間の割
安な電力は電力料金の低減につながると共に、電力を供
給する電力会社にとっても、昼間の電力需要のピーク時
に合わせた過大な設備を備える必要のないことから、昼
夜間での電力需要の分散化が行われることになり電力負
荷平準化の一役を担うことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力貯蔵システムの概略側面図であ
る。

【図２】電力貯蔵システムの結線の概略図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態で、蓄電池の床下配
置を示す概略側面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態で、蓄電池の床下配
置を示す概略側面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の変形例である。

【図７】電力貯蔵システムの別の結線の概略図である。

【符号の説明】

１ 商用電力 ２ 電力計 ３ 系統切換装置 ４ 双方向インバータ ５ 蓄電池 ６ 分電盤 ７ コンセント ８ 第１スイッチ ９ 第２スイッチ １０ ダイオード １１ 制御部 １２ 床下地盤 １３ 住宅の基礎部 １４ 基礎通気口 １５ 外壁 １６ 床 １７ 床下スペース １８ 床下扉 １９ 床開口部 ２０ 台座 ２１ 走行レール ２２ 載置走行式の台座 ２３ キャスター ２４ 吊下げ走行式の台座

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、住宅の床下スペースに収納されていること
   を特徴とする電力貯蔵システム。
2. 【請求項２】 前記蓄電池を載置し、かつ、前記蓄電池
   を住宅基礎部の基礎通気口を通して住宅の外部から出し
   入れする走行手段を有する台座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。
3. 【請求項３】 住宅の内部から前記蓄電池を出し入れす
   る、住宅の床に設けた扉付きの床開口部を備えることを
   特徴とする請求項１記載の電力貯蔵システム。