JPH10285825A - 電源電力供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池の発電電力を有効に使用して商用電
源から電力使用を低減し、商用電源が機能を停止した場
合でも光通信端末装置が少なくとも所定の時間動作でき
る充電量を蓄電池に確保する電源電力供給システムを提
供する。 【解決手段】 自家発電電力供給部３は、太陽電池１３
および蓄電池１５を備える。太陽電池１３は、日照を受
けて発電して負荷電力供給部９を介して光通信端末装置
に電力を供給し、且つ蓄電池１５に電力を供給する。蓄
電池１５は、商用電力補充供給部５および太陽電池１３
から供給される電力を充電し、且つ負荷電力供給部９に
充電電力を供給する。商用電源補充供給部５は、商用電
源から受ける交流電流を受け、蓄電池１５および負荷電
力供給制御部９に供給する直流電流に変換する。電力供
給制御部７は、電流計２５等のセンサ情報を利用して、
蓄電池１５の充電電力量と商用電力補充供給部５が供給
する補充電力とを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源電力供給シス
テムに関し、特に災害等により商用電力の機能が停止し
た際にも一定期間電力を供給できると共に、太陽電池を
効率的に使用できる光通信端末装置の電源電力供給シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電システムは、商用電源、太陽
電池および蓄電池を使用して電源を供給するシステムで
あり、大別すると次の２種類がある。一つは太陽電池に
余剰電力があるときは商用電源に電力を逆潮流させるシ
ステムであり、他は太陽電池に余剰電力があるときでも
逆潮流させないシステムである。

【０００３】特開平５−１６８１７１号公報には、光通
信端末装置のための電源システムに関するものではない
が、余剰電力を逆潮流させない電源システムが開示され
ている。このシステムは、太陽電池、インバータと蓄電
池とを備える。通常時は蓄電池を充電しつつ太陽電池と
商用電源を連系させ、商用電源が停電する時はこれを切
り離してインバータ動作の型を切り替えると共に、蓄電
池を充放電可能型に切り替えて、太陽電池と蓄電池によ
る運転を行う電源装置である。これにより、商用電源と
連携して太陽電池で発生した電力により負荷を駆動する
と共に、蓄電池を充電し、商用電源から電力の供給が受
けられないときには蓄電池に充電された電力および太陽
電池の電力を用いて負荷を駆動する。

【０００４】特開平８−１６３７９３号公報には、余剰
電力を逆潮流させる電源システムが開示されている。こ
れは、昼間は太陽電池で発電を行い光通信端末装置に供
給すると共に、バックアップ用蓄電池に充電し、余剰電
力を電力会社に売却、つまり逆潮流させる。夜間は商用
電力を使用すると共に、夜間の停電時および太陽光発電
の行ない昼間の停電時は蓄電池の電力で動作する光端末
装置用電源システムである。

【０００５】従来、このような光通信端末装置の電源シ
ステムには、それぞれの設置場所において電力が商用電
源から供給され、商用電源が停電した時のバックアップ
用に高々数時間程度の電力供給が可能な蓄電池を備えて
いるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
太陽光発電システムを光通信端末装置に適用すると、災
害等で商用電源が機能を停止した際には、光通信端末装
置のための電源供給システムとして機能が十分でない。

【０００７】特開平５−１６８１７１号公報に開示の従
来技術では、商用電源と太陽電池が連系して動作するこ
とを前提としているので、夜間においても商用電源から
電力が供給される。このため、蓄電池に蓄積された余剰
の充電電力を十分有効に利用していない。

【０００８】また、特開平８−１６３７９３号公報に開
示の従来技術では、昼間は太陽電池で発電して、これを
装置に供給すると共にバックアップ用蓄電池に充電し、
余剰電力を電力会社に売却することにより発電電力を有
効に使用するが、夜間はバックアップ用蓄電池への充電
量に係わらず商用電力を使用するため、蓄電池に充電さ
れた電力を十分有効に利用して商用電力の使用量を抑え
るものではなかった。

【０００９】これらの従来技術では、電源システムが蓄
電池を有しているが、この充電量を十分に管理していな
い。例えば、特開平８−１６３７９３号公報に開示され
た光端末装置用電源システムでは、上記のように電力を
有効に利用しているが、バックアップ用蓄電池への充電
量に関しては何等考慮されることなく、蓄電池の充電量
の最低量を確保する考慮はなかった。

【００１０】加えて、蓄電池の充電電力が十分でなくな
ったときに商用電源から蓄電池に充電することに関して
は何ら開示されていない。このため、蓄電池の充電量が
十分でない場合でも太陽電池のみから充電されるので、
商用電源から電力が受けられなくなったとき、例えば災
害等による停電時にも所定時間だけ負荷に電力の供給す
ることが可能な最低限の充電量を確保することが十分に
行われない。

【００１１】特開平４−１６８９３５号公報には、太陽
電池と蓄電池とを備え、外部電源から蓄電池に充電しな
い時に太陽電池から蓄電池を充電する電源装置が開示さ
れている。しかし、この電源装置では蓄電池を外部から
の電源により充電するが、充電電力の主な供給源は太陽
電池ではなく外部電源であり、その結果太陽発電電力を
有効に利用していない。また、蓄電池の充電量の管理に
ついても何ら開示していない。

【００１２】一方、メタルの伝送路を使用している通信
端末装置では、センターとメタル配線で結線されている
ので、このメタル伝送線を使用してセンターから電源を
供給することも可能である。このため、商用電源が停電
しても通信機能は確保される。しかし、光通信端末装置
ではそれぞれの設置場所において商用電源から電力供給
されているので、センタからメタル伝送線を介して電力
を供給することができない。つまり、光通信端末装置で
は商用電源からの電力供給が停止した後は、蓄電池に充
電されているわずかな電力に応じた時間だけ動作するの
みであった。

【００１３】また、太陽電池等を使用する発電システム
等が下記の公報に開示されている。

【００１４】特開昭５７−２０８８３０号公報には、太
陽照度センサを用い照度値に応じて太陽電池の電力と商
用電力とを切り替え、蓄電池の過充電および過放電防止
回路をもつ住宅用太陽電池電源回路が開示されている。
しかし、光通信端末装置の電源システムに関するもので
はなく、太陽電池の電力を有効に使用して商用電源の使
用量を低減するために蓄電池の電力を使用することへの
示唆がない。

【００１５】特開昭５８−８６８２９号公報には、蓄電
池への充電過程中に他の電源が停電した場合に、太陽電
池による充電を継続しつつ蓄電池から負荷への供給を行
う太陽光発電システムが開示されている。しかし、これ
は住宅で使用するシステムに関し、太陽電池を蓄電池の
充電にのみ使用し、停電時にのみ蓄電池の電力を使用す
るものであり、商用電源の使用量を低減するために蓄電
池の電力を使用することへの示唆がない。

【００１６】特開昭５８−８６８３０号公報には、太陽
電池から充電される蓄電池の出力をインバータにて交流
に変換して負荷に供給する太陽光発電システムにおい
て、負荷が小さい時にはインバータを停止する太陽光発
電システムが開示されている。しかし、負荷が小さい時
にはインバータを停止して、太陽電池の利用率を向上さ
せるものであり、商用電源の使用量を低減するために蓄
電池の電力を使用することへの示唆がない。

【００１７】特開昭６４−５０７２３号公報には、太陽
電池により発電された電力を充電するバッテリを有し、
インバータを制御するプリセットスイッチにより翌日の
天候を予めプリセットして、このスイッチによって深夜
時間帯にバッテリへ充電量を可変できる太陽光発電装置
が開示されている。しかし、これはバッテリ容量を少な
くすることを目的として、翌日の天候を予めプリセット
して、このスイッチによって深夜時間帯にバッテリへ充
電量を可変できるものであり、商用電源の使用量を低減
するために蓄電池の電力を使用することへの示唆がな
い。

【００１８】特開平６−３０５３４号公報には、太陽電
池により発電された電力をインバータを介して供給する
と共に、太陽電池からの電力が不足するときに不足する
電力を商用電源から供給し、更に太陽電池の発電が停止
したときは商用電源から供給する発明が開示されてい
る。しかし、このシステムは蓄電池を備えず、商用電源
の使用量を低減するために蓄電池の電力を使用すること
への示唆がない。

【００１９】特開平８−２３７８８４号公報には、太陽
電池とインバータとを備え、これらの間に蓄電池とイン
バータの制御回路を有している発明が開示されている。
しかし、インバータのチャタリング防止を目的とするも
のであり、商用電源の停電時に負荷へ所定の時間以上電
力を供給することへの示唆がない。

【００２０】特開平８−２６５９８２号公報には、電圧
検出手段により太陽電池の出力電圧を検出して、この電
圧の上昇割合に基づいてインバータの起動開始時期を変
更する太陽電池発電装置が開示されている。しかし、イ
ンバータを利用して太陽電池の電力を有効に使用するこ
とを目的し、蓄電池を備えず、また商用電源の停電時に
負荷へ所定の時間以上電力を供給することへの示唆がな
い。

【００２１】特開平８−２８９５７８号公報には、太陽
光発電システムを制御するマイコン部に太陽電池出力デ
ータ、日射量、温度のデータ等を保管する記憶手段を備
えた太陽光発電システムが開示されている。しかし、日
射量、温度のデータ等を保管する記憶手段を備えている
が、蓄電池を備えず、商用電源の停電時に負荷へ所定の
時間以上電力を供給することへの示唆がない。

【００２２】これらは、光通信端末装置の電源電力供給
システムに関するものではないので、外部制御装置と通
信を行うことに対する示唆がない。

【００２３】従って、本発明の目的は、太陽電池により
発生した電力を有効に使用して商用電源からの電力使用
を低減すると共に、商用電源が機能を停止した場合でも
光通信端末装置を少なくとも所定の時間動作させる充電
量を蓄電池に確保できる電源電力供給システムを提供す
ることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は次のよ
うな構成とした。

【００２５】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、光伝送路を介して通信を行う光通信端末装置に電源
電力を供給する電源電力供給システムにおいて、太陽電
池、蓄電池を有し、太陽電池から供給される発電電力を
蓄電池に供給し、且つ太陽電池から供給される発電電力
および蓄電池の蓄積電力の少なくとも一方より光通信端
末装置に主作動電力を供給する自家発電電力供給部と、
商用電源から光通信端末装置に補充電力を供給し、且つ
商用電源から蓄電池に充電電力を供給する商用電力補充
供給部と、蓄電池の充電電力量、主作動電力の供給およ
び補充電力の供給を制御する電力供給制御部と、を備
え、電力供給制御部は、蓄電池の充電状態に関する情報
を検知する充電状態検知手段と、充電状態検知手段で検
知した情報に基づいて充電電力量、主作動電力の供給、
および補充電力の供給を制御する充電制御手段とを有す
る。

【００２６】このように、電力供給制御部を設け、充電
状態検知手段による蓄電池の充電状態に関する情報に基
づいて、充電電力量、主作動電力の供給および補充電力
の供給を充電制御手段により制御するので、蓄電池の充
電電力を有効に使用できる。つまり、自家発電電力供給
部においては、太陽電池から蓄電池を充電する電力、光
通信端末装置の主作動電力を供給するようにしたので、
商用電源を使用しなくても蓄電池を充電でき、且つ光通
信端末装置に電力を供給できる。商用電力補充供給部に
おいては、太陽電池、蓄電池から光通信端末装置へ供給
できる電力に応じて商用電源から光通信端末装置に補充
電力を供給できるので、自家発電電力供給部からの電力
を商用電源より優先して使用できる。また、蓄電池の充
電電力量に応じて商用電源から蓄電池に充電電力を供給
できるので、商用電源の使用量を低減できる。このため
商用電源の使用量を抑えつつ、所定の充電量を蓄電池に
確保できる。

【００２７】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、電力供給制御部は、太陽電池の発電電力量に関する
情報を検知する発電電力検知手段を更に有し、充電制御
手段は、発電電力検知手段で検知した情報と充電状態検
知手段で検知した情報とに基づいて充電電力量、主作動
電力および補充電力を制御するようにしてもよい。

【００２８】このように、充電状態検知手段に加えて発
電電力検知手段を設けて、充電状態に関する情報および
発電電力に関する情報を検出し、この情報に基づいて充
電制御手段により充電電力量、主作動電力、補充電力を
制御すれば、発電電力および充電電力を有効に使用でき
るため、商用電源の使用量を抑えつつ所定の充電量を蓄
電池に確保できる。

【００２９】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、電力供給制御部は、商用電源から電力の供給が受け
られない場合に、太陽電池の発電電力、および蓄電池の
充電電力の少なくとも一方の電力を光通信端末装置へ供
給する停電制御手段を更に有するようにしてもよい。

【００３０】このように停電制御手段を設ければ、商用
電源の供給が停止した場合にも、太陽電池の発電電力お
よび蓄電池の充電電力の少なくとも一方の電力を光通信
端末装置へ供給できる。さらに、蓄電池には所定の充電
量が確保されているので、この端末装置は少なくとも上
記充電量により規定される時間だけ動作可能である。

【００３１】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、電力供給制御部は、蓄電池の充電電力および太陽電
池の発電電力の少なくとも一方により電源供給されるよ
うにしてもよい。

【００３２】このように、蓄電池の充電電力および太陽
電池の発電電力の少なくとも一方から電力供給制御部の
動作電力を供給すれば、停電時でも電力供給制御部を動
作されることができると共に、商用電源の使用量を抑え
ることができる。

【００３３】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、充電制御手段は、充電電力量および補充電力の制御
をしきい値に関して比較し判断する際に使用する制御パ
ラメータを記憶する記憶装置を有し、制御パラメータに
よってしきい値を変更できるようにしてもよい。

【００３４】このように、しきい値となる制御パラメー
タを記憶して、これらを用いてしきい値を変更すれば、
動作環境に応じて充電制御手段を詳細に制御できるの
で、本電源供給システムをより効率的に動作させること
ができる。

【００３５】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、光伝送路に結合された送出手段を更に備え、電力供
給制御部は、当該電源電力供給システムの内部状態に関
する情報を検知する内部状態検知手段を有し、送出手段
により、内部状態検知手段により検知される情報に基づ
いた監視情報を送出するようにしてもよい。

【００３６】このように、内部状態検知手段を設けてシ
ステムの内部状態に関する情報を検知し、これを送信手
段を用いて光伝送路に送出するようにすれば、このシス
テムを遠隔地からでも監視できる。

【００３７】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、光伝送路に結合された送受信手段を更に備え、電力
供給制御部は、当該電源電力供給システムの内部状態に
関する情報を検知する内部状態検知手段を有し、送受信
手段により、内部状態検知手段により検知される情報に
基づいた監視情報を送出し、送出された監視情報に基づ
いて外部制御装置によって作成された外部制御情報を受
信するようにしてもよい。

【００３８】このように、外部制御装置によって送出さ
れる本システムの外部制御情報を受信するようにすれ
ば、内部状態に関する情報から制御情報を加工する手段
が本システム内に必要なくなるので、システムを簡素に
できると共に、本システムが外部制御装置により制御さ
れる。

【００３９】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、光伝送路に結合された受信手段を更に備え、受信手
段により、光伝送路から電力供給制御部の指示情報を受
けるようにしてもよい。

【００４０】このように、外部制御装置による指示情報
を受ける受信手段を設ければ、この指示情報により本シ
ステムの動作を制御できる。

【００４１】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、指示情報は、将来の日照情報であるようにしてもよ
い。

【００４２】このように将来の日照情報、例えば将来の
日照時間に応じて蓄電池の充電電力の使用量を調整、あ
るいは増減すれば、蓄電池の充電電力を有効に使用でき
るので、商用電源の使用量が低減できる。

【００４３】本発明に係わる電源電力供給システムで
は、監視情報は、少なくとも日照量および充電電力量の
情報であるようにしてもよい。

【００４４】このように、少なくとも日照量および充電
電力量の監視情報を送出手段により光伝送路へ送出する
ようにすれば、太陽電池および蓄電池を遠隔地からでも
監視できる。また、上記監視情報を送受信手段により光
伝送路に送出するようにすれば、この監視情報に関する
外部制御情報を受けることができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を説明する。また、同一の部分には同一の符号を付
して、重複する説明は省略する。

【００４６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の電
源電力供給システムの一実施の態様を示す概略構成図で
ある。なお、商用電源とは本システム外から供給される
外部電源であり、本実施の形態においては交流電源の場
合を説明する。

【００４７】まず、図１に基づいて本発明の電源電力供
給システムの構成を説明する。電源電力供給システム１
は、自家発電電力供給部３、商用電力補充供給部５、電
力供給制御部７を備え、更に光通信端末装置８０に主作
動電力を供給する負荷電力供給部９および光伝送路３５
と結合する外部インターフェース制御部１１等を備え
る。

【００４８】自家発電電力供給部３は、太陽電池１３お
よび蓄電池１５等を備える。太陽電池１３は、日照を受
けて電力を発生して負荷電力供給部９を介して光通信端
末装置（以下、端末装置という）８０に発電主作動電力
を供給し、且つ蓄電池１５に蓄積主作動電力を供給す
る。蓄電池１５は、商用電力補充供給部５および太陽電
池１３から供給される電力を充電し、且つ充電電力を放
電主作動電力として放電し負荷電力供給部９へ供給す
る。

【００４９】商用電力補充供給部５は、インバータ２
３、あるいは直流安定化電源等を備える。これらは、商
用電源３７から受ける交流（ＡＣ）電流を受け、蓄電池
１５および負荷電力供給制御部９に供給する直流（Ｄ
Ｃ）電流に変換する。

【００５０】電力供給制御部７は、太陽電池１３から蓄
電池１５へ供給できる電力に応じて蓄電池１５の充電電
力、充電電力量と、充電電力量および太陽電池１３の発
電電力に応じて主作動電力とを制御し、且つ自家発電電
力供給部３から端末装置８０へ供給できる主作動電力に
応じて補充電力を制御する。つまり、商用電源３７の使
用量を低減できるように、蓄電池１５の充電電力量およ
び商用電力補充供給部５が供給する補充電力を制御す
る。また、この制御には、電圧計２５、電流計２７、日
射計２９、温度計３１等から受けるセンサ情報等、ある
いは外部インターフェース部１１から受ける制御情報を
利用する。つまり、図２に示すように、充電状態検知手
段７１からの蓄電池１５の充電状態に関する情報に基づ
いて、または充電状態検知手段７１からの上記情報およ
び発電電力検知手段７３からの太陽電池１３の発電電力
に関する情報に基づいて、商用電源３７の使用量を低減
し、且つ蓄電池１５に所定の充電量を確保できる範囲で
蓄電池１５の充電電力と太陽電池１３の発電電力を優先
して使用し、商用電力補充供給部５から不足分を補充電
力および充電電力として供給するようにして、充電電力
量と、主作動電力の供給、充電電力の供給および補充電
力の供給とを制御する。

【００５１】図２に示すように、電力供給制御部７は、
このために充電状態検知手段７１および充電制御手段７
２を備え、更に種々の手段、例示すれば発電電力検知手
段７３、停電制御手段７５、内部状態検知手段７６等を
有している。

【００５２】これらの手段の機能を詳述すれば、充電状
態検知手段７１は、蓄電池１５の充電状態に関する情
報、例えば蓄電池１５の充電電圧、充電電流、出力電
圧、出力電流等を検知し処理する。充電制御手段７２
は、充電状態検知手段７１で検知した情報に基づいて充
電電力量と主作動電力、充電電力、および補充電力の供
給とを制御し、あるいは下記の発電電力検知手段７３お
よび充電状態検知手段７１で検知した情報とに基づいて
充電電力量と充電電力、主作動電力、および補充電力の
供給とを制御する。発電電力検知手段７３は、太陽電池
１３の電力の発生量に関する情報、例えば太陽電池１３
の出力電圧、出力電流等を検知し処理する。停電制御手
段７５は、商用電源３７の供給が停止した場合に太陽電
池１３で発生される電力および蓄電池１５の充電電力の
少なくとも一方を端末装置８０へ供給する制御を行う。
内部状態検知手段７６は、当該電源電力供給システム１
の内部状態に関する情報である蓄電池１５および太陽電
池１３に関する上記情報に加えて、例えば日照量、温度
等を検知し通信により送るために処理をする。

【００５３】これらの手段は、中央処理装置（ＣＰＵ）
１７、メモリ１９、レジスタ２１等に、ソフトウエア、
ハードウエアあるいはこれらの両者により実現される。
電力供給制御部７は、太陽電池１３および蓄電池１５の
少なくとも一方により電力が供給されていることが好ま
しい。このようにすると、商用電源３７が停止している
時でも電力供給制御部７を動作させることができるの
で、本システム１の制御ができる。

【００５４】負荷電力供給部９は、太陽電池１３、蓄電
池１５および商用電力補充供給部５から供給される電力
を光通信端末装置（負荷）８０に合う電力形態（直流、
交流、または電圧）に適宜変換して供給する。

【００５５】図３に示すように、外部インターフェース
制御部１１は、光伝送路３５に結合された送出手段８
１、送受信手段８２および受信手段８３のいずれかを備
えるようにしてもよい。送出手段８１は、内部状態検知
手段７６により検知される情報に基づいた監視情報の
内、少なくとも日照量および充電電力に関する情報を送
出する。送受信手段８２は、内部状態検知手段７６によ
り検知される情報に基づく監視情報の内、少なくとも日
照量および充電電力に関する情報を送出し、送受信手段
８２により送出された監視情報に基づいて外部制御装置
８５によって作成され、電力供給制御部７で使用する制
御情報を受信する。受信手段８３は、光伝送路３５から
電力供給制御部７への指示情報を受ける。これらの手段
を備えると、電力供給制御部７が端末装置８０を介して
光伝送路３５と結合されるので、端末装置８０に備えら
れた送信機により種々のデータ等を光伝送路３５へ送り
出し、あるいは受信機によりデータ等を光伝送路３５か
ら受け取ることできるため、既に備えられている通信機
等を監視情報、制御情報、指示情報等の送受信に利用で
きる。

【００５６】更に、本システム１は、太陽電池１３およ
び蓄電池１５の電圧値を測定する電圧計２５、太陽電池
１３および蓄電池１５の電流値を測定する電流計２７に
加えて、太陽光を受けて日照量を測定する日射計２９お
よび本システム１の設置付近の気温を測定する温度計３
１等の本システム１の環境状態を測定するセンサ等を備
える。これらの測定値は、必要に応じて電力供給制御部
７で処理され、本システム１の制御のための内部情報と
して利用される。

【００５７】切り替えスイッチＳ１からＳ５は、太陽電
池１３と蓄電池１５の間にＳ１、太陽電池１３と負荷電
力供給部９の間にＳ２、蓄電池１５と商用電力補充供給
部５の間にＳ３、商用電力補充供給部５と負荷電力供給
部９の間にＳ４、蓄電池１５と負荷電力供給部９の間に
Ｓ５がそれぞれ配置されている。これらのスイッチは電
力供給制御部７により開、閉が制御される。これらのス
イッチとしては、例えば電磁リレーが使用できる。

【００５８】次に、本システム１の動作例を図４〜図６
を用いて説明する。なお、図４〜図６において、スイッ
チが閉じている状態を”ＯＮ”と、スイッチが開いてい
る状態を”ＯＦＦ”と記した。

【００５９】図４は、蓄電池１５の充電状態とスイッチ
Ｓ１〜Ｓ５の状態との関係を示した動作状態図である。
充電状態検知手段７１により蓄電池１５の充電状態に関
する情報を検知して、充電制御手段７２によりスイッチ
Ｓ１〜Ｓ５を制御する。Ｖｓは、商用電源３７が停電し
た後も所定の時間は端末装置８０に電力供給ができる電
圧である。蓄電池１５の出力電圧がＶｓ以上であれば、
蓄電池１５が放電可能である。Ｖｐは、蓄電池１５には
電力が十分に充電されているので、その電力を使用でき
る電圧である。図４に示された各状態では、太陽電池１
３の発電量に関する情報が得られていないので、太陽電
池１３の状態は不明である。

【００６０】状態１では、蓄電池１５の電圧がＶｓ未満
で充電量が十分でないので、緊急に充電する必要がある
ため、Ｓ１およびＳ３を閉じて、商用電源３７および太
陽電池１３を用いて蓄電池１５に充電を行う。このよう
にすると、太陽電池１３の発電量分だけ充電時間が短縮
されると共に、商用電源３７の使用量が低減される。ま
た、太陽電池１３の状態が不明なので、Ｓ２およびＳ５
を開き、更にＳ４を閉じて、商用電源３７から端末装置
８０に電力を供給する。

【００６１】状態２では、蓄電池１５の電圧はＶｓ以上
であり所定量の電力が充電されているので、商用電源３
７の使用量を低減するためにＳ１を閉じると共にＳ３を
開いて、蓄電池１５は太陽電池１３のみから充電する。
太陽電池１３の状態が不明であるが、蓄電池１５の充電
量が放電可能なので、Ｓ２、Ｓ４およびＳ５を閉じて、
太陽電池１３、蓄電池１５および商用電源３７から端末
装置８０に電力を供給する。

【００６２】状態３では、蓄電池１５の電圧は放電する
には十分（Ｖｐ以上）なので、Ｓ１およびＳ３を開いて
蓄電池１５の充電は行わず、Ｓ２およびＳ５を閉じ、且
つＳ４を開いて、蓄電池１５から端末装置８０に電力を
供給して、商用電源３７の使用量を低減する。

【００６３】図５は、日照状態および蓄電池１５の充電
状態とスイッチＳ１〜Ｓ５の状態の関係とを示した動作
状態図である。充電状態検知手段７１は蓄電池１５の充
電状態に関する情報を検知し、更に発電電力検知手段７
３は太陽電池１３の発電状態に関する情報を検知して、
充電制御手段７２はスイッチＳ１〜Ｓ５を制御する。

【００６４】状態４では、太陽電池１３の発電量が十分
でなく、更に蓄電池１５の充電量も十分でないので、蓄
電池１５を早く充電するためにＳ１およびＳ３を閉じ
て、太陽電池１３および商用電力を蓄電池１５に接続す
る。このようにすると、太陽電池１３の発電量分だけ充
電時間が短縮されると共に、商用電源３７の使用量が低
減される。太陽電池１３の電力を利用して蓄電池１５の
充電を緊急に行う必要があるので、Ｓ２およびＳ５を開
くと共にＳ４を閉じて、商用電源３７から端末装置８０
に電力を供給する。

【００６５】状態５では、太陽電池１３の発電量が十分
でないが、蓄電池１５には所定（Ｖｓ以上）の充電量が
あるので、蓄電池１５を緊急に充電する必要がないた
め、Ｓ１を閉じ、更にＳ３を開いて、太陽電池１３から
蓄電池１５に充電する。このようにすると、蓄電池１５
に所定の充電量を確保しながら、商用電源３７の使用量
を低減できる。太陽電池１３の発電量が十分でないので
蓄電池１５の電力を将来のために保存するために、蓄電
池１５の充電電力が放電可能であるけれども、Ｓ２およ
びＳ４を閉じると共にＳ５を開いて、太陽電池１３およ
び商用電源３７から端末装置８０に電力を供給する。こ
のようにすると、蓄電池１５の所定の充電電力を保ちつ
つ、太陽電池１３の発電量分だけ商用電源３７の使用量
を低減できる。

【００６６】状態６では、太陽電池１３の発電量が十分
でないが蓄電池１５は放電するのに十分な充電量を有し
ているので、Ｓ１およびＳ３を開いて蓄電池１５を充電
せず、Ｓ４を開くと共にＳ２およびＳ５を閉じて、太陽
電池１３および蓄電池１５から端末装置８０に電力を供
給する。このようにすると、蓄電池１５に所定の充電量
を保ちながら商用電源３７の使用量を低減できる。

【００６７】状態７では、太陽電池１３の発電量が十分
であり、更に蓄電池１５の充電量も十分なので、Ｓ１お
よびＳ３を開いて蓄電池１５には充電を行わない。太陽
電池１３の発電量が十分であるので、Ｓ２およびＳ５を
閉じると共にＳ４を開いて、太陽電池１３および蓄電池
１５から端末装置８０に電力を供給する。このようにす
ると、蓄電池１５に充電量を十分に保ちながら商用電源
３７の使用量を低減できる。

【００６８】状態８では、太陽電池１３の発電量が十分
であり、蓄電池１５には所定（Ｖｓ）の充電量が蓄積さ
れているので、蓄電池１５を緊急に充電する必要がない
ため、Ｓ１を閉じると共にＳ３を開いて、太陽電池１３
から蓄電池１５に充電する。このようにすると、蓄電池
１５に所定の充電量を確保しつつ商用電源３７の使用量
を低減できる。また、太陽電池１３の発電量が十分であ
るので、Ｓ４を開くと共にＳ２およびＳ５を閉じて、太
陽電池１３および蓄電池１５から端末装置８０に電力を
供給する。このようにすると、蓄電池１５に所定の充電
量を保ちながら商用電源３７の使用量を低減できる。

【００６９】状態９では、太陽電池１３の発電量が十分
であるが、蓄電池１５の充電量も十分でないので、蓄電
池１５を早く充電するためにＳ１を閉じると共にＳ３を
開いて、太陽電池１３から蓄電池１５に電力を充電す
る。このようにすると、太陽電池１３を利用して蓄電池
１５を緊急に充電できる。太陽電池１３の電力を利用し
て蓄電池１５の充電を緊急に行う必要があるので、Ｓ２
およびＳ５を開くと共にＳ４を閉じて、商用電源３７か
ら端末装置８０に電力を供給する。

【００７０】図６は、太陽電池１３による発電の有無と
蓄電池１５の充電状態とスイッチＳ１〜Ｓ５の状態の関
係とを示した動作状態図である。充電状態検知手段７１
により蓄電池１５の充電状態に関する情報を検知すると
共に、発電電力検知手段７３により太陽電池１３の発電
量がシステムに利用できる以上の量であるかを検知し
て、充電制御手段７２によりスイッチＳ１〜Ｓ５を制御
する。

【００７１】状態１０では、太陽電池１３の発電量が十
分ではなくシステムに利用できる未満の量であるが、蓄
電池１５の充電量は放電のために十分であるので、Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４を開くと共にＳ５を閉じて、
蓄電池１５から端末装置８０に電力を供給して、商用電
源３７の使用量を低減する。

【００７２】状態１１では、蓄電池１５が放電可能な程
の充電量であるが、太陽電池１３の発電電力がないの
で、Ｓ１を開くと共にＳ３を閉じて、商用電源３７から
蓄電池１５を充電する。太陽電池１３および蓄電池１５
の電力が利用できないので、Ｓ２およびＳ５を開くと共
にＳ４を閉じて、商用電源３７から端末装置８０に電力
を供給する。

【００７３】状態１２では、太陽電池１３の発電電力が
なく、蓄電池１５も充電が必要であるので、Ｓ１、Ｓ２
およびＳ５を開くと共にＳ３およびＳ４を閉じて、蓄電
池１５および端末装置８０に商用電源３７から電力を供
給する。

【００７４】状態１０〜状態１２のように、太陽電池１
３の発電がない場合、例えば夜間でも、本システム１は
常に商用電源３７から電力の供給を受けるのではなく、
蓄電池１５の充電量が十分あれば、これを端末装置８０
に供給するので、商用電源３７の使用量を低減できる。
加えて、蓄電池１５に所定の充電量がないときには商用
電源３７からも充電するので、蓄電池１５には所定の充
電量が保持される。したがって、災害等により商用電源
３７が停止した場合でも、端末装置８０が動作できる時
間を所定値以上にできる。

【００７５】状態１３は、蓄電池１５の充電量は放電す
るために十分であるが、放電させることができない理
由、例えば明日以降の天候等の理由、により利用できな
い場合である。蓄電池１５の充電量は十分なので、Ｓ１
およびＳ３を開いて蓄電池１５は充電しない。太陽電池
１３の発電量が端末装置８０が必要とする電力を満たさ
ず、蓄電池１５からも電力を供給できないので、Ｓ２お
よびＳ４を閉じると共にＳ５を開いて、商用電源３７か
ら端末装置８０に電力を供給する。

【００７６】状態１４は、太陽電池１３の発電電力が十
分にあるので、Ｓ１を閉じると共にＳ３を開いて、蓄電
池１５は太陽電池１３から充電を行う。Ｓ２を閉じると
共にＳ４およびＳ５を開いて端末装置８０にも太陽電池
１３から電力を供給する。このようにすると商用電源３
７の使用量を低減しつつ、蓄電池１５には所定量の電力
を確保できる。

【００７７】商用電源３７から電力の供給が受けられな
い場合、例えば、商用電源３７の供給の停止した場合あ
るいは商用電源３７の電圧が所定値より低下した場合に
は、停電制御手段７５によって商用電源３７の状態が検
知され、太陽電池１３で発生される電力および蓄電池１
５の充電電力の少なくとも一方の電力が端末装置８０へ
供給される。

【００７８】以上、詳細に説明したように、本システム
１では、充電状態検知手段７１により蓄電池１５の充電
状態に関する情報を検知するので、蓄電池１５の充電電
力の残存量を知ることができる。このため、残存量が不
足する場合には太陽電池１３および商用電源３７から蓄
電池１５を所定量まで充電できると共に、充電電力に余
剰があるときは所定量まで使用できるので、商用電源３
７の使用量を低減しつつ、端末装置８０の動作を所定の
時間以上行うために必要な電力を蓄電池１５に残すこと
ができる。

【００７９】上記充電情報に加えて、発電電力検知手段
７３により太陽電池１３の発電状態に関する情報を検知
するようにすれば、さらに太陽電池１３の発電電力を商
用電源３７に優先して使用し、不足分を商用電源３７か
ら補充して使用できるので、太陽電池１３の電力を有効
に使用して、商用電源３７の使用量を低減できる。

【００８０】また、本発明の電源電力供給システム１に
おいては、電力供給制御部７における制御に際して、Ｖ
ｐ、Ｖｓのような値を基準に判断を行った。つまり、こ
れらＶｐ等は制御のしきい値となっている。そこで、本
システム１では、このようなしきい値を制御パラメータ
として記憶する記憶装置を設けて、これらの制御パラメ
ータによってしきい値を変更して、制御を行うようにし
てもよい。例えば、日本のように四季がある地域では、
その時々で気温、日照時間等が大きく変化する。気温、
日照時間等は充電の制御に関係している。このため、季
節に合わせて充電に関する制御パラメータを上記記憶装
置から読み出して変更すれば、季節に応じて充電の制御
パラメータを変更できる。このようにすると、太陽電池
１３での発電電力を効率よく蓄電池１５に充電すること
ができる。なお、制御パラメータは、電力供給制御部７
のメモリ１９内に記憶することが好ましい。

【００８１】更に、本発明の電源電力供給システム１に
おいては、外部インターフェース部１１を設けて、光伝
送路３５を通して外部制御装置８５と通信を行うように
してもよい。

【００８２】外部インターフェース部１１は、光通信端
末装置８０を介して光伝送路３５に結合された通信手段
として、送出手段８１、送受信手段８２または受信手段
８３を備え、この通信手段によって、内部状態検知手段
７６により処理された監視情報を送出し、あるいは外部
制御装置８５による制御情報、指示情報を受信するよう
にしてもよい。

【００８３】図３（ａ）に示すように、日射量、温度、
太陽電池１３の出力電流、出力電圧、蓄電池１５の充電
電圧、充電電流、放電電圧、放電電流等に関する監視情
報を電力供給制御部７（内部状態検知手段７６）から受
けて、送出手段８１を用いて光通信端末装置８０を介し
て光伝送路３５に送出するようにしてもよい。

【００８４】例えば、日照量および太陽電池１３の発電
量に関する監視情報を送出することが好ましい。このよ
うにすれば、太陽電池１３の状態を遠隔地から監視でき
る。つまり、一般に日照量と太陽電池１３の発電量は概
ね比例関係にあるので、日照量が大きいにもかかわらず
太陽電池１３の発電量が小さい場合はシステム異常（例
えば、太陽電池１３の表面の汚れあるいは配線の断線等
により不具合）が発生していることを検出でき、逆に不
具合がなければ正常であることを検出できる。また、日
照量および蓄電池１５の充電量に関する監視情報を送出
することが好ましい。このようにすれば、蓄電池１５の
不具合の有無を遠隔地から監視できる。

【００８５】図３（ｂ）に示すように、上記監視情報を
電力供給制御部７（内部状態検知手段７６）から受け
て、送受信手段８２を用いて端末装置８０を介して光伝
送路３５に送出し、この監視情報に基づいて外部制御装
置８５によって作成され、電力制御部７で使用される外
部制御情報を光伝送路３５から受信するようにしてもよ
い。このように外部制御情報を受信すれば、内部状態に
関する情報から制御情報を加工する手段が本システム１
に必要ないので、システムを簡易にできる。

【００８６】図３（ｃ）に示すように、外部制御装置８
５によって作成され、電力制御部７で使用される指示情
報を、端末装置８０を介して受信手段８３により光伝送
路３５から受信するようにしてもよい。指示情報は、端
末装置８０、本システム１に対する指示のいずれでもよ
い。このようにすると外部から本システム１等を直接に
制御できる。

【００８７】例えば、指示情報として、端末装置８０の
装置筐体のオープン許可信号を受信することが好まし
い。つまり、端末装置８０は通信装置であるために勝手
に筐体を開けられてしまうと情報が漏洩するおそれがあ
る。そこで、筐体の蓋に電磁扉等を付加しておき、オー
プン信号を受信したときにのみ筐体を開けることにすれ
ば、端末装置８０の監視ができる。また、指示情報とし
て、太陽電池１３の発電電力を端末装置８０に供給する
指示を受信して、電力供給制御部７の制御を外部制御装
置８５により直接に行うようにしてもよい。

【００８８】特に、指示情報として、将来の日照に関す
る情報、例えば翌日の日照状態の予知情報を受信して、
電力供給の制御を行うことが好ましい。図７に示すよう
に、受信した事後の日照情報により、翌日の日照量が大
きいと期待されるとき（図７（ａ））は、蓄電池１５の
電力を優先的に使用して蓄電池１５の残存電力を少なく
し、翌日の太陽電池１３の発電電力を有効に蓄電池１５
に充電するようにしてもよい。翌日の日照量が十分でな
いとき（図７（ｂ））は、蓄電池１５の残存電力を最低
限必要な容量に保つようにする。なお、最低限必要な容
量としては、ＶｐあるいはＶｓに対応する充電量が考え
られるが、充電電力を有効に使用する上でＶｓが好まし
い。

【００８９】なお、これらの情報の伝送に使用する信号
は、波長１．３μｍあるいは１．５μｍの通信光、また
は波長１．６μｍの監視光を使用してもよい。

【００９０】効率よいシステムを構築するために、蓄電
池１５の充電容量を正確に把握する必要がある。図８に
示すように、現実の蓄電池残存容量値（図８（ａ））と
計測されらた容量値（図８（ｂ））との差が大きいと、
充電電力を有効に使用できないからである。残存容量を
正確に把握するには、例えば蓄電池１５の端子電圧を測
定する方法が考えられるが、正確さを増すためには蓄電
池１５の放電電圧、放電電流、充電電圧、充電電流を処
理して、充電電力量と放電電力量の差を把握することが
好ましい。この処理は、必要な時に直ちにシステムの状
態が把握できる電力供給制御部７を用いることが好まし
い。また、システムの簡素化のために、光伝送路３５を
介して外部制御装置８５を用いることが好ましい。

【００９１】以上、詳細に説明したように、本発明の電
源電力供給システムでは、太陽電池により発生した電力
を有効に使用して商用電源から電力使用を低減し、商用
電源が機能を停止した場合でも端末装置が少なくとも所
定の時間動作できる充電量を蓄電池に確保できる。

【００９２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
電源電力供給システムにおいては、太陽電池の発電電力
に応じて蓄電池および光通信端末装置に電力を供給する
ので、商用電源を用いることなく蓄電池の充電および光
通信端末装置への電力供給ができる。自家発電電力供給
部からの供給電力に応じて電力供給制御部の制御の下
に、商用電源から光通信端末装置に補充電力を供給し、
且つ商用電源から蓄電池に充電電力を供給するので、自
家発電電力供給部が供給可能な電力を商用電源より優先
して使用できる。加えて、充電状態検知手段を設けて蓄
電池の充電状態に関する情報に基づき、商用電源より優
先して蓄電池の充電電力を使用するようにするため、商
用電源の使用量を抑えることができ、且つ所定の充電量
も蓄電池に確保できる。

【００９３】したがって、太陽電池により発生した電力
を有効に使用して商用電源からの電力使用を低減し、商
用電源が機能を停止した場合でも光通信端末装置が少な
くとも所定の時間動作できる充電量を蓄電池に確保する
電源電力供給システムを提供できる。

【００９４】また、発生電力検知手段を設ければ、太陽
電池の発電電力量に関する情報を検知して、自家発電電
力供給部で発生できる電力に応じて蓄電池に充電された
電力の使用量を制御できるので、太陽電池の電力を有効
に使用できると共に、商用電源の使用量を抑えることが
でき、且つ所定の充電量も蓄電池に確保できる。

【００９５】更に、光通信端末装置を介して光伝送路に
結合された通信手段として、送出手段、送受信手段また
は受信手段を備えれば、この通信手段によって、内部状
態検知手段により処理された監視情報を送出し、あるい
は外部制御装置のよる制御情報、指示情報を受信するこ
とができるので、本システムを遠隔地から監視でき、あ
るいは制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の電源電力供給システムの概略
構成図である。

【図２】図２は、電力供給制御部の内部構成図である。

【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、外部インターフェース
部の内部構成図である。

【図４】図４は、本発明の電源電力供給システムの動作
状態図である。

【図５】図５は、本発明の電源電力供給システムの動作
状態図である。

【図６】図６は、本発明の電源電力供給システムの動作
状態図である。

【図７】図７は、翌日の天気と蓄電池の残存量の関係を
示した蓄電池状態図である。

【図８】図８は、計測された蓄電池の残存容量とシステ
ムの効率との関係を示す蓄電池状態図である。

【符号の説明】

１…電源電力供給システム、３…自家発電電力供給部、
５…商用電力補充供給部、７…電力供給制御部、９…負
荷電力供給部、１１…外部インターフェース部、１３…
太陽電池、１５…蓄電池、１７…ＣＰＵ、１９…メモ
リ、２１…レジスタ、２３…インバータ、２５…電圧
計、２７…電流計、２９…日射計、３１…温度計、３５
…光伝送路、３７…商用電源、７１…充電状態検知手
段、７２…充電制御手段、７３…発電電力検出手段、７
５…停電制御手段、７６…内部状態検知手段、８０…光
通信端末装置、８１…送出手段、８２…送受信手段、８
３…受信手段、８５…外部制御装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０４ Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０４Ｂ (71)出願人 000004282 日本電池株式会社 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 (71)出願人 000183392 住友電設株式会社 大阪府大阪市西区阿波座２丁目１番４号 (71)出願人 000110309 トヨクニ電線株式会社 東京都豊島区南池袋２−30−11 (71)出願人 000245139 株式会社ジェイコス 東京都目黒区目黒１丁目１番６号 (71)出願人 000141060 株式会社関電工 東京都港区芝浦４丁目８番33号 (72)発明者 石田 晶 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 小貫 天 千葉県船橋市前原西１丁目25番17号 (72)発明者 黒沢 正美 千葉県佐倉市大作１丁目４番３号 京セラ 株式会社千葉佐倉工場内 (72)発明者 大橋 孝之 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 中村 英士 大阪府大阪市西区阿波座２丁目１番４号 住友電設株式会社内 (72)発明者 吉田 雅朗 埼玉県行田市埼玉4125番地 トヨクニ電線 株式会社内 (72)発明者 外山 幸男 東京都目黒区目黒１丁目１番６号 株式会 社ジェイコス内 (72)発明者 三谷 義則 東京都港区芝浦４丁目８番33号 株式会社 関電工内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路を介して通信を行う光通信端末
   装置に電源電力を供給する電源電力供給システムにおい
   て、 太陽電池、蓄電池を有し、前記太陽電池から供給される
   発電電力を前記蓄電池に供給し、且つ前記太陽電池から
   供給される発電電力および前記蓄電池の蓄積電力の少な
   くとも一方より前記光通信端末装置に主作動電力を供給
   する自家発電電力供給部と、 商用電源から前記光通信端末装置に補充電力を供給し、
   且つ前記商用電源から前記蓄電池に充電電力を供給する
   商用電力補充供給部と、 前記蓄電池の充電電力量、前記主作動電力の供給および
   前記補充電力の供給を制御する電力供給制御部と、を備
   え、 前記電力供給制御部は、前記蓄電池の充電状態に関する
   情報を検知する充電状態検知手段と、前記充電状態検知
   手段で検知した情報に基づいて前記充電電力量、前記主
   作動電力の供給、および前記補充電力の供給を制御する
   充電制御手段とを有することを特徴とする電源電力供給
   システム。
2. 【請求項２】 前記電力供給制御部は、前記太陽電池の
   発電電力量に関する情報を検知する発電電力検知手段を
   更に有し、 前記充電制御手段は、前記発電電力検知手段で検知した
   情報と前記充電状態検知手段で検知した情報とに基づい
   て前記充電電力量、前記主作動電力および前記補充電力
   を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源電力
   供給システム。
3. 【請求項３】 前記電力供給制御部は、前記商用電源か
   ら電力の供給が受けられない場合に、前記太陽電池の発
   電電力、および前記蓄電池の充電電力の少なくとも一方
   の電力を前記光通信端末装置へ供給する停電制御手段を
   更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の電源電力供給システム。
4. 【請求項４】 前記電力供給制御部は、前記蓄電池の充
   電電力および前記太陽電池の発電電力の少なくとも一方
   により電源供給されることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の電源電力供給システム。
5. 【請求項５】 前記充電制御手段は、前記充電電力量お
   よび前記補充電力の制御をしきい値に関して比較し判断
   する際に使用する制御パラメータを記憶する記憶装置を
   有し、前記制御パラメータによって前記しきい値を変更
   できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の電源電力供給システム。
6. 【請求項６】 前記光伝送路に結合された送出手段を更
   に備え、 前記電力供給制御部は、当該電源電力供給システムの内
   部状態に関する情報を検知する内部状態検知手段を有
   し、 前記送出手段により、前記内部状態検知手段により検知
   される情報に基づいた監視情報を送出することを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の電源電力供給シス
   テム。
7. 【請求項７】 前記光伝送路に結合された送受信手段を
   更に備え、 前記電力供給制御部は、当該電源電力供給システムの内
   部状態に関する情報を検知する内部状態検知手段を有
   し、 前記送受信手段により、前記内部状態検知手段により検
   知される情報に基づいた監視情報を送出し、送出された
   前記監視情報に基づいて外部制御装置によって作成され
   た外部制御情報を受信することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の電源電力供給システム。
8. 【請求項８】 前記光伝送路に結合された受信手段を更
   に備え、 前記受信手段により、前記光伝送路から前記電力供給制
   御部の指示情報を受けることを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の電源電力供給システム。
9. 【請求項９】 前記指示情報は、将来の日照情報である
   ことを特徴とする請求項８に記載の電源電力供給システ
   ム。
10. 【請求項１０】 前記監視情報は、少なくとも日照量お
    よび前記充電電力量の情報であることを特徴とする請求
    項６または請求項７に記載の電源電力供給システム。