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JPH11332125A - 住宅用電力供給システム - Google Patents

住宅用電力供給システム

Info

Publication number
JPH11332125A
JPH11332125A JP10129785A JP12978598A JPH11332125A JP H11332125 A JPH11332125 A JP H11332125A JP 10129785 A JP10129785 A JP 10129785A JP 12978598 A JP12978598 A JP 12978598A JP H11332125 A JPH11332125 A JP H11332125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
private
storage battery
commercial
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10129785A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoo Kabasawa
樺沢元雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KEYSTONE INTERNATIONAL KK
Original Assignee
KEYSTONE INTERNATIONAL KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KEYSTONE INTERNATIONAL KK filed Critical KEYSTONE INTERNATIONAL KK
Priority to JP10129785A priority Critical patent/JPH11332125A/ja
Publication of JPH11332125A publication Critical patent/JPH11332125A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風力発電機を主とした自家発電で得られる電
力と電力各社から供給される商用の電力とを併用し、省
エネルギと環境保全を図りつつ両系統から電力を交互に
安定して供給することのできる住宅用電力供給システム
を提供する。 【構成】 屋内における配電系統の入力側を切替回路６
を介して商用電力系統と自家発電系統に分けた住宅用電
力供給システムであり、このうち自家発電系統は屋外に
設置される風力発電機２２Ａ，２Ｂ、その風力発電機２
Ａ，２Ｂで得た電力を蓄える蓄電池９、及びその蓄電池
に蓄えられた電力を交流に変換して前記配電系統に出力
するインバータ１４を有する。また、自家発電系統には
蓄電池９の蓄電量が所定の下限値より低下したとき商用
電力系統に接続してその電力を直流に変換してチャージ
する充電器１７と、蓄電池９の蓄電量が所定の上限値を
越えたとき風力発電機２Ａ，２Ｂで得た電力を放電する
ための放電抵抗１８とが接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は住宅用電力供給シス
テムに関し、特に公共の商用電源と風力発電機などにて
自家発電した電力とを併用して、省エネルギと環境保全
を図れるようにした住宅用電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、生活や産業に必要なエネルギと
して、熱源、光源、動力源などに容易に変換することの
できる電気エネルギが広く利用されているが、その大部
分は電力各社から供給される電力に依存している。例え
ば、一般の住宅によれば、ＡＣ１００Ｖなどに変圧され
た商用電源に引込線を介して屋内配線の入力端を接続し
て受電している。特に、屋内配線は漏電遮断器などを収
めた分電盤から分岐して、各部屋のコンセントに結線
し、それら各コンセントに照明機器や電気機器を接続し
て使用できるようにしてある。
【０００３】ところで、その電力は重油や石炭その他の
化石燃料の燃料により得られる火力、ウランなどの核燃
料による原子力、および水力などを利用して発電し、こ
れを変電所などを介して定格電圧に変圧されつつ住宅そ
の他に供給されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、火力発
電によれば二酸化炭素や亜酸化窒素などの排出による環
境汚染が問題視されているし、原子力発電では放射能漏
れや放射性廃棄物の処理など多くの難問がある。また、
水資源を利用する水力発電にしても、ダム建設による自
然破壊やコスト面で多くの難問を抱えている。そこで、
水資源に代わる発電用自然エネルギとして太陽光や風力
が脚光を浴び、商用電源として実用化の段階にあるが、
その種の発電設備は商用にして多数世帯を賄う電力を得
難い上、天候要因により発電量が大きく変動するため電
力を安定的に供給することが困難であるという欠点があ
った。
【０００５】本発明はそのような事情に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、風力発電機を主
とした自家発電で得られる電力と電力各社から供給され
る商用の電力とを併用し、省エネルギと環境保全を図り
つつ両系統から電力を交互に安定して供給することので
きる住宅用電力供給システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、屋内における配電系統の入力側を切替手段
を介して商用電力系統と自家発電系統に分けた住宅用電
力供給システムであって、前記自家発電系統は屋外に設
置される風力発電機、その風力発電機で得た電力を蓄え
る蓄電池、及びその蓄電池に蓄えられた電力を交流に変
換して配電系統に出力するインバータを有して成る住宅
用電力供給システムを提供するものである。
【０００７】また、本発明はより好適な態様として、屋
内における配電系統の入力側を切替手段を介して商用電
力系統と自家発電系統に分けた住宅用電力供給システム
であって、前記自家発電系統は屋外に設置される風力発
電機、その風力発電機で得た電力を蓄える蓄電池、及び
その蓄電池に蓄えられた電力を交流に変換して前記配電
系統に出力するインバータを有するとともに、この自家
発電系統には前記蓄電池の蓄電量が所定の下限値より低
下したとき商用電力系統に接続してその電力を直流に変
換してチャージする充電手段と、前記蓄電池の蓄電量が
所定の上限値を越えたとき風力発電機で得た電力を放電
するための放電手段とが接続され、前記切替手段は自家
発電系統中の電力量が所定値より低下したとき配電系統
に接続する電路を自家発電系統から商用電力系統に切り
替える切替スイッチを有して成る住宅用電力供給システ
ムを提供するものである。
【０００８】特に、自家発電系統は、蓄電池の充電用と
して風力発電機のほか屋外に設置される太陽電池パネル
を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の適用例を図面に基
づいて詳細に説明する。先ず、図１に本発明に係る住宅
用電力供給システムの概略を示す。図１において、１は
例えばＡＣ１００Ｖの電力を供給可能な商用電源であ
り、本願に係る電力供給システムはその商用電源１のほ
か、屋外に設置される発電装置として、庭先などに立て
られる風力発電機２と屋根上などに取り付けられる太陽
電池パネル３もち、それら発電装置からも電力を受ける
ことができる。
【００１０】４は漏電遮断器などをもつ分電盤であり、
この分電盤４は各部屋に備えられるコンセントなどに接
続して配電系統を構成する。そして、その配電系統の出
力側には照明装置や電気機器などの負荷設備５が接続さ
れ、その入力側は切替手段たる切替回路６を介して商用
電源１に繋がる商用電力系統と、風力発電機２や太陽電
池パネル３から成る発電装置に繋がる自家発電系統とに
分けられる。
【００１１】７は商用電力系統に介在される公知の節電
器であり、この節電器７は商用電源１の電圧（１０１±
６Ｖ）を整圧しつつ負荷設備５に供給して消費電力を１
０〜１５％節減できるよう構成されている。
【００１２】一方、自家発電系統には発電装置に接続す
る制御盤８、この制御盤に接続して発電装置で発電され
た電力を蓄える蓄電池９、及びその蓄電池に接続する変
換器１０が順に介在される。このうち、制御盤８は図２
に示すように風力発電機２で得た電力を直流（ＤＣ１２
Ｖ）に変換して蓄電池９にチャージする整流器１１を有
するとともに、風力発電機２に隣接して装置される風力
計１２から風速や風向の情報を受信してモニタリング
し、更に風速が所定値（例えば風速２０ｍ／ｓ）を越え
たとき風力発電機２の風車を固定して保護するべく制動
回路１３を構成している。なお、風力発電機２は例えば
米国のワールド・パワー・テクノロジー社（Ｗｏｒｌｄ
Ｐｏｗｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）製で風車回
転径１．５ｍを有し、定格風速１３ｍ／ｓにして５００
Ｗの交流電力を発電し、風速が１５ｍ／ｓを越えるとフ
ァーリング状態で風車が水平となるよう構成されてい
る。
【００１３】また、蓄電池９は例えばＤＣ１２Ｖにして
１６０アンペア時（Ａｈ）の蓄電容量をもつ鉛蓄電池で
あり、その内部に蓄えた電力を変換器１０を介して配電
系統に出力することができる。ここで、変換器１０は例
えば英国のトレース・エンジニアリング社（Ｔｒａｃｅ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）製の充電器兼インバータ装
置であり、これは後述の如く蓄電池９のチャージ電力を
交流に変換して配電系統に出力するインバータ１４、蓄
電池９の蓄電量が所定の下限値より低下したとき商用電
力系統に接続してその電力を直流（ＤＣ１２Ｖ）に変換
しつつ蓄電池９にチャージする充電手段、及びインバー
タ１４と充電手段の入出力を切り替える図示せぬ内蔵ス
イッチを備えている。
【００１４】次に、図３は本願のシステム系統図、図４
はその電気回路図を示す。これらの図で明らかなよう
に、発電装置は例えば２つの風力発電機２Ａ，２Ｂと太
陽電池パネル３Ａ，３Ｂをもち、それぞれ風力発電機２
Ａと太陽電池パネル３Ａ、及び風力発電機２Ｂと太陽電
池パネル３Ｂに対応して２つの制御盤８Ａ，８Ｂが設け
られる。なお、蓄電池９も両系統に対応して例えば２つ
備えるが図には一つのみ示す。そして、それら風力発電
機２Ａ，２Ｂと太陽電池パネル３Ａ，３Ｂで発電された
電力は、上述の如く制御盤８Ａ，８Ｂを介して蓄電池９
にチャージされ、そのチャージ電力が変換器１０に内蔵
されるインバータ１４を介し切替回路６を経て配電系統
に交流電力（ＡＣ１００Ｖ）として出力される。
【００１５】ここで、切替回路６は自家発電系統中の電
力量（電流、電圧）が所定値より低下したとき配電系統
に繋がる電路を自家発電系統から商用電力系統に切り替
える切替スイッチ１５をもつ。その切替スイッチ１５は
制御盤８Ａ，８Ｂによる蓄電池９への出力側に接続され
るリレーなどの検出器１６により作動し、配電系統と商
用電力系統および自家発電系統との接点ＳＷ１，ＳＷ２
を交互に開閉するものであり、これによれば例えば発電
装置による発電量がなくなったとき配電系統への出力電
力を商用電力系統に自動的に切り替えることができる。
なお、その他の手段として、蓄電池９の蓄電量（電圧）
を電圧計１６により検知し、その検知信号を以て切替ス
イッチ１５を操作するようにしてもよく、これによれば
発電装置による発電がない状態でも蓄電池９に蓄えられ
た電力の範囲で配電系統への電力供給を持続することが
できる。
【００１６】ところで、切替スイッチ１５は接点ＳＷ２
に同調して開閉する接点ＳＷ３を有し、その接点ＳＷ３
が入ったときには蓄電池９のチャージ電力を特定の出力
端子に直流のまま出力できるようにしてある。
【００１７】また、図３〜図４から明らかなように、自
家発電系統には商用電力系統から蓄電池９に電力をチャ
ージする充電手段としての充電器１７と、風力発電機２
Ａ，２Ｂや太陽電池パネル３Ａ，３Ｂで得た電力をイン
バータ１４と別系統にして放電するための放電手段とし
て蓄熱温水器などからなる放電抵抗１８が接続される。
ここで、充電器１７は上述の如くインバータ１４と一体
のユニットとして変換器１０に内蔵されており、蓄電池
９の蓄電量が所定の下限値（放電終止電圧）より低下し
たときには変換器１０の内蔵スイッチがインバータ１４
側から充電器１７側に切り替わり、その充電器１７を通
じて商用電力系統より商用電源１の電力が直流（ＤＣ１
２Ｖ）に変換されつつ蓄電池９にチャージされ、その蓄
電量が一定レベルまで回復される。従って、蓄電池９の
過放電によるサルフェーション現象や充電容量の低下を
防止することができる。
【００１８】また、放電抵抗１８は充電制御器１９を介
して蓄電池９と並列に接続され、蓄電池９の蓄電量が所
定の上限値（充電終止電圧）を越えたとき発電装置で発
電された電力がリレーなどから成る充電制御器１９を介
して放電抵抗１８に出力されるようにしてある。従っ
て、蓄電池９の過充電を防止してその寿命を延ばすこと
ができる。なお、充電終止電圧は電圧計１６などにて検
知することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば商用電力系統と自家発電系統を併用していること
から商用電力系統の送電が停止したときでも自家発電系
統による送電が可能であり、特に自家発電系統は発電用
として風力発電機を具備して成るので省エネルギにして
環境を害さず電力を供給することができ、しかも風力発
電機で得た電力を蓄電池に蓄えつつインバータを介して
配電系統に出力するようにしたため、所定の風力が得ら
れないときでも蓄電池から電力を安定的に供給すること
ができる。
【００２０】また、自家発電系統に蓄電池の蓄電量が所
定の下限値まで低下したときに商用電力系統に接続して
その電力を蓄電池にチャージする充電手段を接続してい
ることから、蓄電池の過放電を防止してサルフェーショ
ン現象を無くし、充電容量の低下も防止することができ
る。更に、自家発電系統には蓄電池の蓄電量が所定の上
限値を越えたときに風力発電機で得た電力が放電される
蓄熱温水器などの放電手段を接続していることから、蓄
電池の過充電を防止してその寿命を延ばすことができ
る。
【００２１】また、切替手段は自家発電系統中の電力量
が所定値より低下したとき配電系統に接続する電路を自
家発電系統から商用電力系統に切り替える切替スイッチ
を有して成るため、商用電力系統による消費電力を可及
的少なくして自然エネルギを有効利用できる。特に、自
家発電用として風力発電機のほか太陽電池パネルを備え
ることから、風力が少ないときでも太陽光を電力に変換
して補充できるなど気象状態による発電量の変動を可及
的少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る住宅用電力供給システムを示した
概略図
【図２】同システムにおける制御盤の回路図
【図３】同システムの系統図
【図４】同システムの電気回路図
【符号の説明】
１ 商用電源 ２（２Ａ，２Ｂ） 風力発電機 ３（３Ａ，３Ｂ） 太陽電池パネル ４ 分電盤 ５ 負荷設備 ６ 切替回路 ７ 節電器 ８（８Ａ，８Ｂ） 制御盤 ９ 蓄電池 １０ 変換器 １４ インバータ １５ 切替スイッチ １６ 検出器 １７ 充電器 １８ 放電抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 屋内における配電系統の入力側を切替手
    段を介して商用電力系統と自家発電系統に分けた住宅用
    電力供給システムであって、前記自家発電系統は屋外に
    設置される風力発電機、その風力発電機で得た電力を蓄
    える蓄電池、及びその蓄電池に蓄えられた電力を交流に
    変換して配電系統に出力するインバータを有して成る住
    宅用電力供給システム。
  2. 【請求項２】 屋内における配電系統の入力側を切替手
    段を介して商用電力系統と自家発電系統に分けた住宅用
    電力供給システムであって、前記自家発電系統は屋外に
    設置される風力発電機、その風力発電機で得た電力を蓄
    える蓄電池、及びその蓄電池に蓄えられた電力を交流に
    変換して前記配電系統に出力するインバータを有すると
    ともに、この自家発電系統には前記蓄電池の蓄電量が所
    定の下限値より低下したとき商用電力系統に接続してそ
    の電力を直流に変換してチャージする充電手段と、前記
    蓄電池の蓄電量が所定の上限値を越えたとき風力発電機
    で得た電力を放電するための放電手段とが接続され、前
    記切替手段は自家発電系統中の電力量が所定値より低下
    したとき配電系統に接続する電路を自家発電系統から商
    用電力系統に切り替える切替スイッチを有して成る住宅
    用電力供給システム。
  3. 【請求項３】 自家発電系統は、蓄電池の充電用として
    屋外に設置される太陽電池パネルを備えている請求項
    １、又は２記載の住宅用電力供給システム。
JP10129785A 1998-05-13 1998-05-13 住宅用電力供給システム Pending JPH11332125A (ja)

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ID=15018177

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