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公開番号2024057138
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022163658
出願日2022-10-12
発明の名称電気供給システム
出願人ヴィガラクス株式会社
代理人個人
主分類H02J 9/06 20060101AFI20240417BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】非常時の電力供給について電気機器への優先度合いに応じた分電運用を可能とする電気供給システムを提供する。
【解決手段】電気供給システムは、自家発電装置150及び外部電源装置200から得た電気を蓄電する蓄電部120と、蓄電部120の電力の給配電を制御する給配電制御部130と、給配電制御部130から配電した電気を電気機器300に給電する複数個のコンセント口140と、を備えている。給配電制御部130は、平常時に行う平常給配電モードと、非平常時に行う非平常給配電モードを切り替えるモード切替部132と、非平常給配電モードでは複数個のコンセント口140に対する給配電の制御を配電優先順位リストに従って実行する非平常配電制御を実行する配電優先順位制御部132と、を備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
発電装置または商用電源装置またはそれらの組み合わせの電源装置から得た電気を受電して蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部に蓄電された電気の給配電を制御する給配電制御部と、
前記給配電制御部より配電された電気を、差し込まれたプラグを介して電気機器に給電する複数個のコンセント口を備え、
前記筐体の内または外に配置された前記電気機器に対して、前記給配電制御部の給配電制御により前記蓄電部に蓄電された電気を前記コンセント口に給配電することを特徴とする電気供給システム。
続きを表示(約 1,500 文字)【請求項2】
前記給配電制御部が、平常時に行う平常給配電モードと、非平常時に行う非平常給配電モードを切り替えるモード切替部と、
前記給配電制御部が、前記平常給配電モードと前記非平常給配電モードというモードの違いによって、複数個の前記コンセント口に対する電気の給配電の制御を異なるものとし、平常給配電モードにおいて平常配電制御を実行し、非平常給配電モードにおいて配電優先順位に応じた配電を行う非平常配電制御を実行する配電優先順位制御部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気供給システム。
【請求項3】
前記給配電制御部が、前記モード切替部により前記非平常給配電モードへ切り替わると、前記配電優先順位制御部により、あらかじめ決められている前記配電優先順位または動的に決定された前記配電優先順位に従って、各々の前記コンセント口に対して電気を供給する非平常配電制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の電気供給システム。
【請求項4】
前記非平常給配電モードにおける前記配電優先順位が、前記あらかじめ決められている場合は、複数個の前記コンセント口のそれぞれに当該配電優先順位に従った配電優先順位があらかじめ割り振られていることを特徴とする請求項3に記載の電気供給システム。
【請求項5】
複数個の前記コンセント口のそれぞれに配電優先順位があらかじめ割り振られている場合、当該配電優先順位の順番または高低を示す視認できる印が前記コンセント口のそれぞれに表示されていることを特徴とする請求項4に記載の電気供給システム。
【請求項6】
前記非平常給配電モードにおける前記配電優先順位が、前記動的に決定される場合は、複数個の前記コンセント口のそれぞれに接続された前記電気機器のカテゴリに応じて配電優先順位が動的に割り振られることを特徴とする請求項3に記載の電気供給システム。
【請求項7】
複数個の前記コンセント口のそれぞれの配電優先順位が動的に割り振られる場合、前記コンセント口のそれぞれに配電優先順位付けの操作が可能なスイッチが搭載されていることを特徴とする請求項6に記載の電気供給システム。
【請求項8】
複数個の前記コンセント口のそれぞれの配電優先順位が動的に割り振られる場合、前記給配電制御部と、前記コンセント口のそれぞれに接続された前記電気機器との間で、前記ソケット-前記プラグを介したデータのやりとりで前記配電優先順位の動的な割り振りを実行する請求項6に記載の電気供給システム。
【請求項9】
前記コンセント口が、単相100V用対応のもの、単相200V用対応のもの、単相240V用対応のもの、三相100V用対応のもの、三相200V用対応のもの、三相415V用対応のもののいずれかまたは組み合わせが含まれており、
対応可能な前記電気機器として、医療機器、衛生設備、消火設備、非常時照明設備、緊急車両の充電スポット、公共の通信機器、冷暖房を含む環境設備、一般照明設備、通信機器、一般家電機器のいずれかまたは組み合わせを含むものである請求項1に記載の電気供給システム。
【請求項10】
前記コンセント口が、電気自動車またはプラグイン・ハイブリッド電気自動車用の充電用または急速充電用のコンセント口を含み、
対応可能な前記電気機器が、前記電気自動車または前記プラグイン・ハイブリッド電気自動車のいずれかを含むものであり、自動車充電スポットとして利用可能な請求項1に記載の電気供給システム。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電気供給システムに関する。特に、平常時のみならず非平常時(停電時や災害時など)にも電気機器への給配電を維持することができる電気供給システムに関する。
続きを表示(約 3,400 文字)【背景技術】
【0002】
企業、医療機関、自治体などの事業主体において、BCP(事業継続計画)が重要視され始めている。中小企業庁の指針によれば、BCP(事業継続計画)とは、事業主体が自然災害、大火災、テロ攻撃などの緊急事態に遭遇した場合において、事業資産の損害を最小限にとどめつつ、中核となる事業の継続あるいは早期復旧を可能とするために、平常時に行うべき活動や緊急時における事業継続のための方法、手段などを取り決めておく計画のことを言う。特に最重要課題となっているのが「災害発生に伴う大規模停電時の非常用電源確保」である。
自然災害や事故によって大規模停電が発生した場合、街中のインフラが停止してしまうおそれがある。一般店舗、病院等の施設、オフィスビルなどの電気機器が稼働停止に追い込まれる。また、水道設備、冷蔵庫が使用できず、通信網も遮断されるおそれがある。
政府、省庁、自治体のみならず、各事業体においても災害時のBCP対策に真剣に取り組んでいる。
【0003】
従来技術における大規模停電時の非常用電源確保の手段としては、燃料使用の非常用発電機を稼働して発電した電気を非常用電源として利用する手段が知られている。
例えば、特許文献1には、図11に示すように、非常用発電装置に設けられる発電機駆動用のエンジンの運転を遠隔制御する非常用発電装置の制御システムが開示されている。ガソリンなどの燃料をエンジンなどの内燃機関で燃焼させて機械的回転力に変え、機械的回転力を発電機に伝導して発電するが、特許文献1には、そのエンジンのオンオフを遠隔制御する技術が開示されている。
【0004】
また、従来技術における大規模停電時の非常用電源確保の手段としては、専用バッテリ等を常設しておいて、地震等により停電になった時に使用する電源を、商用電源(系統電源)から専用バッテリ等に自動的に切り替える分電盤を用いる手段が知られている。
例えば、特許文献2には、図12に示すように、商用電源からの給電と、専用バッテリからの給電とを自動的に切り替える分電盤制御システムが開示されている。商用電源の正常時には商用電源を制御対象である測定機器などの電気機器に給電し、商用電源の異常時には専用バッテリ等に切り替えて制御対象である測定機器などの電気機器に給電する分電盤制御システムが開示されている。
【0005】
また、従来技術における大規模停電時の非常用電源確保の手段としては、非常用電源として電気自動車(EV、PHEV)を用いて、商用電源からの給電と電気自動車(EV、PHEV)からの給電とを自動的に切り替える分電盤制御システムが開示されている。
例えば、特許文献3には、図13に示すように、分電盤として付設分電盤1と家庭内分電盤2がシリアルに接続されており、付設分電盤1が主に商用電源と電気自動車(EV、PHEV)との間での充放電の切り替えを制御し、家庭内分電盤2が商用電源と電気自動車(EV、PHEV)との間での給電先の切り替えを制御するものである。屋外ガレージに充電用と放電用のコンセント18があり、平常時には商用電源から屋外ガレージの充電用ソケットを介して電気自動車(EV、PHEV)に対して充電を行い、異常時には屋外ガレージの放電用ソケットを介して電気自動車(EV、PHEV)から放電を行い、家庭内分電盤を介して家庭内の電気機器に対して給電を行うものである。
【0006】
特開2015-117666号公報
特開2004-312851号公報
特開2010-172068号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記従来技術における大規模停電時の非常用電源確保の手段には改善すべき問題があった。
特許文献1に記載された燃料使用の非常用発電機を稼働して発電した電気を非常用電源とする手段には、燃料の維持と発電機のメンテナンスにおける問題があった。
現在多くの自治体で燃料を用いる非常用発電機が設置されている。その問題点は、「燃料の維持」と「発電機のメンテナンス」の問題である。
燃料の維持については、発電機の燃料は軽油や重油がメインであるところ、使用しなければ軽油は6ヵ月、重油は3ヵ月で劣化してしまうことが知られている。非常用に必要になることは稀であるため、不使用のままでも廃棄せざるを得ず、定期的に燃料を入れ替える必要があり、コストと手間がかかる。
また、発電機のメンテナンスについては、発電機は専門業者によるタンク内の清掃、年に1回程度のメンテナンスや点検が必要とされ、コストと手間がかかる。
このように、非常用発電機は、設置者に負担が大きく、いざという時に使用できなかったという事態がみられる。実際に東日本大震災の際にも使用できなかったという問題が散見されたようである。
【0008】
特許文献2に記載されたものは、専用バッテリを常設しておいて、停電時に使用する電源を商用電源(系統電源)から専用バッテリに自動的に切り替える分電盤を用いる手段である。専用バッテリを用いて商用電源が利用できない停電時において専用バッテリに切り替える対策は現実的に有効な対策である。
しかし、特許文献2に記載されたものは、停電前に過大電流が流れるとの経験則に基づいてリレーとスイッチとの連携によって停電を判断し、専用バッテリに切り替える装置となっている。停電前に過大電流が流れるとの経験則から外れているケースには切り替え機能が稼働せず、また、専用バッテリに切り替わった後の非常時の運用については開示されていない。
【0009】
特許文献3に記載されたものは、非常用電源として電気自動車(EV、PHEV)を用いて、商用電源からの給電と電気自動車(EV、PHEV)からの給電とを自動的に切り替える分電盤制御システムが開示されている。電気自動車(EV、PHEV)は蓄電容量が大容量であり、非常時の電源として利用できれば有用なシステムではある。
しかし、非常時に提供する電源としては、常時そのために電気自動車(EV、PHEV)を駐車させた状態を維持することは難しい。つまり、平時において電気自動車(EV、PHEV)を非常時のために駐車させておく運用は現実的ではない。
また、特許文献3には、非常用電源に切り替えた後、家庭内分電盤が分電するにあたり、各負荷(電気機器)に接続する接続線に遮断器(ブレーカー)を搭載し、停電を許容する負荷(テレビ)と、停電を許容しない負荷(照明、冷蔵庫、給水ポンプ)などを分けて、遮断器(ブレーカー)を操作することで非常時の電源として利用する電気自動車(EV、PHEV)からの電力供給を効率的に行うという運用は開示されているものの、災害時や大雨時などの非常時において、遮断器(ブレーカー)の操作を適切に行うことは容易ではない。また、家庭内の常設の電気機器であれば、どの遮断器(ブレーカー)をオフにしてどの遮断器(ブレーカー)をオンにするとの判断も付きやすいが、地域のエイドステーションのような公共性まで視野に入れたシステムとなると、緊急時において多数持ち込まれる電気機器の負荷に対してプラグが差し込まれるソケットについてどの遮断器(ブレーカー)が対応するかを即座に判断することは難しく、結局あれこれ迷いつつ遮断器(ブレーカー)ごとにオン、オフ操作を試して判断することになると安定した運用ができにくくなる。
【0010】
上記問題に鑑みれば、上記した従来技術の電気供給システムはいずれも改善すべき点があることが分かる。
本発明は、運用の難しい燃料使用の発電機ではなく、安定した運用が可能な商用電源を平時電源とし、大容量バッテリと太陽光発電を非常時電源とし、かつ、非常時には貴重な非常時電源の電力供給について負荷(電気機器)への優先度合いに応じた効率的かつ容易な分電運用を可能とする電気供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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