特許 6351796 電力供給システム及び電力供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6351796

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】電力供給システム及び電力供給方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20180625BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20180625BHJP

   B63B 35/00 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/46

   H02J3/38 130

   B63B35/00 T

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-114912(P2017-114912)

(22)【出願日】2017年6月12日

【審査請求日】2017年6月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】502116922

【氏名又は名称】ジャパンマリンユナイテッド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118267

【弁理士】

【氏名又は名称】越前 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】松尾 和彦

【審査官】 稲葉 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６８３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１７２６１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／０３７８８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０２５３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１５１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ３／００−５／００

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｊ ９／００−１１／００

Ｂ６３Ｂ １／００−６９／００

Ｂ６３Ｊ １／００−９９／００

Ｈ０１Ｌ ３１／０４−３１／０６

Ｈ０２Ｓ １０／００−１０／４０

Ｈ０２Ｓ ３０／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を使用した燃料発電装置と自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置とを備えた電力供給システムにおいて、
前記自然エネルギ発電装置は、蓄電装置を備えておらず、
前記燃料発電装置に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給を行い、前記燃料発電装置に前記閾値以下の負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置の連系を解除して前記燃料発電装置のみによる電力供給を行うように制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記自然エネルギ発電装置を前記燃料発電装置よりも優先させて運転させる自然エネルギ発電優先モードと、前記燃料発電装置を前記自然エネルギ発電装置よりも優先させて運転させる燃料発電優先モードと、を選択可能に構成されており、前記燃料発電優先モードにおける前記閾値は、前記自然エネルギ発電優先モードにおける前記閾値よりも大きい値に設定されており、
前記自然エネルギ発電優先モード及び前記燃料発電優先モードは、日射量に応じて切り替えられるように設定されている、
ことを特徴とする電力供給システム。

【請求項2】

前記燃料発電装置に定格出力以上の負荷がかかるときには、複数の燃料発電装置を並列運転させる、ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項3】

前記燃料発電装置、前記自然エネルギ発電装置及び前記制御部は、船舶又は海洋構造物に搭載されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項4】

燃料を使用した燃料発電装置と自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置とを備えた電力供給システムにおける電力供給方法において、
前記自然エネルギ発電装置は、蓄電装置を備えておらず、
前記燃料発電装置に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給を行い、前記燃料発電装置に前記閾値以下の負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置の連系を解除して前記燃料発電装置のみによる電力供給を行い、
さらに、前記自然エネルギ発電装置を前記燃料発電装置よりも優先させて運転させる自然エネルギ発電優先モードと、前記燃料発電装置を前記自然エネルギ発電装置よりも優先させて運転させる燃料発電優先モードと、を備え、前記燃料発電優先モードにおける前記閾値は、前記自然エネルギ発電優先モードにおける前記閾値よりも大きい値に設定されており、
前記自然エネルギ発電優先モード及び前記燃料発電優先モードは、日射量に応じて切り替えられるように設定されている、
ことを特徴とする電力供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力供給システム及び電力供給方法に関し、特に、燃料を使用した燃料発電装置に自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給を行う電力供給システム及び電力供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の燃料発電装置の場合、装置を運転させるために燃料が必要である。これに対して、自然エネルギを利用した太陽光発電装置や風力発電装置等の自然エネルギ発電装置は、燃料を必要としない。そこで、燃料発電装置と自然エネルギ発電装置とを併用することにより、燃料の消費量を少なくして発電に要する費用を抑えるようにした電力供給システムが提案されている。

【0003】

ところで、自然エネルギ発電装置、例えば、太陽光発電装置の場合、発電量が太陽光の日射量に左右されるため、電力を安定供給することが困難である。したがって、一般に、太陽光発電装置にバッテリやフライホイール等の蓄電装置を接続し、蓄電装置に電力を蓄積することにより、発電量が一時的に低下しても電力を安定供給することができるように構成されている。

【0004】

しかしながら、蓄電装置は、設置場所を要するだけでなく、設置することでシステムの重量が増加し、かつ、高価であるという問題がある。例えば、電力供給システムを備える船舶、航空機、海洋プラント等の場合、蓄電装置を設置するスペースや搭載可能な重量が制約されるため、十分な電力を蓄積することが困難である。

【0005】

そこで、蓄電池を備えていない太陽光発電装置と主発電機とを並列に接続し、太陽光発電装置から供給される電力が十分にあるときは、主発電機の発電負荷を減少させて電力を供給し、太陽光発電装置から供給される電力が減少したときには、主発電機の発電負荷を増加させて電力を供給するようにした船舶用太陽光発電利用給電設備が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３１５１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、太陽光発電装置の発電電力を常時全て利用することを前提としていることから、日射量の変化に追従して燃料発電装置を制御することが困難であり、特に、天候が急激に変化しやすい海域では電力系統が擾乱してしまうという問題がある。また、特許文献１に記載された発明では、太陽光発電装置による発電電力を船内照明等の特定の設備（供給電力が瞬断したり不安定になったりしても航海に影響しない設備）に限定しており、太陽光発電装置を併用するメリットが少ないという問題もある。

【0008】

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、燃料発電装置と自然エネルギ発電装置とを併用しつつ、蓄電装置を用いることなく必要な電力を安定供給することができる、電力供給システム及び電力供給方法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】

【0009】

本発明によれば、燃料を使用した燃料発電装置と自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置とを備えた電力供給システムにおいて、前記自然エネルギ発電装置は、蓄電装置を備えておらず、前記燃料発電装置に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給を行い、前記燃料発電装置に前記閾値以下の負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置の連系を解除して前記燃料発電装置のみによる電力供給を行うように制御する制御部を備え、前記制御部は、前記自然エネルギ発電装置を前記燃料発電装置よりも優先させて運転させる自然エネルギ発電優先モードと、前記燃料発電装置を前記自然エネルギ発電装置よりも優先させて運転させる燃料発電優先モードと、を選択可能に構成されており、前記燃料発電優先モードにおける前記閾値は、前記自然エネルギ発電優先モードにおける前記閾値よりも大きい値に設定されており、前記自然エネルギ発電優先モード及び前記燃料発電優先モードは、日射量に応じて切り替えられるように設定されている、ことを特徴とする電力供給システムが提供される。

【0012】

また、前記燃料発電装置に定格出力以上の負荷がかかるときには、複数の燃料発電装置を並列運転させるようにしてもよい。

【0013】

また、前記燃料発電装置、前記自然エネルギ発電装置及び前記制御部は、船舶又は浮体構造物に搭載されていてもよい。

【0014】

また、本発明によれば、燃料を使用した燃料発電装置と自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置とを備えた電力供給システムにおける電力供給方法において、前記自然エネルギ発電装置は、蓄電装置を備えておらず、前記燃料発電装置に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給を行い、前記燃料発電装置に前記閾値以下の負荷がかかるときには、前記自然エネルギ発電装置の連系を解除して前記燃料発電装置のみによる電力供給を行い、さらに、前記自然エネルギ発電装置を前記燃料発電装置よりも優先させて運転させる自然エネルギ発電優先モードと、前記燃料発電装置を前記自然エネルギ発電装置よりも優先させて運転させる燃料発電優先モードと、を備え、前記燃料発電優先モードにおける前記閾値は、前記自然エネルギ発電優先モードにおける前記閾値よりも大きい値に設定されており、前記自然エネルギ発電優先モード及び前記燃料発電優先モードは、日射量に応じて切り替えられるように設定されている、ことを特徴とする電力供給方法が提供される。

【発明の効果】

【0016】

上述した本発明に係る電力供給システム及び電力供給方法によれば、燃料発電装置に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときにのみ補助的に自然エネルギ発電装置を連系させて電力供給をしたことにより、蓄電装置を用いることなく、燃料発電装置の燃料消費量を低減しつつ必要な電力を安定供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電力供給方法のフローチャートである。

【図3】太陽光発電優先モードによる電力供給の一例を示す説明図である。

【図4】太陽光発電優先モードによる電力供給の他の一例を示す説明図である。

【図5】ディーゼル発電優先モードによる電力供給の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。

【0019】

本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、図１に示したように、燃料を使用した燃料発電装置であるディーゼル発電装置１〜３と、自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置である太陽光発電装置４とを備え、太陽光発電装置４は蓄電装置を備えておらず、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、太陽光発電装置４を連系させて電力供給を行い、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値値以下の負荷がかかるときには、太陽光発電装置４の連系を解除してディーゼル発電装置１〜３のみによる電力供給を行うように制御する制御部５を備えている。

【0020】

本実施形態に係る電力供給システムは、例えば、船舶、海洋プラント等の海洋構造物、航空機、宇宙プラント等に設置して使用することができる。また、燃料発電装置としては、ディーゼル発電装置１〜３に限定されるものではなく、例えば、火力や原子力等の燃料を使用する燃料発電装置を適用することもできる。さらに、自然エネルギ発電装置としては、太陽光発電装置４に限定されるものではなく、例えば、風力、水力、潮汐力、地熱等の自然エネルギを利用する自然エネルギ発電装置を適用することもできる。

【0021】

以下の説明では、電力供給システム（すなわち、ディーゼル発電装置１〜３、太陽光発電装置４及び制御部５）を船舶に搭載した場合について説明する。

【0022】

船舶に搭載される電力供給システムにおいて、船舶の主配電盤６の主母線７には、遮断器８を介して商用電源等の外部電源である陸上電源９が接続される。陸上電源９からは、例えば、船舶が港湾に接岸されているときに、船舶に対して電力を供給することができる。また、主母線７には、気中遮断器１０〜１２を介して船舶に搭載されている各ディーゼル発電装置１〜３が接続される。なお、ディーゼル発電装置１〜３は、３台に限定されるものではなく、発電に必要な電力を供給できる台数があればよい。

【0023】

また、主母線７には、遮断器１３を介して太陽光発電装置４が接続される。太陽光発電装置４は、太陽光を受光することで起電力を発生する複数の太陽光発電モジュール４１と、発生した直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナ４２と、交流電流の電圧を船舶に必要とされる所定の電圧に変換して主母線７に供給する変圧器４３とを備えている。パワーコンディショナ４２は、直流電流を交流電流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器４２１、電磁接触器４２２及び遮断器４２３を有している。パワーコンディショナ４２には、日射量を計測する日射計４４が接続されており、日射量に係る情報が制御部５に送信される。

【0024】

また、主母線７には、遮断器１４を介して船内負荷群１５が接続されているとともに、制御部５が接続されている。船内負荷群１５は、電動ポンプ、船内照明、電子機器等の負荷を発生し得る設備である。船内負荷群１５には、後述する電力供給方法に基づいて、陸上電源９、ディーゼル発電装置１〜３又は太陽光発電装置４から必要な電力が供給される。

【0025】

制御部５は、ディーゼル発電装置１〜３にかかる負荷に応じて、遮断器８、気中遮断器１０〜１２、電磁接触器４２２に太陽光発電装置４の連系を許可する連系許可信号を出力し、又は、連系許可信号を出力しないことにより、ディーゼル発電装置１〜３及び太陽光発電装置４の接続状態を制御する。

【0026】

次に、図２〜図５を参照しつつ本実施形態に係る電力供給方法について説明する。ここで、図２は、本発明の一実施形態に係る電力供給方法のフローチャートである。図３は、太陽光発電優先モードによる電力供給の一例を示す説明図である。図４は、太陽光発電優先モードによる電力供給の他の一例を示す説明図である。図５は、ディーゼル発電優先モードによる電力供給の一例を示す説明図である。

【0027】

船舶の主配電盤６に陸上電源９が接続されている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御部５は、パワーコンディショナ４２に連系許可信号を出力しないことで太陽光発電装置４の連系を禁止する（ステップＳ２）。一般に、ディーゼル発電装置１〜３は、陸上側の系統との同期運転を考慮しておらず、また、太陽光発電装置４も船内発電設備との連系に合わせた仕様としているため、陸上電力供給システムの規定にある仕様と合致していないことから、陸上電源９と船内発電設備（ディーゼル発電装置１〜３及び太陽光発電装置４）とが意図せずに並列運転しないようにする必要がある。

【0028】

また、陸上電源９が接続されておらず（ステップＳ１：ＮＯ）、かつ、ディーゼル発電装置１〜３が接続されていない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、同様にして、太陽光発電装置４の連系を禁止する（ステップＳ２）。かかる処理により、例えば、陸上電源９及びディーゼル発電装置１〜３を主配電盤６から切り離してメンテナンス等を行うような場合において、太陽光発電装置４の連系が禁止されていることから、突然、太陽光発電装置４から主配電盤６に電力供給されることがなく、メンテナンス等を安全に行うことができる。

【0029】

一方、陸上電源９が接続されておらず（ステップＳ１：ＮＯ）、ディーゼル発電装置１〜３の少なくとも１台が接続されている場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部５は、パワーコンディショナ４２に連系許可信号を出力し、電磁接触器４２２を閉状態として太陽光発電装置４とディーゼル発電装置１〜３とを連系させる（ステップＳ４）。かかる処理により、自然エネルギである太陽光エネルギを有効に活用しつつ、ディーゼル発電装置１〜３の燃料消費量を低減することができる。

【0030】

次に、ディーゼル発電装置１〜３に太陽光発電装置４が連系されている場合（ステップＳ４）、優先モードを選択できるようにしてもよい（ステップＳ５）。本実施形態に係る電力供給システムは、太陽光発電装置４をディーゼル発電装置１〜３よりも優先させて運転させる太陽光発電優先モード（自然エネルギ発電優先モード）と、ディーゼル発電装置１〜３を太陽光発電装置４よりも優先させて運転させるディーゼル発電優先モード（燃料発電優先モード）とを備えている。

【0031】

太陽光発電優先モードは、太陽光発電装置４で十分な発電が見込める場合に、太陽光発電装置４による電力供給の負荷を高め、ディーゼル発電装置１〜３による電力供給の負荷を少なくするモードである。また、ディーゼル発電優先モードは、太陽光発電装置４で十分な発電が期待できない場合に、ディーゼル発電装置１〜３による電力供給の負荷を高め、太陽光発電装置４による電力供給の負荷を少なくするモードである。

【0032】

ここで、図３及び図４は、太陽光発電優先モードにおける電力負荷の時間変動を図示したものである。また、図５は、ディーゼル発電優先モードにおける電力負荷の時間変動を図示したものである。各図において、「区間ａ」はディーゼル発電装置１の単独運転区間、「区間ｂ」はディーゼル発電装置１と太陽光発電装置４との単独連系運転区間、「区間ｃ」はディーゼル発電装置１及びディーゼル発電装置２の並列運転と太陽光発電装置４との並列連系運転区間、「区間ｄ」はディーゼル発電装置１とディーゼル発電装置２との並列運転区間、を示している。

【0033】

これらの優先モードは、例えば、太陽光発電装置４に接続された日射計４４で日射量を測定し、所定量以上の日射量が計測された場合に太陽光発電優先モードを選択し、日射量が所定量よりも少ない場合にディーゼル発電優先モードを選択することができるようにしてもよい。なお、優先モードは、天候の変化や時間帯に応じて、ユーザが任意に選択して変更するようにしてもよい。

【0034】

最初に、太陽光発電優先モードについて説明する。ステップＳ６において太陽光発電優先モードが選択された場合（ＹＥＳ）、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ７）。ここでは、１台のディーゼル発電装置１と太陽光発電装置４とが連系しているものとして説明する。また、所定の閾値とは、例えば、ディーゼル発電装置１の下限出力に設定される。

【0035】

例えば、船舶の場合、航行中の負荷は大きく変動する。船内負荷群１５の負荷が小さく、単独のディーゼル発電装置１が安定して動作できる下限出力付近の負荷で運転しているとき、太陽光発電装置４から大きな電力が加わると、ディーゼル発電装置１が損傷するおそれがある。

【0036】

そこで、ディーゼル発電装置１に下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがある場合、すなわち、（負荷−太陽光発電定格出力）≦ディーゼル発電下限出力となる場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制御部５は、パワーコンディショナ４２に連系許可信号を出力しないことにより太陽光発電装置４の連系を解除する（ステップＳ８）。

【0037】

かかる処理により、ディーゼル発電装置１の単独運転により発電が行われるため、ディーゼル発電装置１が下限出力付近の負荷で運転しているときに、太陽光発電装置４から大きな電力が加わることがなく、ディーゼル発電装置１の損傷を回避することができる。

【0038】

一方、（負荷−太陽光発電定格出力）＞ディーゼル発電下限出力となる場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ディーゼル発電装置１には、下限出力よりも大きな負荷がかかることとなる。次に、制御部５は、ディーゼル発電装置１に、所定の閾値以上の負荷（重負荷）がかかるおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ９）。

【0039】

この閾値は「ディーゼル発電装置定格出力と太陽光発電装置最大定格出力との差（ディーゼル定格−太陽光最大定格）」によって設定される。すなわち、太陽光発電装置４が最大定格出力で接続中に異常発生・誤操作等により解列した場合でも、ディーゼル発電装置１にかかる負荷が過負荷にならないように設定される。例えば、船内負荷群１５の負荷が大きく、ディーゼル発電装置１に定格出力以上の過負荷がかかると、電力系統の擾乱や停電が発生するおそれがある。

【0040】

そこで、ディーゼル発電装置１に所定の閾値以上の負荷（重負荷）がかかるおそれがある場合、すなわち、（ディーゼル発電定格出力−負荷）＞太陽光発電定格出力となる場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ディーゼル発電装置１に過負荷がかかるおそれはない。したがって、制御部５は、連系許可信号をパワーコンディショナ４２に出力して電磁接触器４２２を閉状態とし、太陽光発電装置４をディーゼル発電装置１に連系させる（ステップＳ１０）。

【0041】

かかる処理により、ディーゼル発電装置１と太陽光発電装置４とを連系させて電力供給することができ、太陽光発電装置４を有効に稼働させ、ディーゼル発電装置１の燃料消費量を低減しつつ必要な電力供給を行うことができる。以下、ステップＳ７からの処理を繰り返す。

【0042】

また、船内負荷群１５の負荷が増加し、（ディーゼル発電定格出力−負荷）≦太陽光発電定格出力となり（ステップＳ９：ＹＥＳ）、かつ、この状態が所定時間継続した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ディーゼル発電装置１には、重負荷がかかるおそれがある。この場合、制御部５は、ディーゼル発電装置２の起動及び接続制御を行い、ディーゼル発電装置１，２による並列運転を行う（ステップＳ１２）。

【0043】

かかる処理により、例えば、船内負荷群１５の負荷が大きいときに太陽光発電装置４から供給される電力が低下した場合であっても、２台のディーゼル発電装置１，２が並列運転しているため、過負荷による電力系統の擾乱や停電の発生を回避することができる。なお、ディーゼル発電装置１，２の両方に重負荷がかかるおそれがある場合には、ディーゼル発電装置３を接続し、ディーゼル発電装置１〜３による並列運転を行えばよい。以下、ステップＳ７からの処理を繰り返す。

【0044】

一方、ディーゼル発電装置１，２が並列運転され、かつ、太陽光発電装置４が連系されている状態において、船内負荷群１５の負荷が減少し、（負荷−太陽光発電定格出力）≦ディーゼル発電下限出力（２台のディーゼル発電装置１，２の下限出力の合計値）となる場合には、図３に示したように、ディーゼル発電装置１，２に下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがあるため、太陽光発電装置４の連系を解除し、ディーゼル発電装置１，２のみによる電力供給を行う。

【0045】

また、より効率的なディーゼル発電装置１，２の運用を行う場合は、図４に示したように、並列運転のディーゼル発電装置１，２が下限出力以下の負荷（軽負荷）になる前に、軽負荷（例えば、２台のディーゼル発電装置１，２の定格出力の３５％）の状態で並列運転を解除し、ディーゼル発電装置１と太陽光発電装置４との連系運転に移行するようにしてもよい。

【0046】

また、太陽光発電装置４の連系が解除された状態において、ディーゼル発電装置１，２に下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがある場合には、ディーゼル発電装置２の運転を停止させ、ディーゼル発電装置１のみによる電力供給を行う。

【0047】

さらに、単独運転しているディーゼル発電装置１に軽負荷がかかるおそれがない場合には、太陽光発電装置４を再連系させるようにすればよい。

【0048】

船内負荷群１５の負荷がさらに減少し、太陽光発電装置４が連系されている状態において、ディーゼル発電装置１に下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがある場合には、太陽光発電装置４の連系を解除し、ディーゼル発電装置１の単独運転により電力供給を行う。

【0049】

次に、ディーゼル発電優先モードについて説明する。ステップＳ６において、ディーゼル発電優先モードが選択された場合（ＮＯ，ステップＳ１３）、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値として設定された下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、このモードにおける「軽負荷」とは、ディーゼル発電装置１〜３の損傷にはつながらないが、例えば、２台のディーゼル発電装置１，２を並列運転するには非効率な負荷率であることを意味している。

【0050】

ここで、ディーゼル発電優先モードにおける閾値は、例えば、ディーゼル発電装置１の定格出力の３５％に設定されており、太陽光発電優先モードにおける閾値（ディーゼル発電装置１の下限出力）よりも大きい値に設定されている。

【0051】

このように、ディーゼル発電優先モードにおける閾値＞太陽光発電優先モードにおける閾値と設定することにより、出力が不安定な太陽光発電優先モードでは、複数台のディーゼル発電装置１〜３を並列運転しやすくすることができる。したがって、太陽光発電優先モード時に太陽光発電装置４から電力供給量が低下した場合であっても、１台のディーゼル発電装置１に重負荷がかかるおそれを低減することができる。

【0052】

一方で、ディーゼル発電優先モードでは、閾値を高く設定することにより、１台のディーゼル発電装置１を効率よく運転することができ、不要なディーゼル発電装置１〜３の並列運転を抑制することができる。

【0053】

そして、ステップＳ１４において、負荷≦ディーゼル発電装置１の定格出力の３５％となる場合（ＹＥＳ）、ディーゼル発電装置１に下限出力以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがあると判定し、太陽光発電装置４の連系を解除してディーゼル発電装置１のみにより電力供給を行う（ステップＳ１５）。

【0054】

一方、ステップＳ１４において、負荷＞ディーゼル発電の定格出力の３５％となる場合（ＮＯ）、次に、ディーゼル発電装置１に所定の閾値以上の負荷（重負荷）がかかるおそれがあるか否かを判定する（ステップＳ９）。

【0055】

ステップＳ９において、（ディーゼル発電定格出力−負荷）＞太陽光発電定格出力となる場合（ＮＯ）、ディーゼル発電装置１に所定の閾値以上の負荷（重負荷）がかかるおそれがないため、太陽光発電装置４をディーゼル発電装置１に連系させて電力供給を行う（ステップＳ１０）。

【0056】

かかる処理により、太陽光発電装置４は、太陽光発電優先モードのときよりも負荷が高くなった時点で連系されるため、日射量が少ない場合であっても、ディーゼル発電優先モードでは太陽光発電優先モードよりも安定した状態で電力供給することができる。以下、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。

【0057】

また、船内負荷群１５の負荷が増加し、（ディーゼル発電定格出力−負荷）≦太陽光発電定格出力となり（ステップＳ９：ＹＥＳ）、かつ、この状態が所定時間継続した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ディーゼル発電装置１には、重負荷がかかるおそれがある（例えば、図４の範囲ｃ参照）。この場合、制御部５は、ディーゼル発電装置２の起動及び接続制御を行い、ディーゼル発電装置１，２による並列運転を行う（ステップＳ１２）。

【0058】

かかる処理により、例えば、船内負荷群１５の負荷が大きいときに太陽光発電装置４から供給される電力が低下した場合であっても、２台のディーゼル発電装置１，２が並列運転しているため、重負荷による電力系統の擾乱や停電の発生を回避することができる。なお、ディーゼル発電装置１，２の両方に重負荷がかかるおそれがある場合には、ディーゼル発電装置３を接続し、ディーゼル発電装置１〜３による並列運転を行えばよい。以下、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。

【0059】

一方、ディーゼル発電装置１，２が並列運転され、かつ、太陽光発電装置４が連系されている状態において、船内負荷群１５の負荷が減少し、負荷≦（ディーゼル発電の定格出力の３５％＋太陽光発電装置４の最大定格出力）となる場合には、ディーゼル発電装置１，２に所定の閾値以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがあるため、太陽光発電装置４の連系を解除し、ディーゼル発電装置１，２のみによる電力供給を行う。なお、並列運転時における「ディーゼル発電の定格出力の３５％」とは、２台のディーゼル発電装置１，２の定格出力の３５％の合計値を意味している。

【0060】

また、太陽光発電装置４の連系が解除された状態において、ディーゼル発電装置１，２に所定の閾値以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがある場合には、ディーゼル発電装置２の運転を停止させ、ディーゼル発電装置１のみによる電力供給を行う。

【0061】

さらに、単独運転しているディーゼル発電装置１に所定の閾値以上の負荷（重負荷）がかかるおそれがない場合には、太陽光発電装置４を再連系させるようにすればよい。

【0062】

船内負荷群１５の負荷がさらに減少し、太陽光発電装置４が連系されている状態において、ディーゼル発電装置１に所定の閾値以下の負荷（軽負荷）がかかるおそれがある場合には、太陽光発電装置４の連系を解除し、ディーゼル発電装置１単独で電力供給を行う。

【0063】

上述した電力供給システム及び供給方法によれば、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値（下限出力）よりも大きい負荷がかかるときにのみ補助的に太陽光発電装置４を連系させて電力供給をしたことにより、蓄電装置を用いることなく、ディーゼル発電装置１〜３の燃料消費量を低減しつつ必要な電力を安定供給することができる。

【0064】

本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0065】

１〜３ ディーゼル発電装置
４ 太陽光発電装置
５ 制御部
６ 主配電盤
７ 主母線
８，１３，１４，４２３ 遮断器
９ 陸上電源
１０〜１２ 気中遮断器
１５ 船内負荷群
４１ 太陽光発電モジュール
４２ パワーコンディショナ
４３ 変圧器
４４ 日射計
４２１ ＡＣ／ＤＣ変換器
４２２ 電磁接触器

【要約】

【課題】燃料発電装置と自然エネルギ発電装置とを併用しつつ、蓄電装置を用いることなく必要な電力を安定供給することができる、電力供給システム及び電力供給方法を提供する。
【解決手段】電力供給システムは、燃料を使用した燃料発電装置であるディーゼル発電装置１〜３と、自然エネルギを利用した自然エネルギ発電装置である太陽光発電装置４とを備え、太陽光発電装置４は蓄電装置を備えておらず、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値よりも大きい負荷がかかるときには、太陽光発電装置４を連系させて電力供給を行い、ディーゼル発電装置１〜３に所定の閾値値以下の負荷がかかるときには、太陽光発電装置４の連系を解除してディーゼル発電装置１〜３のみによる電力供給を行うように制御する制御部５を備えている。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】