特許 6936637 直流給電システムおよび直流給電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6936637

(24)【登録日】2021年8月31日

(45)【発行日】2021年9月22日

(54)【発明の名称】直流給電システムおよび直流給電方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/10 20060101AFI20210909BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20210909BHJP

   H02H 3/16 20060101ALI20210909BHJP

   H02H 3/00 20060101ALI20210909BHJP

【ＦＩ】

   H02J1/10

   H02J1/00 306B

   H02H3/16 A

   H02H3/00 N

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-126595(P2017-126595)

(22)【出願日】2017年6月28日

(65)【公開番号】特開2019-9972(P2019-9972A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2020年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】竹田 好宏

【審査官】 田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０１９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００９４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４８４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ １／１０

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｈ ３／１６

Ｈ０２Ｈ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建築物に組み込まれる直流給電システムであって、
少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される入力部と、
前記入力部に入力された交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部によって変換された直流電力の電圧値を変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力を、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な整流回路を備える交流用負荷に出力する出力部と、
を備え、
前記交流用負荷には、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が前記直流給電システムから供給される、
ことを特徴とする直流給電システム。

【請求項2】

前記出力部の直流電路の絶縁値を監視する絶縁監視装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の直流給電システム。

【請求項3】

前記出力部の直流電路からの漏電を遮断する漏電遮断器を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の直流給電システム。

【請求項4】

前記交流用負荷に対して並列に前記出力部の正極電路と負極電路とに接続されたサージ吸収素子を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の直流給電システム。

【請求項5】

前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、
前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の電力を、前記建築物内の防災センターに配置された前記交流用負荷に出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の直流給電システム。

【請求項6】

前記建築物は病棟であり、
前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、
前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の電力を、前記病棟内に配置された重要施設が有する前記交流用負荷に出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の直流給電システム。

【請求項7】

建築物に組み込まれる直流給電システムの直流給電方法であって、
少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される工程と、
入力された交流電力を直流電力に変換する工程と、
交流電力から変換された直流電力の電圧値を変換する工程と、
電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値に変換された直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な整流回路を備える交流用負荷に出力する工程と、
を備え、
前記交流用負荷には、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が供給される、
ことを特徴とする直流給電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流給電システムおよび直流給電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の電源装置からの電力を電力合成装置で合成し、合成した電力を負荷へ電力供給する電力給電システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１の電力給電システムでは、電力合成装置において直流電力が合成される。負荷には、電力合成装置において合成された直流電力が供給される。
特許文献１の電力給電システムに適用される負荷（現在流通している多くの電気製品）は、整流回路を備える。特許文献１の電力給電システムでは、整流回路により交流電力から変換された直流電力によって、負荷が動作する。
特許文献１には、現在流通している多くの電気製品が、交流電力が供給される場合のみならず、特許文献１の電力給電システムのように直流電力が供給される場合においても、動作することができる旨が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−０１９４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の電力給電システムでは、負荷に供給される直流電力の電圧が、１４０［Ｖ］以上１７２［Ｖ］以下の値に設定されている。つまり、特許文献１の電力給電システムでは、電圧の値が１７２［Ｖ］より高い直流電力が負荷に供給される場合について検討されていない。そのため、特許文献１の電力給電システムでは、消費電力を十分に抑制することができないおそれがある。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を十分に抑制することができる直流給電システムおよび直流給電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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の直流給電システムは、建築物に組み込まれる直流給電システムであって、少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される入力部と、前記入力部に入力された交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部によって変換された直流電力の電圧値を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に出力する出力部と、を備えることを特徴とする。
本発明者等は、鋭意研究において、系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に対し、電圧の値が１７２［Ｖ］より高い直流電力が供給される場合にも、その交流用負荷が動作することを見い出した。また、本発明者等は、その交流用負荷に対し、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が供給される場合には、その交流用負荷に対して系統交流電源から交流電力が供給される場合よりも、消費電力を抑制できることを見い出したのである。
つまり、本発明の直流給電システムでは、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が交流用負荷に供給される。そのため、交流電力が系統交流電源から交流用負荷に直接供給される場合よりも、消費電力を抑制することができる。

【0007】

本発明の直流給電システムは、前記出力部の直流電路の絶縁値を監視する絶縁監視装置を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記絶縁監視装置を備える場合には、絶縁監視装置が備えられない場合よりも、安全性を向上させることができる。

【0008】

本発明の直流給電システムは、前記出力部の直流電路からの漏電を遮断する漏電遮断器を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記漏電遮断器を備える場合には、漏電遮断器が備えられない場合よりも、安全性を向上させることができる。

【0009】

本発明の直流給電システムは、前記交流用負荷に対して並列に前記出力部の正極電路と負極電路とに接続されたサージ吸収素子を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記サージ吸収素子を備える場合には、サージ吸収素子が備えられない場合よりも、前記交流用負荷をサージから保護することができる。

【0010】

本発明の直流給電システムにおいて、前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の電力を、前記建築物内の防災センターに配置された前記交流用負荷に出力してもよい。
本発明の直流給電システムがこのように構成される場合には、前記系統交流電源の停電時においても、前記防災センターに配置された前記交流用負荷を動作させることができる。

【0011】

本発明の直流給電システムにおいて、前記建築物は病棟であり、前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の電力を、前記病棟内に配置された重要施設が有する前記交流用負荷に出力してもよい。
本発明の直流給電システムがこのように構成される場合には、前記系統交流電源の停電時においても、前記病棟内に配置された前記重要施設が有する前記交流用負荷を動作させることができる。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の直流給電方法は、建築物に組み込まれる直流給電システムの直流給電方法であって、少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される工程と、入力された交流電力を直流電力に変換する工程と、交流電力から変換された直流電力の電圧値を変換する工程と、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値に変換された直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に出力する工程と、を備えることを特徴とする。

【0013】

本発明の直流給電方法では、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が交流用負荷に供給される。そのため、系統交流電源からの交流電力が交流用負荷に直接供給される場合よりも、消費電力を抑制することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、消費電力を十分に抑制することができる直流給電システムおよび直流給電方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の直流給電システムが適用された配電システムの一例の概略構成図である。

【図2】第１実施形態の直流給電システムに適用される接地方式の一例を示す図である。

【図3】第２実施形態の直流給電システムに対して施された対策の一例を示す図である。

【図4】第３実施形態の直流給電システムに対して施された対策の一例を示す図である。

【図5】第４実施形態の直流給電システムに対して施された対策の一例を示す図である。

【図6】図１に示す配電システムとの消費電力の比較が行われる比較例の配電システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し、本発明の直流給電システムおよび直流給電方法の実施形態について説明する。

【0017】

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の直流給電システム１が適用された配電システムの一例の概略構成図である。第１実施形態の直流給電システム１は、建築物（図示せず）に組み込まれている。
図１に示す例では、直流給電システム１は、入力部１０、１１と、電力変換部１２、１３と、電力合成部１４と、電圧変換部１５と、出力部１６とを備えている。
入力部１０には、太陽光発電装置２が供給する直流電力が入力される。太陽光発電装置２は、例えば２ｋＷ用の太陽光パネル２０を備えている。太陽光パネル２０は、太陽電池２０Ａを備えている。太陽電池２０Ａは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する。入力部１０は、電力変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）１２に接続されている。電力変換部１２は、太陽光発電装置２から供給された直流電力の電圧値を変換する。電力変換部１２は、電力合成部１４に接続されている。
図１に示す例では、電力変換部１２が入力部１０と電力合成部１４との間に配置されているが、他の例では、電力変換部１２を省略したり、電力変換部１２を直流給電システム１外（詳細には、直流給電システム１と太陽光発電装置２との間）に配置したりしてもよい。

【0018】

図１に示す例では、系統交流電源（商用交流電源）３が供給する交流電力が、入力部１１に入力される。入力部１１は、電力変換部（ＡＣ／ＤＣコンバータ）１３に接続されている。電力変換部１３は、系統交流電源３から供給された交流電力を直流電力に変換する。電力変換部１３は、電力合成部１４に接続されている。
図１に示す例では、電力変換部１３が入力部１１と電力合成部１４との間に配置されているが、他の例では、電力変換部１３を直流給電システム１外（詳細には、直流給電システム１と系統交流電源３との間）に配置してもよい。

【0019】

図１に示す例では、電力合成部１４が、電力変換部１２から入力された直流電力と、電力変換部１３から入力された直流電力とを合成する。電力合成部１４は、例えば、太陽光発電装置２が供給する電力が、系統交流電源３が供給する電力よりも優先的に使用されるように、直流電力を合成する。電力合成部１４は、電圧変換部１５に接続されている。電圧変換部１５は、電力合成部１４から入力された直流電力の電圧を、２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値に変換する。電圧変換部１５は、出力部１６に接続されている。
図１に示す例では、電圧変換部１５が電力合成部１４と出力部１６との間に配置されているが、他の例では、電圧変換部１５を電力変換部１３と電力合成部１４との間に配置してもよい。この例では、電力合成部１４が、電力変換部１２から入力された直流電力と、電圧変換部１５から入力された直流電力とを合成する。また、この例では、電力合成部１４から出力部１６に出力される直流電力の電圧が、２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値になるように、電圧変換部１５は直流電力の電圧値を変換する。

【0020】

図１に示す例では、出力部１６が、端子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを備えている。出力部１６は、電圧変換部１５によって変換された電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力を、端子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃから出力する。
図１に示す例では、太陽光発電装置２が供給する直流電力と、系統交流電源３が供給する交流電力とが直流給電システム１に入力されるが、他の例では、系統交流電源３が供給する交流電力のみを直流給電システム１に入力してもよい。あるいは、他の例では、系統交流電源３が供給する交流電力の他に、二次電池（図示せず）が供給する直流電力、燃料電池（図示せず）が供給する直流電力などの少なくともいずれかを直流給電システム１に入力してもよい。

【0021】

図１に示す例では、直流給電システム１が、パッケージ型空気調和機４０と、ＵＳＢ負荷４１と、ＬＥＤ照明装置４２とに直流電力を供給する。パッケージ型空気調和機４０と、ＬＥＤ照明装置４２とは、系統交流電源３が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷である。ＵＳＢ負荷４１は、交流電力によっては動作できず、直流電力によって動作可能な直流用負荷である。
パッケージ型空気調和機４０は、例えば電源部４０Ａと本体部４０Ｂとを備えている。電源部４０Ａは、系統交流電源３から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。本体部４０Ｂは、電源部４０Ａから供給される直流電力を用いることによって、冷房、暖房、除湿、加湿、空気の浄化などの空気調和を行う。

【0022】

図１に示す例では、パッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａが、直流給電システム１の端子１６Ａに接続されている。また、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が、直流給電システム１の端子１６Ａからパッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａに供給される。
ＵＳＢ負荷４１は、ＵＳＢポート（図示せず）から供給される直流電力によって動作する。ＵＳＢ負荷４１は、電源装置５に接続されている。電源装置５は、例えば、ＡＣアダプタと、ＵＳＢポートを有するセルフパワー方式ＵＳＢハブとによって構成されている。電源装置５が、例えば、ＡＣアダプタと、ＵＳＢポートを有するＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）とによって構成されるもの等であってもよい。電源装置５は、例えば電力変換部５Ａと電力変換部５Ｂとを備えている。電力変換部５Ａは、系統交流電源３から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。電力変換部５Ｂは、電力変換部５Ａによって変換された直流電力の電圧値を変換する。

【0023】

図１に示す例では、ＵＳＢ負荷４１が、電源装置５の電力変換部５Ｂと電力変換部５Ａとを介して、直流給電システム１の端子１６Ｂに接続されている。また、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が、直流給電システム１の端子１６Ｂから電源装置５に供給される。また、電源装置５の電力変換部５Ｂによって電圧値が変換された直流電力が、ＵＳＢ負荷４１に供給される。
ＬＥＤ照明装置４２は、例えば電源部４２Ａと本体部４２Ｂとを備えている。電源部４２Ａは、系統交流電源３から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。本体部４２Ｂは、電源部４２Ａから供給される直流電力を用いることによって、ＬＥＤ（発光ダイオード）を発光させる。

【0024】

図１に示す例では、ＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａが、直流給電システム１の端子１６Ｃに接続されている。また、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が、直流給電システム１の端子１６ＣからＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに供給される。

【0025】

図６は図１に示す配電システムとの消費電力の比較が行われる比較例の配電システムの概略構成図である。図６において、図１に示す部品または部分と同一の部品または部分には、図１に示す参照番号と同一の参照番号が付されている。
図６に示す比較例では、太陽光発電装置２がパワーコンディショナー６に接続されている。パワーコンディショナー６は、太陽光発電装置２が発生した直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナー６は、分電盤７に接続されている。また、系統交流電源３が、分電盤７に接続されている。分電盤７には、パッケージ型空気調和機４０と、電源装置５と、ＬＥＤ照明装置４２とが接続されている。電源装置５は、ＵＳＢ負荷４１に接続されている。分電盤７は、パワーコンディショナー６から供給された交流電力、および、系統交流電源３から供給された交流電力を、パッケージ型空気調和機４０とＵＳＢ負荷４１とＬＥＤ照明装置４２とに分配する。

【0026】

図６に示す比較例では、交流電力が、分電盤７からパッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａに供給される。電源部４０Ａは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。

【0027】

また、図６に示す比較例では、交流電力が、分電盤７から電源装置５の電力変換部５Ａに供給される。電力変換部５Ａは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。

【0028】

また、図６に示す比較例では、交流電力が、分電盤７からＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに供給される。電源部４２Ａは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。

【0029】

それに対し、第１実施形態の直流給電システム１が適用された図１に示す例では、直流電力が、直流給電システム１の端子１６Ａからパッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａに供給される。そのため、電源部４０Ａは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電源部４０Ａでは、図６に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図１に示す例では、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が直流給電システム１の端子１６Ａからパッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａに供給される。その結果、パッケージ型空気調和機４０における消費電力が図６に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。

【0030】

また、図１に示す例では、直流電力が、直流給電システム１の端子１６Ｂから電源装置５の電力変換部５Ａに供給される。そのため、電力変換部５Ａは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電力変換部５Ａでは、図６に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図１に示す例では、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が直流給電システム１の端子１６Ｂから電源装置５の電力変換部５Ａに供給される。その結果、電源装置５およびＵＳＢ負荷４１における消費電力が図６に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。

【0031】

また、図１に示す例では、直流電力が、直流給電システム１の端子１６ＣからＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに供給される。そのため、電源部４２Ａは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電源部４２Ａでは、図６に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図１に示す例では、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が直流給電システム１の端子１６ＣからＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに供給される。その結果、ＬＥＤ照明装置４２における消費電力が図６に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。

【0032】

また、図６に示す比較例では、パワーコンディショナー６が、直流電力を交流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。それに対し、第１実施形態の直流給電システム１が適用された図１に示す例では、太陽光発電装置２が供給する直流電力が交流電力に変換されない。その結果、図１に示す例では、図６に示す比較例のようなパワーコンディショナー６における変換ロスが生じない。

【0033】

このように第１実施形態の直流給電システム１が適用された図１に示す例では、パワーコンディショナー６において直流電力から交流電力への変換が行われる図６に示す比較例よりも、消費電力を抑制することができる。
また、図１に示す例では、パッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａ、電源装置５の電力変換部５Ａ、および、ＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに交流電力が供給される図６に示す比較例よりも、消費電力を抑制することができる。
また、図１に示す例では、パッケージ型空気調和機４０の電源部４０Ａ、電源装置５の電力変換部５Ａ、および、ＬＥＤ照明装置４２の電源部４２Ａに交流電力が供給される図６に示す比較例と同様に、パッケージ型空気調和機４０、ＵＳＢ負荷４１およびＬＥＤ照明装置４２を動作させることができる。
詳細には、図１に示す例では、パッケージ型空気調和機４０、ＵＳＢ負荷４１およびＬＥＤ照明装置４２に対する改造を行う必要なく、それらを動作させることができる。
また、図１に示す例では、パッケージ型空気調和機４０を動作させるために出力部１６の端子１６Ａから出力される直流電圧の電圧値と、ＵＳＢ負荷４１を動作させるために出力部１６の端子１６Ｂから出力される直流電圧の電圧値と、ＬＥＤ照明装置４２を動作させるために出力部１６の端子１６Ｃから出力される直流電圧の電圧値とを共通化することができる。

【0034】

第１実施形態の直流給電システム１は、日本国内においてのみならず、海外においても、交流用負荷の改造を全くあるいは殆ど行う必要なく、交流用負荷を動作させることができる。
また、第１実施形態の直流給電システム１は、直流給電システム１に入力される系統交流電源３の周波数を問わず、交流用負荷の改造を全くあるいは殆ど行う必要なく、交流用負荷を動作させることができる。

【0035】

図２は第１実施形態の直流給電システム１に適用される接地方式の一例を示す図である。図２に示す例では、第１実施形態の直流給電システム１に対して中間点高抵抗接地方式が適用されている。

【0036】

電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力を出力する出力部１６（図１参照）は、図２に示すように、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力を出力する直流電源部１６０を有するものとして表現することができる。
図２に示す例では、直流電源部１６０が直流２線式である。図１に示す端子１６Ａは、正極端子１６Ａ１と負極端子１６Ａ２とによって構成されている。直流電源部１６０の正極は、正極電路１６１を介して正極端子１６Ａ１に接続されている。直流電源部１６０の負極は、負極電路１６２を介して負極端子１６Ａ２に接続されている。正極電路１６１と、負極電路１６２とは、直列接続された抵抗１６３、１６４によって接続されている。抵抗１６３、１６４の抵抗値は、例えば３０［ｋΩ］である。抵抗１６３および抵抗１６４の中間点１６５は、接地されている。抵抗１６３と正極端子１６Ａ１との間の正極電路１６１上には、スイッチ１６１Ａが配置されている。抵抗１６４と負極端子１６Ａ２との間の負極電路１６２上には、スイッチ１６２Ａが配置されている。

【0037】

直流に関する電気設備の規格、基準類は完全に整備されているとは言えない状況である。直流給電システム１が建築設備に適用される場合には、安全性および信頼性が担保されるように、直流給電システム１を個別に設計する必要がある。そこで、第２から第４実施形態の直流給電システム１では、安全性および信頼性を向上させるために後述する対策が施されている。

【0038】

＜第２実施形態＞
第２実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様に構成される。従って、第２実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様の効果を奏することができる。

【0039】

図３は第２実施形態の直流給電システム１に対して施された対策の一例を示す図である。図２に示す例では、絶縁監視装置が直流給電システム１に備えられていないが、図３に示す例では、絶縁監視装置１６６が直流給電システム１に備えられている。絶縁監視装置１６６は、正極端子１６６Ａと、負極端子１６６Ｂとを備えている。正極端子１６６Ａは、出力部１６の正極電路１６１に接続されている。負極端子１６６Ｂは、出力部１６の負極電路１６２に接続されている。
絶縁監視装置１６６は、正極端子１６６Ａを介して入力される正極電路１６１の電圧と、負極端子１６６Ｂを介して入力される負極電路１６２の電圧とに基づいて、正極電路１６１と負極電路１６２との絶縁値を監視する。
第２実施形態の直流給電システム１によれば、絶縁監視装置１６６が備えられない場合よりも、安全性および信頼性を向上させることができる。

【0040】

＜第３実施形態＞
第３実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様に構成される。従って、第３実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様の効果を奏することができる。

【0041】

図４は第３実施形態の直流給電システム１に対して施された対策の一例を示す図である。図２に示す例では、漏電遮断器が直流給電システム１に備えられていないが、図４に示す例では、漏電遮断器１６７が直流給電システム１に備えられている。漏電遮断器１６７は、零相変流器１６７Ａを備えている。零相変流器１６７Ａは、円環状の磁気コア１６７Ａ２と、磁気コア１６７Ａ２に巻きつけられた二次巻線１６７Ａ１とを備えている。二次巻線１６７Ａ１は、励磁コイルとして用いられる。出力部１６の正極電路１６１および負極電路１６２は、円環状の磁気コア１６７Ａ２を貫通している。二次巻線１６７Ａ１には、励磁回路（図示せず）から励磁電流が供給される。漏電遮断器１６７の測定信号検出回路（図示せず）は、正極電路１６１または負極電路１６２からの漏洩電流を含む測定信号を検出する。漏電遮断器１６７は、測定信号検出回路によって検出された測定信号から直流成分を分離する。
漏電遮断器１６７は、出力部１６の直流電路（正極電路１６１または負極電路１６２）からの漏電を遮断する。詳細には、漏電遮断器１６７は、正極電路１６１または負極電路１６２からの漏洩電流が所定値を超えた場合に、スイッチ１６１Ａ、１６２Ａをオフすることによって、出力部１６からの直流電力の供給を遮断する。
第３実施形態の直流給電システム１によれば、漏電遮断器１６７が備えられない場合よりも、安全性および信頼性を向上させることができる。

【0042】

＜第４実施形態＞
第４実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様に構成される。従って、第４実施形態の直流給電システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の直流給電システム１と同様の効果を奏することができる。

【0043】

図５は第４実施形態の直流給電システム１に対して施された対策の一例を示す図である。図２に示す例では、サージ吸収素子が直流給電システム１に備えられていないが、図５に示す例では、サージ吸収素子１６８が直流給電システム１に備えられている。サージ吸収素子１６８の一端は、例えば、正極電路１６１のうちのスイッチ１６１Ａと正極端子１６Ａ１との間の部分に接続されている。サージ吸収素子１６８の他端は、例えば、負極電路１６２のうちのスイッチ１６２Ａと負極端子１６Ａ２との間の部分に接続されている。サージ吸収素子１６８としては、例えばスナバ、バリスタ、アレスタなどが用いられる。
つまり、サージ吸収素子１６８は、正極端子１６Ａ１と負極端子１６Ａ２との間に接続される交流用負荷（パッケージ型空気調和機４０）に対して並列に接続されている。サージ吸収素子１６８は、その交流用負荷に対する直流電力の供給遮断時などに定常状態を超えて瞬間的に発生するサージ電圧を吸収し、その交流用負荷を保護する。
第４実施形態の直流給電システム１によれば、サージ吸収素子１６８が備えられない場合よりも、交流用負荷をサージ電圧から保護することができ、安全性および信頼性を向上させることができる。

【0044】

＜第１適用例＞
第１適用例では、第１から第４実施形態のいずれかの直流給電システム１によって、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が、建築物内の防災センターに配置された交流用負荷に供給される。上述したように、直流給電システム１には、系統交流電源３から交流電力が供給されるのみならず、例えば太陽光発電装置２からの直流電力も供給される。系統交流電源３の停電が発生した場合であっても、例えば太陽光発電装置２は、直流給電システム１に直流電力を供給することができる。また、直流給電システム１は、例えば太陽光発電装置２から供給された直流電力を用いることによって、防災センターに配置された交流用負荷に直流電力を供給することができる。
つまり、第１から第４実施形態のいずれかの直流給電システム１の第１適用例によれば、系統交流電源３の停電時においても、防災センターに配置された交流用負荷を動作させることができる。すなわち、系統交流電源３の停電が発生する例えば災害発生時においても、防災センターを正常に機能させることができる。

【0045】

＜第２適用例＞
第２適用例では、第１から第４実施形態のいずれかの直流給電システム１によって、電圧が２８３［Ｖ］以上３４０［Ｖ］以下の値の直流電力が、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷に供給される。系統交流電源３の停電が発生した場合であっても、直流給電システム１は、例えば太陽光発電装置２から供給された直流電力を用いることによって、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷に直流電力を供給することができる。重要施設とは、例えばデータサーバー、手術室、集中治療室などのような、非常時（つまり、系統交流電源３の停電時）にも機能停止してはいけない施設である。
つまり、第１から第４実施形態のいずれかの直流給電システム１の第２適用例によれば、系統交流電源３の停電時においても、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷を動作させることができる。すなわち、系統交流電源３の停電に伴う例えば病院の重要データの破損などの重要施設の機能停止を抑制することができる。
第１から第４実施形態のいずれかの直流給電システム１は、事務所ビル、病院、学校、マンションなど様々な用途建物に適用することができる。

【0046】

以上、本発明の実施形態及びその適用例を説明したが、これらの実施形態及びその適用例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態及びその適用例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその適用例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。また、上述した各実施形態及びその適用例は、互いに適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 直流給電システム
１０ 入力部
１１ 入力部
１２ 電力変換部
１３ 電力変換部
１４ 電力合成部
１５ 電圧変換部
１６ 出力部
２ 太陽光発電装置
２０ 太陽光パネル
２０Ａ 太陽電池
３ 系統交流電源
４０ パッケージ型空気調和機
４１ ＵＳＢ負荷
４２ ＬＥＤ照明装置
５ 電源装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】