特開 2023-107037 電力供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023107037

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20120101AFI20230726BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20230726BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

H02J50/80

H02J9/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022008123

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】堀部 房二

(72)【発明者】

【氏名】青山 航大

(72)【発明者】

【氏名】安尾 貴司

【テーマコード（参考）】

5G015

5L049

【Ｆターム（参考）】

5G015FA10

5G015GA06

5G015GA10

5G015GB03

5G015JA53

5G015JA55

5G015JA59

5G015KA05

5L049CC06

(57)【要約】

【課題】非常用電源の使用時における電力の供給量を抑えることができ、かつ、配線が比較的簡単な電力供給システムを提供する。
【解決手段】電力供給システム１００は、電力供給用の電波を送信するための第１送電装置１０６を備える。第１送電装置１０６には、非常用電源１０４の使用時において当該非常用電源の電力が供給される。第１送電装置１０６は、非常用電源１０４からの電力に基づく電力供給用の電波を、常用電源１０２から電力が供給される場合にその電力が供給される複数の機器１０８のうちの、非常時給電対象の機器１０８ａに対応する無線受電部１１２のみに向けて送信する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力供給用の電波を送信するための第１送電装置を備え、
前記第１送電装置には、非常用電源の使用時において当該非常用電源の電力が供給され、
前記第１送電装置は、前記非常用電源からの電力に基づく電力供給用の電波を、常用電源から電力が供給される場合にその電力が供給される複数の機器のうちの、非常時給電対象の機器に対応する無線受電部のみに向けて送信する、
電力供給システム。

【請求項2】

前記常用電源からの電力は、前記複数の機器に有線で供給される、請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項3】

電力供給用の電波を送信するための第２送電装置を備え、
前記第２送電装置には、前記常用電源の電力が供給され、
前記第２送電装置は、前記常用電源からの電力に基づく電力供給用の電波を、前記非常時給電対象の機器に対応する無線受電部に向けて送信する、請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項4】

前記第１送電装置および前記第２送電装置は、共通の送電装置である、請求項３に記載の電力供給システム。

【請求項5】

前記第１送電装置は、前記非常時給電対象の機器のうち、応答がある機器に対応する無線受電部に向けて電力供給用の電波を送信し、応答がない機器に対応する無線受電部に向けては電波を送信しない、請求項１から４のいずれかに記載の電力供給システム。

【請求項6】

前記第１送電装置は、前記非常用電源からの電力に基づく電力供給用の電波の送信回数が所定回数を超えるまでは、応答の有無によらずに、前記非常時給電対象の機器に対応する無線受電部に向けて電力供給用の電波を送信する、請求項５に記載の電力供給システム。

【請求項7】

前記第１送電装置は、バッテリを備え、当該バッテリの電力に基づく電力供給用の電波を、前記非常時給電対象の機器に対応する無線受電部に向けて送信する、請求項１から６のいずれかに記載の電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

商用電源などの常用電源から電力が供給されなくなった場合に、非常用電源から電力が供給されるように構成された電力供給システムが知られている。特許文献１は、非常用電源の使用時には、一部の特定の機器にのみ電力が供給されるように構成された電力供給システムを開示する。この電力供給システムによれば、一般に電力の供給能力が常用電源に比べて低い、あるいは供給可能な電力に限りがある非常用電源の使用時において、電力の供給量を抑えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１６６０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、非常用電源の使用時には一部の特定の機器にのみ電力が供給されるようにするために、すなわち常用電源の使用時と非常用電源の使用時とで電力の供給先に違いを生じさせるために、常用電源からの電力を供給するための配線とは別に、非常用電源からの電力を供給するための配線も張り巡らされており、配線が複雑になっている。

【0005】

本開示の目的の１つは、非常用電源の使用時における電力の供給量を抑えることができ、かつ、配線が比較的簡単な電力供給システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の電力供給システムは、電力供給用の電波を送信するための第１送電装置を備える。第１送電装置には、非常用電源の使用時において当該非常用電源の電力が供給され、第１送電装置は、非常用電源からの電力に基づく電力供給用の電波を、常用電源から電力が供給される場合にその電力が供給される複数の機器のうちの、非常時給電対象の機器に対応する受電装置のみに向けて送信する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。

【図2】図１の受電装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図１の送電装置の構成を示すブロック図である。

【図4】図３の制御部の構成を示すブロック図である。

【図5】図４の機器情報記憶部の構成例を模式的に示す図である。

【図6】第２の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。

【図7】第３の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態の一例を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素の一部を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。本明細書で言及する構造及び形状に、言及している内容に厳密に一致する構造及び形状のみでなく、寸法誤差、製造誤差等の誤差の分だけずれた構造及び形状も含む。各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0009】

（第１の実施の形態）図１を参照する。第１の実施の形態に係る電力供給システム１００は、例えば、ビルなどの大規模な施設、戸建て、集合住宅、工場などに設置される。電力供給システム１００は、常用電源１０２と、非常用電源１０４と、第１送電装置１０６と、複数の機器１０８と、を備える。

【0010】

常用電源１０２は、日常的に使用する電源であって、典型的には系統電源（商用電源）であるが、その限りではなく、例えば、太陽光発電装置、風力発電装置などの分散電源であってもよい。常用電源１０２の使用時においてその電力は、複数の機器１０８のそれぞれに有線で供給される。

【0011】

非常用電源１０４は、停電などで常用電源１０２から電力が供給されなくなった場合の電源であって、例えば、ディーゼル発電装置などの発電装置や、バッテリである。非常用電源１０４の使用時においてその電力は、第１送電装置１０６に有線で供給される。

【0012】

第１送電装置１０６は、電力供給用の電波を無線送電するための装置である。第１送電装置１０６は、非常用電源１０４から供給された電力に基づく電波を、複数の機器１０８のうちの非常時給電対象である機器１０８（以下、機器１０８ａとも呼ぶ）に向けて送信し、非常時給電対象でない機器１０８（以下、機器１０８ｂとも呼ぶ）に向けては送信しない。つまり、この例では、第１送電装置１０６が送信する電波は指向性を有する。第１送電装置１０６が送信する電波は、無指向性であってもよい。すなわち、第１送電装置１０６は、機器１０８ａにも機器１０８ｂにも電波を送信してもよい。

【0013】

「非常時給電対象」は、非常用電源１０４の使用時にも電力を供給する機器１０８である。第１送電装置１０６は、特に限定されないが、天井裏や壁の中に配置されてもよい。電力供給システム１００は、図１では第１送電装置１０６を１つのみ備えているが、実際には機器１０８への電力供給に必要な数の第１送電装置１０６が必要な位置に設置される。

【0014】

第１送電装置１０６は、例えば、所定の周期（例えば半日周期）で電波を送信してもよい。また例えば、第１送電装置１０６は、機器１０８ａから電波の送信要求を受信した場合に電波を送信してもよい。

【0015】

第１送電装置１０６は、特に限定されないが、図示のように、バッテリ１０６ａを内蔵していてもよい。バッテリ１０６ａは、常用電源１０２からの電力によって予め充電されていてもよい。第１送電装置１０６は、例えば、非常用電源１０４からも電力が供給されなくなった場合に、バッテリ１０６ａの電力に基づく電力供給用の電波を非常時給電対象の機器１０８ａに向けて送信する。

【0016】

第１送電装置１０６は、可搬式であってもよく、例えば台車などの荷台に載せられて移動されてもよい。第１送電装置１０６は、移動先に非常用電源１０４があればその非常用電源１０４に接続されてもよいし、バッテリ１０６ａを内蔵している場合はバッテリ１０６ａの電力を用いてもよい。

【0017】

機器１０８は、電力を必要とする機器である。機器１０８は、典型的には建物に固定される機器であるが、建物に固定されない移動可能な機器であってもよい。機器１０８が移動可能である場合、その機器１０８に対応する無線受電部１１２の位置は、公知の技術を用いて特定されればよい。機器１０８は、例えば、照明機器、便器洗浄装置、シャワートイレ、自動水栓、電気温水器、などである。例えば、照明機器、便器洗浄装置、自動水栓などの建物内での活動に必須の機器が非常時給電対象の機器１０８ａであってもよい。

【0018】

機器１０８の有線受電部１１０は、常用電源１０２から供給される電力を負荷１１４に供給する。

【0019】

機器１０８ａに対応する無線受電部１１２は、第１送電装置１０６が送信した電波を受信し、受信した電波を電力に変換して負荷１１４に供給する。「機器に対応する無線受電部」とは、機器に組み込まれた無線受電部、すなわち機器の構成要素である無線受電部、および、機器に組み込まれていない単体の無線受電部（無線受電装置）であって機器の代わりに電力を受電するために機器に関連して設けられる無線受電部を意味する。非常時給電対象でない機器１０８は、無線受電部１１２を備えていなくてもよい。「負荷」は、電力によって動作するあらゆる装置を意味する。負荷は、例えば、モータ、光源、センサなどである。

【0020】

図２を参照する。無線受電部１１２は、受電アンテナ１２０と、電力変換部１２２と、バッテリ１２４と、残量検出部１２６と、通信部１２８と、を備える。通信部１２８は、所定の通信プロトコルにしたがって外部装置と通信する。

【0021】

受電アンテナ１２０は、第１送電装置１０６が送信した電波を受信する。受電アンテナ１２０の構成は特に限定されず、例えばループアンテナやアレイアンテナである。電力変換部１２２は、受電アンテナ１２０が受信した電波を整流して電力に変換する。電波から変換された電力は、バッテリ１２４に充電される。バッテリ１２４に充電された電力は、負荷１１４に供給される。

【0022】

残量検出部１２６は、バッテリ１２４の残量（％）を検出する。残量検出部１２６は、検出したバッテリ１２４の残量を示す情報を、通信部１２８を介して、第１送電装置１０６に送信する。残量検出部１２６は、定期的に残量を検出してその情報を第１送電装置１０６に送信してもよいし、第１送電装置１０６から要求があった場合に残量を検出してその情報を第１送電装置１０６に送信してもよい。

【0023】

図３を参照する。第１送電装置１０６は、送電アンテナ１３０と、電波発生部１３２と、制御部１３４と、通信部１３６と、を備える。通信部１３６は、所定の通信プロトコルにしたがって外部装置と通信する。制御部１３４は、通信部１３６を介して、無線受電部１１２や機器１０８とデータを送受信する。

【0024】

電波発生部１３２は、電力供給用の電波を発生させる。電力伝送可能であれば電力供給用の電波に限定はない。例えば２．４ＧＨｚ帯の電波により１５Ｗ程度の送信出力を実現でき、例えば５．７ＧＨｚ帯の電波により３２Ｗ程度の送信出力を実現できることが判明している。また、その他の周波数帯の電波によっても電力伝送が可能であることが報告されている。

【0025】

送電アンテナ１３０は、電波発生部１３２で発生させた電波を、制御部１３４が決定する無線受電部１１２に向けて送信する。送電アンテナ１３０の構成は特に限定されず、例えばループアンテナやアレイアンテナであってもよい。

【0026】

図４、５を参照する。第１送電装置１０６の制御部１３４は、送信先決定部１４０と、送電制御部１４２と、機器情報記憶部１４４と、を含む。機器情報記憶部１４４は、複数の機器１０８に関する情報を記憶する。具体的には機器情報記憶部１４４は、機器１０８を一意に識別する識別情報である機器ＩＤと、機器１０８が非常時給電対象であるか否かを示す情報である非常時給電対象情報と、機器１０８に対応する無線受電部１１２の位置に関する情報である位置情報と、給電優先度と、を対応付けて記憶する。給電優先度は、例えば「高」、「中」、「低」であってもよい。図５の例では、非常時給電対象情報には、非常時給電対象である機器１０８ａには「○」が入力され、非常時給電対象でない機器１０８ｂには「×」が入力されてもよい。非常時給電対象情報は、ユーザが入力してもよい。つまり、機器１０８が非常時給電対象であるか否かをユーザが決定できてもよい。例えば、第１送電装置１０６が可搬式である場合に、第１送電装置１０６の移動先に応じて非常時給電対象を変更してもよい。機器情報記憶部１１６は、非常時給電対象である機器１０８ａに関する情報のみを記憶してもよい。

【0027】

送信先決定部１４０は、機器情報記憶部１４４を参照して、電力供給用の電波を送信する機器１０８ａひいては無線受電部１１２を決定する。送電制御部１４２は、機器情報記憶部１４４を参照して、送信先として決定された機器１０８ａに対応する無線受電部１１２の位置を特定する。送電制御部１４２は、電波発生部１３２および送電アンテナ１３０を制御して、特定された位置に向けて電力供給用の電波を送信する。

【0028】

送信先決定部１４０は、機器１０８ａの状態によらず、すべての機器１０８ａを送信先として決定してもよい。

【0029】

送信先決定部１４０は、機器１０８ａに通知を送り、その通知に対して応答があった機器１０８ａを送信先として決定してもよい。応答がない機器１０８ａは、例えば故障していたり、また例えば故障はしていないが電源が入っていなかったり、いずれにせよ稼働していない可能性がある。そのような機器１０８ａに電波を送信しないことで、非常用電源１０４の電力の無駄な消費を避けることができる。

【0030】

送信先決定部１４０は、無線受電部１１２が定期的にあるいは要求に応じて送信するバッテリ１２４の残量に基づいて送信先を決定してもよい。この場合、送信先決定部１４０は、バッテリ１２４の残量を示す情報を送信してきた無線受電部１１２のうち、バッテリ残量（％）が所定のバッテリ残量閾値以下である無線受電部１１２を送信先として決定してもよい。バッテリ残量閾値は、給電優先度ごとで異なっていてもよく、例えば給電優先度が高い機器１０８ａに対応する無線受電部１１２ほどバッテリ残量閾値が低くてもよい。

【0031】

送信先決定部１４０は、非常用電源１０４の電力に基づく電力供給用の電波の送信回数が所定回数を超えるまでは、すべての機器１０８ａを送信先として決定し、所定回数を超えたら、所定の条件を満たす機器１０８ａのみを送信先として決定してもよい。

【0032】

送信先決定部１４０は、非常用電源１０４の使用が開始されてから所定時間が経過するまでは、すべての機器１０８ａを送信先として決定し、所定時間を経過したら、所定の条件を満たす機器１０８ａのみを送信先として決定してもよい。

【0033】

「所定の条件」は、送信先決定部１４０が機器１０８ａに通知を送った場合において、その通知に対して応答があったことであってもよい。この場合、非常用電源１０４の電力の無駄な消費を避けることができる。

【0034】

送信先決定部１４０は、非常用電源１０４の電力の残量に応じて、送信先を決定してもよい。電力の残量は、非常用電源１０４から取得すればよい。送信先決定部１４０は、例えば、電力の残量が第１電力残量閾値よりも多い場合、機器１０８ａを送信先として決定し、電力の残量が第１電力残量閾値以下の場合、給電優先度が「高」および「中」の機器１０８ａを送信先として決定し、電力の残量が第２電力残量閾値（＜第１電力残量閾値）以下の場合、給電優先度が「高」の機器１０８ａを送信先として決定する。送信先決定部１４０は、給電優先度に基づいて送信先を決定する処理を、所定の周期で実行してもよい。この場合、給電優先度の低い機器１０８ａから順次、送電が停止される。給電優先度の低い機器１０８ａに電波を送信する頻度を低くすることで、非常用電源１０４の電力を長持ちさせることができる。

【0035】

送電制御部１４２は、複数の機器１０８ａが送信先として決定された場合、それら複数の機器１０８ａについて、電波を送信する頻度を互いに異ならせてもよい。例えば送電制御部１４２は、給電優先度に応じて、電波を送信する頻度を異ならせてもよい。例えば送電制御部１４２は、給電優先度が低い機器１０８ａほど、電波を送信する頻度を低くしてもよい。給電優先度の低い機器に電波を送信する頻度を低くすることで、非常用電源１０４の電力を長持ちさせることができる。

【0036】

本実施の形態によれば、非常用電源１０４の電力は、機器１０８ａに対応する無線受電部１１２に無線給電される。これにより、複数の機器１０８のうちの非常時給電対象の機器１０８ａにのみ電力を供給して電力の供給量を抑えることができる。また、非常用電源１０４からの電力を機器１０８ａに供給するための配線が不要になる。つまり、本実施の形態によれば、非常用電源１０４の使用時における電力の供給量を抑えることができ、かつ、配線が比較的簡単な電力供給システムを実現できる。

【0037】

本実施の形態によれば、非常時給電対象の機器１０８ａを増減させるなどの変更を加える場合、第１送電装置１０６の設定を変えるだけでよく、具体的には機器情報記憶部１４４に記憶される情報を書き換えるだけでよく、変更が容易である。

【0038】

（第２の実施の形態）図６を参照する。第２の実施の形態に係る電力供給システム１００は、常用電源１０２と、非常用電源１０４と、第１送電装置１０６と、第２送電装置１０７と、複数の機器１０８と、を備える。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【0039】

本実施の形態では、常用電源１０２の電力は、第２送電装置１０７と機器１０８ｂに供給される。第２送電装置１０７は、第１送電装置１０６と同様に構成される。第２送電装置１０７は、常用電源１０２からの電力に基づく電力供給用の電波を、機器１０８ａに対応する無線受電部１１２に送電する。つまり、本実施の形態では、常用電源１０２からの電力は、機器１０８ａには第２送電装置１０７による無線給電を介して供給され、機器１０８ｂには有線で供給される。

【0040】

第１送電装置１０６と第２送電装置１０７は、共通の１つの送電装置であってもよい。

【0041】

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施の形態によれば、常用電源１０２からの電力を機器１０８ａに供給するための配線が不要になるため、配線がさらに簡単になる。

【0042】

（第３の実施の形態）図７を参照する。第３の実施の形態に係る電力供給システム１００は、常用電源１０２と、非常用電源１０４と、第１送電装置１０６と、第２送電装置１０７と、複数の機器１０８と、を備える。以下、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【0043】

本実施の形態では、常用電源１０２の電力は、第１送電装置１０６に供給される。第２送電装置１０７は、常用電源１０２からの電力に基づく電力供給用の電波を、機器１０８ａにも機器１０８ｂにも送電する。つまり、本実施の形態では、本実施の形態では、常用電源１０２からの電力は、すべての機器１０８に第２送電装置１０７による無線給電を介して供給される。

【0044】

第２の実施の形態と同様に、第１送電装置１０６と第２送電装置１０７は、共通の１つの送電装置であってもよい。

【0045】

本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施の形態によれば、常用電源１０２からの電力を機器１０８ｂに供給するための配線が不要になるため、配線がさらに簡単になる。

【0046】

以上、本開示について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

【0047】

実施の形態では、無線受電部１１２がバッテリ１２４を備える例を示したが、これに限定されない。無線受電部１１２はバッテリ１２４を備えなくてもよい。

【0048】

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本開示を説明した。実施の形態は、本開示の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【符号の説明】

【0049】

１００ 電力供給システム、 １０２ 常用電源、 １０４ 非常用電源、 １０６ 第１送電装置、 １０７ 第２送電装置、 １０８，１０８ａ，１０８ｂ 機器、 １１２ 無線受電部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】