(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】
(24)【登録日】2024-04-12
(45)【発行日】2024-04-22
(54)【発明の名称】電力供給装置
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240415BHJP
【FI】
H02J7/00 302C
(21)【出願番号】P 2023575045
(86)(22)【出願日】2022-06-17
(86)【国際出願番号】 JP2022024319
(87)【国際公開番号】W WO2023139812
(87)【国際公開日】2023-07-27
【審査請求日】2023-12-27
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2022/001933
(32)【優先日】2022-01-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】391028328
【氏名又は名称】株式会社辰巳菱機
(74)【代理人】
【識別番号】100127306
【氏名又は名称】野中 剛
(72)【発明者】
【氏名】近藤 豊嗣
【審査官】清水 祐樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-51002(JP,A)
【文献】特開2011-83084(JP,A)
【文献】特開2001-28846(JP,A)
【文献】国際公開第2017/017975(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02J 3/00-7/12
7/34-11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部の負荷と前記負荷とは別の第1電気機器とに電力を供給する電力供給装置であって、
第1蓄電装置と第2蓄電装置を含む蓄電部と、
第1条件を満たす場合に、少なくとも第1時間だけ前記第1電気機器を駆動するために、前記第1電気機器への電力供給源を、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置とで切り替えるために使用される第1スイッチと、を備え、
前記第1蓄電装置は、前記負荷と前記第1電気機器への電力供給が可能であり、
前記第2蓄電装置は、前記負荷と前記第1電気機器への電力供給が可能であり、
前記第1電気機器への電力供給源を前記第1蓄電装置に設定した第1使用モードであって、前記第1条件を満たすまでは、前記第1蓄電装置から前記負荷及び前記第1電気機器への電力供給、及び前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、
前記第1使用モードであって、前記第1条件を満たした時は、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が行われ、
前記第1電気機器への電力供給源を前記第2蓄電装置に設定した第2使用モードであって、前記第1条件を満たすまでは、前記第2蓄電装置から前記負荷及び前記第1電気機器への電力供給、及び前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、
前記第2使用モードであって、前記第1条件を満たした時は、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が行わ
れ、
前記電力供給装置は、前記負荷と、前記第1電気機器と、前記負荷及び前記第1電気機器とは別の第2電気機器とに電力を供給するものであり、
前記蓄電部は、第3蓄電装置と第4蓄電装置を含み、
前記電力供給装置は、第2条件を満たす場合に、少なくとも第2時間だけ前記第2電気機器を駆動するために、前記第2電気機器への電力供給源を、前記第3蓄電装置と前記第4蓄電装置とで切り替えるために使用される第2スイッチを備え、
前記第3蓄電装置は、前記負荷と前記第2電気機器への電力供給が可能であり、
前記第4蓄電装置は、前記負荷と前記第2電気機器への電力供給が可能であり、
前記第2電気機器への電力供給源を前記第3蓄電装置に設定した第3使用モードであって、前記第2条件を満たすまでは、前記第3蓄電装置から前記負荷及び前記第2電気機器への電力供給、及び前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、
前記第3使用モードであって、前記第2条件を満たした時は、前記第3蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が行われ、
前記第2電気機器への電力供給源を前記第4蓄電装置に設定した第4使用モードであって、前記第2条件を満たすまでは、前記第4蓄電装置から前記負荷及び前記第2電気機器への電力供給、及び前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、
前記第4使用モードであって、前記第2条件を満たした時は、前記第4蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が行われる、電力供給装置。
電力供給装置。
【請求項2】
前記第1使用モードであって、前記第1蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除され、
前記第2使用モードであって、前記第2蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される、請求項1に記載の電力供給装置。
【請求項3】
前記第1使用モードであって、前記第1蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除され、
前記第2使用モードであって、前記第2蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除され、
前記第3使用モードであって、前記第3蓄電装置が、前記第2電気機器を前記第2時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第2条件を満たすまで、前記第3蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除され、
前記第4使用モードであって、前記第4蓄電装置が、前記第2電気機器を前記第2時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第2条件を満たすまで、前記第4蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される、請求項
1に記載の電力供給装置。
【請求項4】
前記電力供給装置は、少なくとも前記第1スイッチと前記第2スイッチを制御する制御部を備え、
前記第1使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われ、
前記第1使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われ、
前記第2使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われ、
前記第2使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われる、請求項
1に記載の電力供給装置。
【請求項5】
前記第1使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われ、
前記第1使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われ、
前記第2使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われ、
前記第2使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる、請求項
1に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力供給装置などに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1のように、電力を蓄積し、蓄積した電力を電気自動車などに供給する電気自動車用充放電装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【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、複数の蓄電装置の充放電制御が考慮されていない。
【0005】
したがって本発明の目的は、効率的に電力供給が可能な電力供給装置などを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る電力供給装置は、外部の負荷と前記負荷とは別の第1電気機器とに電力を供給する電力供給装置である。
電力供給装置は、第1蓄電装置と第2蓄電装置を含む蓄電部と、第1条件を満たす場合に、少なくとも第1時間だけ前記第1電気機器を駆動するために、前記第1電気機器への電力供給源を、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置とで切り替えるために使用される第1スイッチと、を備える。
前記第1蓄電装置は、前記負荷と前記第1電気機器への電力供給が可能である。
前記第2蓄電装置は、前記負荷と前記第1電気機器への電力供給が可能である。
前記第1電気機器への電力供給源を前記第1蓄電装置に設定した第1使用モードであって、前記第1条件を満たすまでは、前記第1蓄電装置から前記負荷及び前記第1電気機器への電力供給、及び前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限される。
前記第1使用モードであって、前記第1条件を満たした時は、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が行われる。
前記第1電気機器への電力供給源を前記第2蓄電装置に設定した第2使用モードであって、前記第1条件を満たすまでは、前記第2蓄電装置から前記負荷及び前記第1電気機器への電力供給、及び前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限される。
前記第2使用モードであって、前記第1条件を満たした時は、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第1蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が制限され、前記第2蓄電装置から前記第1電気機器への電力供給が行われる。
【0007】
使用モードに応じて、蓄電装置(第1蓄電装置、第2蓄電装置)のそれぞれから電力供給する対象の制限制御が行われる。
これにより、第1電気機器を第1時間だけ駆動するための電力を常に第1蓄電装置と第2蓄電装置の一方に確保出来、且つ第1蓄電装置と第2蓄電装置の他方を使って、第1電気機器とは別の負荷への電力供給が可能になる。
すなわち、効率的に電力供給が可能な電力供給装置を構成出来る。
【0008】
好ましくは、前記第1使用モードであって、前記第1蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
前記第2使用モードであって、前記第2蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
【0009】
これにより、第1電気機器へ供給出来る電力を確保しつつ、他の負荷へ余剰電力の供給を行うことが可能になる。
【0010】
また、好ましくは、前記電力供給装置は、前記負荷と、前記第1電気機器と、前記負荷及び前記第1電気機器とは別の第2電気機器とに電力を供給するものである。
前記蓄電部は、第3蓄電装置と第4蓄電装置を含む。
前記電力供給装置は、第2条件を満たす場合に、少なくとも第2時間だけ前記第2電気機器を駆動するために、前記第2電気機器への電力供給源を、前記第3蓄電装置と前記第4蓄電装置とで切り替えるために使用される第2スイッチを備える。
前記第3蓄電装置は、前記負荷と前記第2電気機器への電力供給が可能である。
前記第4蓄電装置は、前記負荷と前記第2電気機器への電力供給が可能である。
前記第2電気機器への電力供給源を前記第3蓄電装置に設定した第3使用モードであって、前記第2条件を満たすまでは、前記第3蓄電装置から前記負荷及び前記第2電気機器への電力供給、及び前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限される。
前記第3使用モードであって、前記第2条件を満たした時は、前記第3蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が行われる。
前記第2電気機器への電力供給源を前記第4蓄電装置に設定した第4使用モードであって、前記第2条件を満たすまでは、前記第4蓄電装置から前記負荷及び前記第2電気機器への電力供給、及び前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限される。
前記第4使用モードであって、前記第2条件を満たした時は、前記第4蓄電装置から前記負荷への電力供給が制限され、前記第3蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が制限され、前記第4蓄電装置から前記第2電気機器への電力供給が行われる。
【0011】
使用モードに応じて、蓄電装置(第1蓄電装置~第4蓄電装置)のそれぞれから電力供給する対象の制限制御が行われる。
これにより、第1電気機器を第1時間だけ駆動するための電力を常に第1蓄電装置と第2蓄電装置の一方に確保出来、且つ第1蓄電装置と第2蓄電装置の他方を使って、第1電気機器とは別の負荷への電力供給が可能になる。
また、第2電気機器を第2時間だけ駆動するための電力を常に第3蓄電装置と第4蓄電装置の一方に確保出来、且つ第3蓄電装置と第4蓄電装置の他方を使って、第2電気機器とは別の負荷への電力供給が可能になる。
すなわち、効率的に電力供給が可能な電力供給装置を構成出来る。
【0012】
さらに好ましくは、前記第1使用モードであって、前記第1蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第1蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
前記第2使用モードであって、前記第2蓄電装置が、前記第1電気機器を前記第1時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第1条件を満たすまで、前記第2蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
前記第3使用モードであって、前記第3蓄電装置が、前記第2電気機器を前記第2時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第2条件を満たすまで、前記第3蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
前記第4使用モードであって、前記第4蓄電装置が、前記第2電気機器を前記第2時間よりも長い時間駆動出来る場合には、前記第2条件を満たすまで、前記第4蓄電装置から前記負荷への電力供給の制限が解除される。
【0013】
これにより、第1電気機器及び第2電気機器へ供給出来る電力を確保しつつ、他の負荷へ余剰電力の供給を行うことが可能になる。
【0014】
前記電力供給装置は、少なくとも前記第1スイッチと前記第2スイッチを制御する制御部を備える。
前記第1使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われる。
前記第1使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われる。
前記第2使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われる。
前記第2使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置のいずれかから前記制御部への電力供給が行われる。
【0015】
これにより、第1電気機器を第1時間だけ駆動するために必要な電力を供給するのに必要な蓄電装置、及び第2電気機器を第2時間だけ駆動するために必要な電力を供給するのに必要な蓄電装置を温存し、他の蓄電装置を使って、制御部の電力供給が可能になる。
【0016】
また、好ましくは、前記第1使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第2蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
前記第1使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第2蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
前記第2使用モードで且つ前記第3使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第1蓄電装置と前記第4蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
前記第2使用モードで且つ前記第4使用モードでは、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方を使って、前記第1蓄電装置と前記第3蓄電装置の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
【0017】
これにより、電力が殆ど蓄積されていない蓄電装置を用いて、負荷試験を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【0018】
以上のように本発明によれば、効率的に電力供給が可能な電力供給装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】第1実施形態の電力供給システムの主な構成図である。
【
図2】第1実施形態の電力供給システムの詳細な構成図である。
【
図4】第11電力供給状態(第3状態)で、且つ第21蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図5】第11電力供給状態~第13電力供給状態で、且つ第21蓄積状態を示す切替部の配線図である。
【
図6】第12電力供給状態(第4状態)で、且つ第22蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図7】第13電力供給状態(第3状態)で、且つ第21蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図8】第11電力供給状態(第3状態)で、且つ第23蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図9】第11電力供給状態~第13電力供給状態で、且つ第23蓄積状態を示す切替部の配線図である。
【
図10】第11電力供給状態(第3状態)で、且つ第24蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図11】第21電力供給状態(第1状態)で、且つ第11蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図12】第21電力供給状態(第1状態)で、且つ第11蓄積状態~第13蓄積状態を示す切替部の配線図である。
【
図13】第22電力供給状態(第2状態)で、且つ第12蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図14】第22電力供給状態(第2状態)で、且つ第11蓄積状態~第13蓄積状態を示す切替部の配線図である。
【
図15】第23電力供給状態(第1状態)で、且つ第13蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図16】第23電力供給状態(第1状態)で、且つ第11蓄積状態~第13蓄積状態を示す切替部の配線図である。
【
図17】第21電力供給状態(第1状態)で、且つ第14蓄積状態を示す電力供給システムの構成図である。
【
図18】複数の電源から負荷に電力供給が行われる状態を示す切替部の配線図である。
【
図19】交流電力供給部と切替部の間に第2変換装置が設けられ、切替部と負荷の間に第1変換装置が設けられた電力供給システムの構成図である。
【
図20】第2実施形態の電力供給システムの構成図である。
【
図21】第2実施形態の第31スイッチの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、第1実施形態について、図を用いて説明する。
なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。
【0021】
(電力供給システム1)
第1実施形態の電力供給システム1は、直流電力供給部10、交流電力供給部20、変換部30、切替部40、蓄電部50、制御部60、水素供給部70、スイッチ(第1スイッチS1~第6スイッチS6)、バルブ(第1バルブB1~
第3バルブB3)を備える(
図1、
図2参照)。
電力供給システム1は、電力を生成し、生成した電力を、負荷80に供給する。負荷80は、空調機など、交流電力で駆動する電気機器である。
【0022】
(直流電力供給部10)
直流電力供給部10は、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12を有する。
【0023】
第1直流発電装置11は、太陽光発電装置など、自然エネルギー(再生可能エネルギー)に基づいて直流電力を発する発電装置(再生可能エネルギー由来電力発生装置)である。
第1直流発電装置11は、常時、発電が可能な状態にされる。
第1直流発電装置11で得られた電力は、第1変換装置31を介して、第1蓄電装置51などに供給される。
第1直流発電装置11は、ダイオードなどの逆流防止装置を含む。
【0024】
第2直流発電装置12は、水素に基づいて発電する発電装置(燃料電池)である。
第2直流発電装置12は、第1直流発電装置11などから供給される電力が十分でない場合などに、発電が可能な状態にされる。
第2直流発電装置12で得られた電力は、第1変換装置31を介して、第1蓄電装置51などに供給される。
第2直流発電装置12は、ダイオードなどの逆流防止装置を含む。
【0025】
(交流電力供給部20)
交流電力供給部20は、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22を有する。
第1交流発電装置21は、風力発電装置、波力発電装置など、自然エネルギー(再生可能エネルギー)に基づいて交流電力を発する発電装置(再生可能エネルギー由来電力発生装置)である。
第1交流発電装置21は、常時、発電が可能な状態にされる。
ただし、第1交流発電装置21が風力発電装置であって、且つ、第1交流発電装置21が受ける風力が所定の風力を超える場合には、第1交流発電装置21は、発電が出来ない状態にされる。
第1交流発電装置21で得られた電力は、切替部40、第2変換装置32を介して、第2蓄電装置52などに供給される。
【0026】
第2交流発電装置22は、LPガス発電装置など、内燃機関若しくは外燃機関で得られた運動エネルギーに基づいて交流電力を発する発電装置である。
第2交流発電装置22は、第1交流発電装置21などから供給される電力が十分でない場合などに、発電が可能な状態にされる。
第2交流発電装置22で得られた電力は、切替部40、第2変換装置32を介して、第2蓄電装置52などに供給される。
【0027】
(変換部30)
変換部30は、第1変換装置31、第2変換装置32、第3変換装置33を有する。
【0028】
第1変換装置31は、第1DC/DCコンバーター31a、第2DC/DCコンバーター31b、第1DC/ACインバーター31cを有する。
【0029】
第1DC/DCコンバーター31aは、第1直流発電装置11で得られた電力、第2直流発電装置12で得られた電力の電圧を、所定の値に変換する。
【0030】
第2DC/DCコンバーター31bは、第1DC/DCコンバーター31aからの電力の電圧、第1蓄電装置51からの電力の電圧を、所定の値に変換する。
【0031】
第1DC/ACインバーター31cは、第2DC/DCコンバーター31bからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0032】
従って、第1変換装置31の第1DC/DCコンバーター31aは、第1直流発電装置11からの電力の電圧、及び第2直流発電装置12からの電力の電圧を、第1蓄電装置51に蓄積可能な電圧に変換する。
また、第1変換装置31は、第1直流発電装置11からの電力、第2直流発電装置12からの電力、第1蓄電装置51からの電力の電気の流れ方を、負荷80で使用可能な交流に変換する。
【0033】
(第1DC/DCコンバーター31aの応用例)
第1実施形態では、第1DC/DCコンバーター31aは、直流電力供給部10と第2DC/DCコンバーター31bの間に設けられる例を説明するが、第2DC/DCコンバーター31bと第1蓄電装置51の間に設けられてもよい。
第1DC/DCコンバーター31aと第2DC/DCコンバーター31bは、一体的に構成されてもよい。
【0034】
第2変換装置32は、第3DC/DCコンバーター32a、第4DC/DCコンバーター32b、AC/DCコンバーター32cを有する。
【0035】
第3DC/DCコンバーター32aは、昇降圧DC/DCコンバーターで構成される。
第3DC/DCコンバーター32aは、第2蓄電装置52からの電力の電圧を、所定の値に変換する。
第3DC/DCコンバーター32aは、第4DC/DCコンバーター32bからの電力の電圧を所定の値に変換する。
【0036】
第4DC/DCコンバーター32bは、絶縁トランスを含む双方向DC/DCコンバーターで構成される。
第4DC/DCコンバーター32bは、第3DC/DCコンバーター32aからの電力の電圧を、所定の値に変換する。
第4DC/DCコンバーター32bは、AC/DCコンバーター32cからの電力の電圧を所定の値に変換する。
【0037】
AC/DCコンバーター32cは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
AC/DCコンバーター32cは、第4DC/DCコンバーター32bからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
AC/DCコンバーター32cは、切替部40からの電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
【0038】
従って、第2変換装置32は、第1交流発電装置21からの電力、及び第2交流発電装置22からの電力について、電気の流れ方を直流に変換し、電圧を第2蓄電装置52に蓄積可能な電圧に変換する。
また、第2変換装置32は、第2蓄電装置52からの電力の電気の流れ方を、負荷80で使用可能な交流に変換する。
【0039】
(第3DC/DCコンバーター32aの応用例)
第3DC/DCコンバーター32aと第4DC/DCコンバーター32bは、一体的に構成されてもよい。
【0040】
第3変換装置33は、第5DC/DCコンバーター33aを有する。
【0041】
第5DC/DCコンバーター33aは、昇降圧DC/DCコンバーターで構成される。
第5DC/DCコンバーター33aは、第1DC/DCコンバーター31aからの電力の電圧、及び第1蓄電装置51からの電力の電圧を、所定の値に変換する。
第5DC/DCコンバーター33aは、第2蓄電装置52からの電力の電圧を、所定の値に変換する。
【0042】
従って、第3変換装置33は、第1直流発電装置11からの電力について、電圧を第2蓄電装置52に蓄積可能な電圧に変換する。
また、第3変換装置33は、第2蓄電装置52からの電力について、電圧を第1蓄電装置51に蓄積可能な電圧に変換する。
【0043】
(切替部40)
切替部40は、第1交流発電装置21、第2交流発電装置22、第1変換装置31、第2変換装置32、負荷80と接続する。
切替部40は、負荷80への電力供給元を、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1交流発電装置21と第2交流発電装置22と第1蓄電装置51と第2蓄電装置52のいずれかに切り替える。
切替部40は、AC/DCコンバーター32cを介した第2蓄電装置52(若しくは水素生成部71)への電力供給元を、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22のいずれかに切り替える。
切替部40の切替制御は、制御部60によって行われる。
【0044】
具体的には、切替部40は、第1ポート41a~第5ポート41e、第1内部スイッチ43a~
第6内部スイッチ43f、第1内部電力線45a~第6内部電力線45fを有する(
図3参照)。
【0045】
第1ポート41aには、第1DC/ACインバーター31cが接続される。
すなわち、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1蓄電装置51は、第1変換装置31を介して、切替部40の第1ポート41aに接続される。
第2ポート41bには、第1交流発電装置21が接続される。
第3ポート41cには、第2交流発電装置22が接続される。
第4ポート41dには、AC/DCコンバーター32cが接続される。
すなわち、第2蓄電装置52は、第2変換装置32を介して、切替部40の第4ポート41dと接続される。
第5ポート41eには、負荷80が接続される。
【0046】
第1ポート41aは、第1内部電力線45aを介して、第5ポート41eと接続される。
第2ポート41bは、第2内部電力線45bを介して、第5ポート41eと接続される。
第2ポート41bは、第3内部電力線45cを介して、第4ポート41dと接続される。
第3ポート41cは、第4内部電力線45dを介して、第5ポート41eと接続される。
第3ポート41cは、第5内部電力線45eを介して、第4ポート41dと接続される。
第4ポート41dは、第6内部電力線45fを介して、第5ポート41eと接続される。
【0047】
第1内部スイッチ43aは、第1内部電力線45aに設けられ、第1ポート41aと第5ポート41eの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第1内部スイッチ43aがオン状態にされると、第1ポート41aと第5ポート41eを介して、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1蓄電装置51のいずれかから負荷80に電力供給が可能な状態になる。
【0048】
第2内部スイッチ43bは、第2内部電力線45bに設けられ、第2ポート41bと第5ポート41eの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第2内部スイッチ43bがオン状態にされると、第2ポート41bと第5ポート41eを介して、第1交流発電装置21から負荷80に電力供給が可能な状態になる。
【0049】
第3内部スイッチ43cは、第3内部電力線45cに設けられ、第2ポート41bと第4ポート41dの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第3内部スイッチ43cがオン状態にされると、第2ポート41bと第4ポート41dを介して、第1交流発電装置21から第2蓄電装置52と水素生成部71のいずれかに電力供給が可能な状態になる。
【0050】
第4内部スイッチ43dは、第4内部電力線45dに設けられ、第3ポート41cと第5ポート41eの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第4内部スイッチ43dがオン状態にされると、第3ポート41cと第5ポート41eを介して、第2交流発電装置22から負荷80に電力供給が可能な状態になる。
【0051】
第5内部スイッチ43eは、第5内部電力線45eに設けられ、第3ポート41cと第4ポート41dの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第5内部スイッチ43eがオン状態にされると、第3ポート41cと第4ポート41dを介して、第2交流発電装置22から第2蓄電装置52と水素生成部71のいずれかに電力供給が可能な状態になる。
【0052】
第6内部スイッチ43fは、第6内部電力線45fに設けられ、第4ポート41dと第5ポート41eの間に流れる電流のオンオフ切替を行う。
第6内部スイッチ43fがオン状態にされると、第4ポート41dと第5ポート41eを介して、第2蓄電装置52から負荷80に電力供給が可能な状態になる。
【0053】
(蓄電部50)
蓄電部50は、第1蓄電装置51、第2蓄電装置52を有する(
図1、
図2参照)。
第1蓄電装置51は、第1直流発電装置11などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
第2蓄電装置52は、第1交流発電装置21などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
【0054】
(制御部60)
制御部60は、電力供給システム1の各部を制御する。
具体的には、制御部60は、電力供給システム1の各部の状態に応じて、第1内部スイッチ43a~第6内部スイッチ43fのオンオフ制御、第1スイッチS1~第6スイッチS6のオンオフ制御、第1バルブB1~第3バルブB3の開閉制御などを行う。これらの制御の詳細については、後述する。
【0055】
制御部60は、第1蓄電装置51において、充電と放電が同時に行われないように、且つ第2蓄電装置52において、充電と放電が同時に行われないように、各部を制御する。
第1蓄電装置51への蓄電が行われない時は、第1蓄電装置51からの電力供給に基づいて、制御部60は駆動する。
第1蓄電装置51への蓄電が行われる時は、第1蓄電装置51への電力供給を行う電源(第1直流発電装置11など)からの電力供給に基づいて、制御部60は駆動する。
ただし、制御部60は、第2蓄電装置52からの電力供給に基づいて、若しくは、第2蓄電装置52に電力供給を行う電源(第1交流発電装置21など)からの電力供給に基づいて、制御部60は駆動してもよい。
【0056】
(水素供給部70)
水素供給部70は、水素生成部71、水供給部72を有する。
水素生成部71は、水などの電解液の電気分解を行って、水素を生成し、水素タンク(不図示)に蓄積し、酸素を生成し、酸素タンク(不図示)に蓄積する。
第2直流発電装置12で生成され、第1電解液供給管T3を介して供給される水、及び水供給部72から第2電解液供給管T4を介して供給される水が、電解液として、用いられる。
水素生成部71の水素タンクに蓄積された水素は、水素供給管T1を介して、第2直流発電装置12に供給される。
【0057】
水素供給管T1は、水素生成部71の水素タンクの水素排出口と、第2直流発電装置12の水素導入口とを連通する。
酸素供給管T2は、水素生成部71の酸素タンクの酸素排出口と、第2直流発電装置12の酸素導入口とを連通する。
第1電解液供給管T3は、第2直流発電装置12の水排出口と、水素生成部71の電解液導入口とを連通する。ただし、
図1などでは、水素供給管T1と酸素供給管T2と第1電解液供給管T3の中間領域を省略している。
【0058】
水素生成部71の酸素タンクに蓄積された酸素は、酸素供給管T2を介して、第2直流発電装置12に供給される。
【0059】
水素生成部71の水素タンクは、気体の状態、液化した状態、水素吸蔵合金に吸蔵した状態、有機ハイドライドなど他の化合物に変化した状態などで水素を蓄積する。
水素生成部71の酸素タンクは、気体の状態、液化した状態などで酸素を蓄積する。
【0060】
なお、水素生成部71で生成された酸素は、外部に排出されてもよい。
この場合、第2直流発電装置12は、外部から酸素を取り込む。
【0061】
水供給部72は、外部から取り込んだ水を、第2電解液供給管T4を介して、水素生成部71に供給する。
【0062】
(第1スイッチS1~第6スイッチS6)
第1スイッチS1~第6スイッチS6は、オンオフ状態を切り替えることにより、各部への通電状態と非通電状態とを切り替える。
【0063】
第1スイッチS1は、第1DC/DCコンバーター31aと第1蓄電装置51を結ぶ電力線(第1電力線L1)上であって、第5DC/DCコンバーター33aから第1電力線L1に延びる電力線(第2電力線L2)との接続点c1と、制御部60から第1電力線L1に延びる電力線(第3電力線L3)との接続点c2の間に設けられる。
【0064】
第2スイッチS2は、第1電力線L1と第2DC/DCコンバーター31bとを結ぶ電力線(第4電力線L4)上に設けられる。
【0065】
第3スイッチS3は、第2電力線L2上であって、接続点c1と、水素生成部71から第2電力線L2に延びる電力線(第5電力線L5)との接続点c3の間に設けられる。
【0066】
第4スイッチS4は、第5電力線L5上に設けられる。
【0067】
第5スイッチS5は、第3DC/DCコンバーター32aと第2蓄電装置52とを結ぶ電力線(第6電力線L6)上であって、第5DC/DCコンバーター33aから第6電力線L6に延びる電力線(第7電力線L7)との接続点c4と、第2蓄電装置52の間に設けられる。
【0068】
第6スイッチS6は、第7電力線L7上に設けられる。
【0069】
(バルブ)
第1バルブB1は、水素供給管T1上に設けられ、水素生成部71の水素タンクから第2直流発電装置12への水素の供給量を調整する。
第2バルブB2は、酸素供給管T2上に設けられ、水素生成部71の酸素タンクから第2直流発電装置12への酸素の供給量を調整する。
第3バルブB3は、第2電解液供給管T4上に設けられ、水供給部72から水素生成部71への電解液の供給量を調整する。
【0070】
(各部の接続)
第1直流発電装置11と第2直流発電装置12は、第1DC/DCコンバーター31aの入力側と接続される。
【0071】
第1DC/DCコンバーター31aの出力側は、第1スイッチS1を介して第1蓄電装置51及び制御部60と接続される。
第1DC/DCコンバーター31aの出力側は、第2スイッチS2を介して第2DC/DCコンバーター31bの入力側と接続される。
第1DC/DCコンバーター31aの出力側は、第3スイッチS3を介して、第5DC/DCコンバーター33aの入力側の一方(出力側の他方)と接続される。
第1DC/DCコンバーター31aの出力側は、第3スイッチS3と第4スイッチS4を介して、水素生成部71と接続される。
【0072】
第2DC/DCコンバーター31bの出力側は、第1DC/ACインバーター31cの入力側と接続される。
第1DC/ACインバーター31cの出力側は、切替部40の第1ポート41aと接続される。
【0073】
第3DC/DCコンバーター32aの入力側の一方(出力側の他方)は、第5スイッチS5を介して、第2蓄電装置52と接続される。
第3DC/DCコンバーター32aの入力側の一方(出力側の他方)は、第6スイッチS6を介して、第5DC/DCコンバーター33aの入力側の他方(出力側の一方)と接続される。
【0074】
第3DC/DCコンバーター32aの出力側の一方(入力側の他方)は、第4DC/DCコンバーター32bの入力側の一方(出力側の他方)と接続される。
【0075】
第4DC/DCコンバーター32bの出力側の一方(入力側の他方)は、AC/DCコンバーター32cの入力側の一方(出力側の他方、DC側)と接続される。
【0076】
AC/DCコンバーター32cの出力側の一方(入力側の他方、AC側)は、切替部40の第4ポート41dと接続される。
【0077】
(各部の制御)
次に、制御部60の動作制御について説明する。
制御部60は、第1モードと第2モードのいずれかで、負荷80への電力供給などを行う。
【0078】
第1モードでは、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1蓄電装置51の少なくとも1つを使って、負荷80への電力供給が行われる。
また、第1モードでは、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22の少なくとも1つを使って、第2蓄電装置52の蓄電と水素生成部71における水素生成の少なくとも1つが行われる。
【0079】
第2モードでは、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22と第2蓄電装置52の少なくとも1つを使って、負荷80への電力供給が行われる。
また、第2モードでは、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12の少なくとも1つを使って、第1蓄電装置51の蓄電と水素生成部71における水素生成の少なくとも1つが行われる。
【0080】
第1モードの詳細について、説明する。
第1直流発電装置11から供給される電力P11が第1電力閾値Thp1以上に大きい場合には、制御部60は、第2スイッチS2をオン状態にし、第1スイッチS1と第3スイッチS3をオフ状態にし、第1直流発電装置11から第1DC/ACインバーター31cを介して負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第11電力供給状態(第3状態)、
図4、
図5参照)。
具体的には、切替部40では、第1内部スイッチ43aがオン状態にされ、第2内部スイッチ43bと第4内部スイッチ43dと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
制御部60への電力供給は、第1蓄電装置51から行われる。
【0081】
第1直流発電装置11から供給される電力P11が第1電力閾値Thp1よりも小さく、第1蓄電装置51の充電率R1が第1充電率閾値Thr1以上に高い場合には、制御部
60は、第1スイッチS1と第2スイッチS2をオン状態にし、第3スイッチS3をオフ状態にして、第1蓄電装置51から第1DC/ACインバーター31cを介して負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第12電力供給状態(第4状態)、
図6参照)。
具体的には、切替部40では、第1内部スイッチ43aがオン状態にされ、第2内部スイッチ43bと第4内部スイッチ43dと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
制御部60への電力供給は、第1蓄電装置51から行われる。
【0082】
第1直流発電装置11から供給される電力P11が、第1電力閾値Thp1よりも小さく、第1蓄電装置51の充電率R1が第1充電率閾値Thr1よりも低く、水素生成部71のタンクの水素充填率Rhが水素充填率閾値Thrh以上に多い場合には、制御部60は、第1バルブB1を開状態にする。水素生成部71の水素タンクから水素供給管T1を介して水素が第2直流発電装置12に供給される。また、制御部60は、第2バルブB2を開状態にする。水素生成部71の酸素タンクから酸素供給管T2を介して酸素が第2直流発電装置12に供給される。また、制御部60は、第1スイッチS1と第3スイッチS
3をオフ状態にし、第2スイッチS2をオン状態にして、第2直流発電装置12から第1DC/ACインバーター31cを介して負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第13電力供給状態(第3状態)、
図7参照)。
具体的には、切替部40では、第1内部スイッチ43aがオン状態にされ、第2内部スイッチ43bと第4内部スイッチ43dと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
制御部60への電力供給は、第1蓄電装置51から行われる。
【0083】
第2直流発電装置12で生成された水は、第1電解液供給管T3を介して、水素生成部71に供給される。また、制御部60は、水素生成部71の電解液の量に応じて、第3バルブB3を開状態にする。水供給部72から第2電解液供給管T4を介して電解液が水素生成部71に供給される。
【0084】
第11電力供給状態~第13電力供給状態の下で、第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2以上に大きく、第2蓄電装置52の充電率(state of charge)R2が第2充電率閾値Thr2よりも低い場合には、制御部60は、第5スイッチS5をオン状態にし、第6スイッチS6をオフ状態にして、第1交流発電装置21からAC/DCコンバーター32cを介して第2蓄電装置52に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第21蓄積状態、
図4、
図5参照)。
具体的には、切替部40では、第3内部スイッチ43cがオン状態にされ、第5内部スイッチ43eがオフ状態にされる。
【0085】
第11電力供給状態~第13電力供給状態の下で、第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2以上に大きく、第2蓄電装置52の充電率R2が第2充電率閾値Thr2以上に高い場合には、制御部60は、第4スイッチS4と第6スイッチS6をオン状態にし、第5スイッチS5をオフ状態にして、第1交流発電装置21からAC/DCコンバーター32cを介して水素生成部71に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第22蓄積状態、
図6参照)。
具体的には、切替部40では、第3内部スイッチ43cがオン状態にされ、第5内部スイッチ43eがオフ状態にされる。
【0086】
第11電力供給状態~第13電力供給状態の下で、第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2よりも小さく、第2蓄電装置52の充電率R2が第2充電率閾値Thr2よりも低い場合には、制御部60は、第2交流発電装置22をオン状態にし、第5スイッチS5をオン状態にし、第6スイッチS6をオフ状態にして、第2交流発電装置22からAC/DCコンバーター32cを介して第2蓄電装置52に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第23蓄積状態、
図8、
図9参照)。
具体的には、切替部40では、第5内部スイッチ43eがオン状態にされ、第3内部スイッチ43cがオフ状態にされる。
【0087】
第11電力供給状態~第13電力供給状態の下で、第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2よりも小さく、第2蓄電装置52の充電率R2が第2充電率閾値Thr2以上に高い場合には、制御部60は、第2交流発電装置22をオン状態にし、第4スイッチS4と第6スイッチS6をオン状態にし、第5スイッチS5をオフ状態にして、第2交流発電装置22からAC/DCコンバーター32cを介して水素生成部71に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第24蓄積状態、
図10参照)。
具体的には、切替部40では、第5内部スイッチ43eがオン状態にされ、第3内部スイッチ43cがオフ状態にされる。
【0088】
第2モードの詳細について、説明する。
第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2以上に大きい場合には、制御部60は、第5スイッチS5と第6スイッチS6をオフ状態にし、第1交流発電装置21から負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第21電力供給状態(第1状態)、
図11、
図12参照)。
具体的には、切替部40では、第2内部スイッチ43bがオン状態にされ、第1内部スイッチ43aと第4内部スイッチ43dと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
【0089】
第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2よりも小さく、第2蓄電装置52の充電率R2が第2充電率閾値Thr2以上に高い場合には、制御部60は、第5スイッチS5をオン状態にし、第6スイッチS6をオフ状態にし、第2蓄電装置52からAC/DCコンバーター32cを介して負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第22電力供給状態(第2状態)、
図13、
図14参照)。
具体的には、切替部40では、第6内部スイッチ43fがオン状態にされ、第1内部スイッチ43aと第2内部スイッチ43bと第4内部スイッチ43dがオフ状態にされる。
【0090】
第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2よりも小さく、第2蓄電装置52の充電率R2が第2充電率閾値Thr2よりも小さい場合には、制御部60は、第2交流発電装置22をオン状態にし、第5スイッチS5と第6スイッチS6をオフ状態にし、第2交流発電装置22から負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する(第23電力供給状態(第1状態)、
図15、
図16参照)。
具体的には、切替部40では、第4内部スイッチ43dがオン状態にされ、第1内部スイッチ43aと第2内部スイッチ43bと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
【0091】
第21電力供給状態~第23電力供給状態の下で、第1直流発電装置11から供給される電力P11が第1電力閾値Thp1以上に大きく、第1蓄電装置51の充電率R1が第1充電率閾値Thr1よりも低い場合には、制御部60は、第1スイッチS1をオン状態にし、第2スイッチS2と第3スイッチS3をオフ状態にして、第1直流発電装置11から第1蓄電装置51に電力供給が行われるようにする(第11蓄積状態、
図11、
図12参照)。
制御部60への電力供給は、第1直流発電装置11から行われる。
【0092】
第21電力供給状態~第23電力供給状態の下で、第1直流発電装置11から供給される電力P11が第1電力閾値Thp1以上に大きく、第1蓄電装置51の充電率R1が第1充電率閾値Thr1以上に高い場合には、制御部60は、第3スイッチS3と第4スイッチS4をオン状態にし、第1スイッチS1と第2スイッチS2をオフ状態にして、第1直流発電装置11から水素生成部71に電力供給が行われるようにする(第12蓄積状態、
図13、
図14参照)。
制御部60への電力供給は、第1蓄電装置51から行われる。
【0093】
第21電力供給状態~第23電力供給状態の下で、第1直流発電装置11から供給される電力P11が第1電力閾値Thp1よりも小さく、第1蓄電装置51の充電率R1が第1充電率閾値Thr1よりも低い場合には、制御部60は、第1バルブB1を開状態にする。水素生成部71の水素タンクから水素供給管T1を介して水素が第2直流発電装置12に供給される。また、制御部60は、第2バルブB2を開状態にする。水素生成部71の酸素タンクから酸素供給管T2を介して酸素が第2直流発電装置12に供給される。また、制御部60は、第1スイッチS1をオン状態にし、第2スイッチS2と第3スイッチS3をオフ状態にして、第2直流発電装置12から第1蓄電装置51に電力供給が行われるようにする(第13蓄積状態、
図15、
図16参照)。
制御部60への電力供給は、第1直流発電装置11から行われる。
【0094】
第2直流発電装置12で生成された水は、第1電解液供給管T3を介して、水素生成部71に供給される。また、制御部60は、水素生成部71の電解液の量に応じて、第3バルブB3を開状態にする。水供給部72から第2電解液供給管T4を介して電解液が水素生成部71に供給される。
【0095】
(モード切替制御)
制御部60は、第1モードと第2モードの切替制御を行う。
例えば、第1蓄電装置51の充電率R1が第3充電率閾値Thr3よりも低くなった場合に、制御部60は第2モードに切り替える(
図11~
図16参照))。第3充電率閾値Thr3は、第1充電率閾値Thr1よりも低い(Thr3<Thr1)。
第2蓄電装置52の充電率R2が第4充電率閾値Thr4よりも低くなった場合に、制御部60は第1モードに切り替える(
図4~
図10参照)。第4充電率閾値Thr4は、第2充電率閾値Thr2よりも低い(Thr4<Thr2)。
【0096】
(第3モード)
第1モードに代えて、制御部60は、第2モードと第3モードのいずれかで、負荷80への電力供給などを行ってもよい。
第3モードでは、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22の少なくとも1つを使って、負荷80への電力供給が行われる。
また、第3モードでは、第1蓄電装置51を使って、第2蓄電装置52への蓄電が行われる。
第2蓄電装置52の充電率R2が第4充電率閾値Thr4よりも低くなった場合に、制御部60は第3モードに切り替える(
図17参照)。
【0097】
具体的には、制御部60は、第1スイッチS1と第3スイッチS3と第5スイッチS5と第6スイッチS6をオン状態にし、第2スイッチS2と第4スイッチS4をオフ状態にして、第1蓄電装置51から第5DC/DCコンバーター33aを介して第2蓄電装置52に電力供給が行われるようにする(第14蓄積状態)。
【0098】
また、第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2以上に大きい場合には、制御部60は、第1交流発電装置21から負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する。
具体的には、切替部40では、第2内部スイッチ43bがオン状態にされ、第1内部スイッチ43aと第4内部スイッチ43dと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
【0099】
第1交流発電装置21から供給される電力P21が第2電力閾値Thp2よりも小さい場合には、制御部60は、第2交流発電装置22をオン状態にし、第2交流発電装置22から負荷80に電力供給が行われるように切替部40を制御する。
具体的には、切替部40では、第4内部スイッチ43dがオン状態にされ、第1内部スイッチ43aと第2内部スイッチ43bと第6内部スイッチ43fがオフ状態にされる。
【0100】
第3モードでは、交流電力供給部20から第2蓄電装置52への電力供給は行われない。このため、第2変換装置32は、交流電力供給部20からの交流電力についての交直変換を行わずに、第2蓄電装置52からの直流電力についての直交変換だけを行う形態であってもよい。
【0101】
(第3モードの応用例)
なお、第3モードで、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12の少なくとも1つを使って、負荷80への電力供給が行われてもよい。
この場合には、第1電力線L1上であって、第1接続点c1と、第4電力線L4との接続点c5との間にスイッチが設けられる。第1直流発電装置11と第2直流発電装置12の少なくとも1つを使って、負荷80への電力供給が行われる場合には、当該スイッチがオフ状態にされる。
【0102】
(第1変換装置31の応用例)
また、第1実施形態では、第1変換装置31は、主に、直流電力供給部10若しくは第1蓄電装置51からの直流電力について直交変換を行う例を説明した。
しかしながら、第1変換装置31は、さらに、交流電力供給部20からの交流電力について交直変換を行ってもよい。
この場合、第1DC/DCコンバーター31aは、昇降圧DC/DCコンバーターで構成され、第2DC/DCコンバーター31bは、絶縁トランスを含む双方向DC/DCコンバーターで構成され、第1DC/ACインバーター31cは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
交流電力供給部20からの交流電力は、第1変換装置31で直流電力に変換され、第1蓄電装置51、制御部60、水素生成部71に供給され得る。
【0103】
(負荷80への電力供給の応用例)
また、第1実施形態では、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1交流発電装置21と第2交流発電装置22と第1蓄電装置51と第2蓄電装置52のいずれか1つから負荷80への電力供給が行われる例を説明した。
しかしながら、負荷80への電力供給は、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1交流発電装置21と第2交流発電装置22と第1蓄電装置51と第2蓄電装置52のうちの複数から同時に行われてもよい。
例えば、第1内部スイッチ43aと第2内部スイッチ43bと第5内部スイッチ43eがオン状態にされると、第1直流発電装置11と第2直流発電装置12と第1蓄電装置51のいずれかと、第1交流発電装置21から、負荷80に電力供給が可能な状態になり、第2交流発電装置22から第2蓄電装置52に電力供給が可能な状態になる(
図18参照)。
【0104】
(第1変換装置31、第2変換装置32の配置の応用例)
また、第1実施形態では、第1変換装置31が直流電力供給部10と切替部40との間に設けられ、第2変換装置32が切替部40と第2蓄電装置52の間に設けられる例を説明した。
しかしながら、第1変換装置31が切替部40と負荷80の間に設けられ、第2変換装置32が交流電力供給部20と切替部40の間に設けられてもよい。この場合、切替部40の内部の電力線(第1内部電力線45aなど)には、直流電力が流れる。
【0105】
(第1モード/第2モードで、蓄電装置への電力供給などを制御することの効果)
第1蓄電装置51の充電時は、他の電源(第2蓄電装置52など)を使って、負荷への電力供給を行う。第2蓄電装置52の充電時は、他の電源(第1蓄電装置51など)を使って、負荷への電力供給を行う。このため、第1蓄電装置51と第2蓄電装置52の一方の蓄電と他方の放電を同時期に行うことが可能になり、電力供給システム1の電源のいくつか(第1蓄電装置51など)を使って、効率的に電力供給システム1から負荷80への電力供給を長時間維持することが可能になる。
【0106】
(双方向AC/DCコンバーター32cを用いることの効果)
1つの変換装置(第2変換装置32)を用いて、交流電力供給部20からの電力の交直変換と、第2蓄電装置52からの電力の直交変換を行うことが可能になる。
【0107】
(第2モード/第3モードで、蓄電装置への電力供給などを制御することの効果)
第1蓄電装置51の充電時は、他の電源(第2蓄電装置52など)を使って、負荷への電力供給を行う。第2蓄電装置52の充電時は、他の電源(第1蓄電装置51など)を使って、負荷への電力供給を行う。このため、第1蓄電装置51と第2蓄電装置52の一方の蓄電と他方の放電を同時期に行うことが可能になり、電力供給システム1の電源のいくつか(第1蓄電装置51など)を使って、効率的に電力供給システム1から負荷80への電力供給を長時間維持することが可能になる。
また、直流電力供給部10は、主に負荷80と第1蓄電装置51への電力供給に用いられ、交流電力供給部20は、主に負荷80への電力供給に用いられ、第1蓄電装置51は、主に負荷80と第2蓄電装置52への電力供給に用いられ、第2蓄電装置52は、主に負荷80への電力供給に用いられる。すなわち、蓄電装置への電力供給は、直流電力を発する電源(直流電力供給部など)から行われる。このため、蓄電時に電力の電気の流れを交流から直流に変換するロスを少なくすることが出来る。
【0108】
(第1直流発電装置11、第2直流発電装置12、水素生成部71を用いることの効果)
第1直流発電装置11と水素生成部71を用いることで、自然エネルギーに基づいて直流電力を第1蓄電装置51に蓄積させたり、水素を生成したり、当該水素を蓄積したりすることが可能になる。
水素生成部71と第2直流発電装置12を用いることで、第1蓄電装置51で発電が十分に行えない時間帯などに、水素に基づいて直流電力を第1蓄電装置51に蓄積させたりすることが可能になる。
水素生成部71で得られた水素を、第2直流発電装置12で活用することで、第2直流発電装置12で発電を維持することが可能になる。
第2直流発電装置12で得られた水を、水素生成部71で電解液として活用することで、外部から取り入れる水が少なくても、水素生成部71で水素生成を維持することが可能になる。
【0109】
(水素生成部71で得られた酸素を用いることの効果)
水素生成部71で得られた酸素を、第2直流発電装置12で活用することで、外部から取り入れる酸素が少なくても、第2直流発電装置12で発電を維持することが可能になる。
【0110】
(制御部60への電力供給源を制御することの効果)
水素生成部71で得られた酸素を、第2直流発電装置12で活用することで、外部から取り入れる酸素が少なくても、第2直流発電装置12で発電を維持することが可能になる。
【0111】
(第1交流発電装置21、第2交流発電装置22を用いることの効果)
第1交流発電装置21を用いることで、自然エネルギーに基づいて交流電力を負荷80に供給したりすることが可能になる。
第2交流発電装置22を用いることで、直流電力供給部10、第1交流発電装置21、第1蓄電装置51、第2蓄電装置52から負荷80への電力供給が行えない時でも、負荷80への電力供給を維持することが可能になる。
【0112】
(電力供給システム1)
次に第2実施形態について説明する。
第2実施形態の電力供給システム1は、直流電力供給部10、交流電力供給部20、変換部30、蓄電部50、制御部60、スイッチ(第11スイッチS11~第31スイッチS31)を備える(
図20参照)。
【0113】
(請求項の記載の用語との対比)
第2実施形態の第11蓄電装置510、第12蓄電装置520、第13蓄電装置530、第14蓄電装置540は、それぞれ、特許請求の範囲の第1蓄電装置、第2蓄電装置、第3蓄電装置、第4蓄電装置に相当する。
第2実施形態の第25スイッチS25と第30スイッチS30は、それぞれ、特許請求の範囲の第1スイッチ、第2スイッチに相当する。
第2実施形態の直流電力供給部10、交流電力供給部20、電気自動車2000は、特許請求の範囲の電力発生装置に相当する。
第2実施形態の電力供給システム1における、少なくとも蓄電部50、制御部60、スイッチの一部(第25スイッチS25、第30スイッチS30)を含む装置(電力供給装置2)が、特許請求の範囲の電力供給装置に相当する(
図20の点線枠内参照)。
【0114】
電力供給システム1は、電力を生成し、生成した電力を、負荷80、第1電気機器81、第2電気機器82に供給する。
負荷80は、空調機など、交流電力で駆動する電気機器である。
第1電気機器81は、非常灯(非常用照明器具)など、通常は用いないが、第1条件を満たす時に、少なくとも第1時間Ti1(例えば、Ti1=30分)駆動する電気機器である。
第2電気機器82は、非常用エレベーターなど、通常は用いないが、第2条件を満たす時に、少なくとも第2時間Ti2(例えば、Ti2=60分)駆動する電気機器である。
ここでいう第1条件を満たす状態とは、例えば、停電などにより、商用電源1000からの電力供給が途切れた状態である。
また、第2条件を満たす状態は、例えば、火災などにより、電力供給システム1を含む建物の通常のエレベーターが使用出来ない状態である。
【0115】
(直流電力供給部10)
直流電力供給部10は、第1直流発電装置11を有する。
ただし、直流電力供給部10は、第2直流発電装置12を有してもよい。
第1直流発電装置11は、太陽光発電装置など、自然エネルギー(再生可能エネルギー)に基づいて直流電力を発する発電装置(再生可能エネルギー由来電力発生装置)である。
第1直流発電装置11は、常時、発電が可能な状態にされる。
第1直流発電装置11で得られた電力は、第11変換装置310などを介して、第11蓄電装置510などに供給される。
第1直流発電装置11は、ダイオードなどの逆流防止装置を含む。
第2実施形態では、第1直流発電装置11は、4つの発電装置(第11直流発電部111、第12直流発電部112、第13直流発電部113、第14直流発電部114)を有する。ただし、直流発電部の数は4つに限るものではない。
【0116】
(交流電力供給部20)
交流電力供給部20は、第1交流発電装置21と第2交流発電装置22を有する。
第1交流発電装置21は、風力発電装置、波力発電装置など、自然エネルギー(再生可能エネルギー)に基づいて交流電力を発する発電装置(再生可能エネルギー由来電力発生装置)である。
第1交流発電装置21は、常時、発電が可能な状態にされる。
ただし、第1交流発電装置21が風力発電装置であって、且つ、第1交流発電装置21が受ける風力が所定の風力を超える場合には、第1交流発電装置21は、発電が出来ない状態にされる。
第1交流発電装置21で得られた電力は、第11変換装置310などを介して、第11蓄電装置510などに供給される。
【0117】
第2交流発電装置22は、LPガス発電装置など、内燃機関若しくは外燃機関で得られた運動エネルギーに基づいて交流電力を発する発電装置である。
第2交流発電装置22は、第1交流発電装置21などから供給される電力が十分でない場合などに、発電が可能な状態にされる。
第2交流発電装置22で得られた電力は、第11変換装置310などを介して、第11蓄電装置510などに供給される。
【0118】
(変換部30)
変換部30は、第11変換装置310、第12変換装置320、第13変換装置330、第14変換装置340、第15変換装置350、第16変換装置360を有する。
【0119】
第11変換装置310は、第11DC/ACインバーター310a、第11AC/DCコンバーター310bを有する。
第11DC/ACインバーター310aは、第11直流発電部111などからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
第11AC/DCコンバーター310bは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
第11AC/DCコンバーター310bは、第11DC/ACインバーター310a、商用電源1000、第16変換装置360、及び第2交流発電装置22からの電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
第11AC/DCコンバーター310bは、第11蓄電装置510からの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0120】
第12変換装置320は、第12DC/ACインバーター320a、第12AC/DCコンバーター320bを有する。
第12DC/ACインバーター320aは、第12直流発電部112などからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
第12AC/DCコンバーター320bは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
第12AC/DCコンバーター320bは、第12DC/ACインバーター320a、商用電源1000、第16変換装置360、及び第2交流発電装置22からの電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
第12AC/DCコンバーター320bは、第12蓄電装置520からの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0121】
第13変換装置330は、第13DC/ACインバーター330a、第13AC/DCコンバーター330bを有する。
第13DC/ACインバーター330aは、第13直流発電部113などからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
第13AC/DCコンバーター330bは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
第13AC/DCコンバーター330bは、第13DC/ACインバーター330a、商用電源1000、第16変換装置360、及び第2交流発電装置22からの電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
第13AC/DCコンバーター330bは、第13蓄電装置530からの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0122】
第14変換装置340は、第14DC/ACインバーター340a、第14AC/DCコンバーター340bを有する。
第14DC/ACインバーター340aは、第14直流発電部114などからの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
第14AC/DCコンバーター340bは、双方向AC/DCコンバーターで構成される。
第14AC/DCコンバーター340bは、第14DC/ACインバーター340a、商用電源1000、第16変換装置360、及び第2交流発電装置22からの電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
第14AC/DCコンバーター340bは、第14蓄電装置540からの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0123】
第15変換装置350は、第15AC/DCコンバーター350aを有する。
第15AC/DCコンバーター350aは、第1交流発電装置21で得られた電力の電気の流れ方を、交流から直流に変換する。
【0124】
第16変換装置360は、第16DC/ACインバーター360aを有する。
第16DC/ACインバーター360aは、電気自動車2000からの電力の電気の流れ方を、直流から交流に変換する。
【0125】
(蓄電部50)
蓄電部50は、第11蓄電装置510、第12蓄電装置520、第13蓄電装置530、第14蓄電装置540を有する。
第11蓄電装置510は、第11直流発電部111などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
第12蓄電装置520は、第12直流発電部112などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
第13蓄電装置530は、第13直流発電部113などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
第14蓄電装置540は、第14直流発電部114などからの電力を蓄積するための充電デバイス及び蓄電デバイスを有する。
【0126】
(制御部60)
制御部60は、電力供給システム1の各部を制御する。
具体的には、制御部60は、電力供給システム1の各部の状態に応じて、第11スイッチS11~第31スイッチS31のオンオフ制御などを行う。これらの制御の詳細については、後述する。
【0127】
制御部60のスイッチ制御の説明で用いる第1使用モードは、第1電気機器81への電力供給源を第11蓄電装置510に設定した使用モードである。
制御部60のスイッチ制御の説明で用いる第2使用モードは、第1電気機器81への電力供給源を第12蓄電装置520に設定した使用モードである。
第1使用モードと第2使用モードは、第1切替時間tt1(例えば、tt1=24時間)ごとに切り替えられる。
【0128】
第1使用モードで且つ第1電気機器81を駆動させる必要が無い場合は、制御部60は、少なくとも第21スイッチS21と第22スイッチS22と第24スイッチS24をオフ状態にする。
また、制御部60は、第31スイッチS31を介して、第12蓄電装置520と制御部60とが導通した状態にする。
これにより、第11蓄電装置510から負荷80及び第1電気機器81への電力供給が制限され、第11蓄電装置510が放電しにくい状態になる。
また、第12蓄電装置520から第1電気機器81への電力供給が制限される。
また、制御部60は、第12蓄電装置520からの電力供給に基づいて駆動する。
【0129】
第1使用モードで且つ第1電気機器81を駆動させる必要がある場合は、制御部60は、少なくとも第21スイッチS21と第24スイッチS24をオフ状態にし、少なくとも第22スイッチS22をオン状態にする。
また、制御部60は、第25スイッチS25を介して、第22スイッチS22と第1電気機器81とが導通した状態にする。
また、制御部60は、第31スイッチS31を介して、第12蓄電装置520と制御部60とが導通した状態にする。
これにより、第11蓄電装置510から負荷80への電力供給が制限され、第11蓄電装置510から第1電気機器81への電力供給が行われる。
また、第12蓄電装置520から第1電気機器81への電力供給が制限される。
また、制御部60は、第12蓄電装置520からの電力供給に基づいて駆動する。
【0130】
第2使用モードで且つ第1電気機器81を駆動させる必要が無い場合は、制御部60は、少なくとも第22スイッチS22と第23スイッチS23と第24スイッチS24をオフ状態にする。
また、制御部60は、第31スイッチS31を介して、第11蓄電装置510と制御部60とが導通した状態にする。
これにより、第12蓄電装置520から負荷80及び第1電気機器81への電力供給が制限され、第12蓄電装置520が放電しにくい状態になる。
また、第11蓄電装置510から第1電気機器81への電力供給が制限される。
また、制御部60は、第11蓄電装置510からの電力供給に基づいて駆動する。
【0131】
第2使用モードで且つ第1電気機器81を駆動させる必要がある場合は、制御部60は、少なくとも第22スイッチS22と第23スイッチS23をオフ状態にし、少なくとも第24スイッチS24をオン状態にする。
また、制御部60は、第25スイッチS25を介して、第24スイッチS24と第1電気機器81とが導通した状態にする。
また、制御部60は、第31スイッチS31を介して、第11蓄電装置510と制御部60とが導通した状態にする。
これにより、第12蓄電装置520から負荷80への電力供給が制限され、第12蓄電装置520から第1電気機器81への電力供給が行われる。
また、第11蓄電装置510から第1電気機器81への電力供給が制限される。
また、制御部60は、第11蓄電装置510からの電力供給に基づいて駆動する。
【0132】
制御部60のスイッチ制御の説明で用いる第3使用モードは、第2電気機器82への電力供給源を第13蓄電装置530に設定した使用モードである。
制御部60のスイッチ制御の説明で用いる第4使用モードは、第2電気機器82への電力供給源を第14蓄電装置540に設定した使用モードである。
第3使用モードと第4使用モードは、第2切替時間tt2(例えば、tt2=36時間)ごとに切り替えられる。
【0133】
第3使用モードで且つ第2電気機器82を駆動させる必要が無い場合は、制御部60は、少なくとも第26スイッチS26と第27スイッチS27と第29スイッチS29をオフ状態にする。
これにより、第13蓄電装置530から負荷80及び第2電気機器82への電力供給が制限され、第13蓄電装置530が放電しにくい状態になる。
また、第14蓄電装置540から第2電気機器82への電力供給が制限される。
【0134】
第3使用モードで且つ第2電気機器82を駆動させる必要がある場合は、制御部60は、少なくとも第26スイッチS26と第29スイッチS29をオフ状態にし、少なくとも第27スイッチS27をオン状態にする。
また、制御部60は、第30スイッチS30を介して、第27スイッチS27と第2電気機器82とが導通した状態にする。
これにより、第13蓄電装置530から負荷80への電力供給が制限され、第13蓄電装置530から第2電気機器82への電力供給が行われる。
また、第14蓄電装置540から第2電気機器82への電力供給が制限される。
【0135】
第4使用モードで且つ第2電気機器82を駆動させる必要が無い場合は、制御部60は、少なくとも第27スイッチS27と第28スイッチS28と第29スイッチS29をオフ状態にする。
これにより、第14蓄電装置540から負荷80及び第2電気機器82への電力供給が制限され、第14蓄電装置540が放電しにくい状態になる。
また、第13蓄電装置530から第2電気機器82への電力供給が制限される。
【0136】
第4使用モードで且つ第2電気機器82を駆動させる必要がある場合は、制御部60は、少なくとも第27スイッチS27と第28スイッチS28をオフ状態にし、少なくとも第29スイッチS29をオン状態にする。
また、制御部60は、第30スイッチS30を介して、第29スイッチS29と第2電気機器82とが導通した状態にする。
これにより、第14蓄電装置540から負荷80への電力供給が制限され、第14蓄電装置540から第2電気機器82への電力供給が行われる。
また、第13蓄電装置530から第2電気機器82への電力供給が制限される。
【0137】
(第11スイッチS11~第31スイッチS31)
第11スイッチS11~第24スイッチS24、第26スイッチS26~第29スイッチS29は、オンオフ状態を切り替えることにより、各部への通電状態と非通電状態とを切り替える。
【0138】
第25スイッチS25は、a接点(NO端子)に接続された部材(例えば、第22スイッチS22)への通電状態と、b接点(NC端子)に接続された部材(例えば、第24スイッチS24)への通電状態とを切り替える。
第30スイッチS30は、a接点に接続された部材(例えば、第27スイッチS27)への通電状態と、b接点に接続された部材(例えば、第29スイッチS29)への通電状態とを切り替える。
第31スイッチS31は、a接点に接続された部材(例えば、第11蓄電装置510)への通電状態と、b接点に接続された部材(例えば、第12蓄電装置520)への通電状態とを切り替える。
【0139】
第11スイッチS11は、第11直流発電部111からの電力線上で、第11直流発電部111と第11電力線L11の間に設けられる。
第11直流発電部111からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540のいずれかに供給する場合に、第11スイッチS11がオン状態にされる。
第11電力線L11は、第11直流発電部111、第12直流発電部112、第13直流発電部113、第14直流発電部114、第1交流発電装置21とを接続する直流電力線である。
【0140】
第12スイッチS12は、第12直流発電部112からの電力線上で、第12直流発電部112と第11電力線L11の間に設けられる。
第12直流発電部112からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540のいずれかに供給する場合に、第12スイッチS12がオン状態にされる。
【0141】
第13スイッチS13は、第13直流発電部113からの電力線上で、第13直流発電部113と第11電力線L11の間に設けられる。
第13直流発電部113からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540のいずれかに供給する場合に、第13スイッチS13がオン状態にされる。
【0142】
第14スイッチS14は、第14直流発電部114からの電力線上で、第14直流発電部114と第11電力線L11の間に設けられる。
第14直流発電部114からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540のいずれかに供給する場合に、第14スイッチS14がオン状態にされる。
【0143】
第15スイッチS15は、第11DC/ACインバーター310aからの電力線上で、第11DC/ACインバーター310aと第11電力線L11の間に設けられる。
第11直流発電部111~第14直流発電部114と第1交流発電装置21の少なくとも1つからの電力を、第11蓄電装置510に供給する場合に、第15スイッチS15がオン状態にされる。
【0144】
第16スイッチS16は、第12DC/ACインバーター320aからの電力線上で、第12DC/ACインバーター320aと第11電力線L11の間に設けられる。
第11直流発電部111~第14直流発電部114と第1交流発電装置21の少なくとも1つからの電力を、第12蓄電装置520に供給する場合に、第16スイッチS16がオン状態にされる。
【0145】
第17スイッチS17は、第13DC/ACインバーター330aからの電力線上で、第13DC/ACインバーター330aと第11電力線L11の間に設けられる。
第11直流発電部111~第14直流発電部114と第1交流発電装置21の少なくとも1つからの電力を、第13蓄電装置530に供給する場合に、第17スイッチS17がオン状態にされる。
【0146】
第18スイッチS18は、第14DC/ACインバーター340aからの電力線上で、第14DC/ACインバーター340aと第11電力線L11の間に設けられる。
第11直流発電部111~第14直流発電部114と第1交流発電装置21の少なくとも1つからの電力を、第14蓄電装置540に供給する場合に、第18スイッチS18がオン状態にされる。
【0147】
第19スイッチS19は、商用電源1000からの電力線(第12電力線L12)上で、商用電源1000と第16変換装置360からの電力線の間に設けられる。
商用電源1000からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540と負荷80のいずれかに供給する場合に、第19スイッチS19がオン状態にされる。
【0148】
第20スイッチS20は、第2交流発電装置22からの電力線上で、第2交流発電装置22と第12電力線L12の間に設けられる。
第2交流発電装置22からの電力を、第11蓄電装置510~第14蓄電装置540と負荷80のいずれかに供給する場合に、第20スイッチS20がオン状態にされる。
【0149】
第21スイッチS21は、第11AC/DCコンバーター310bと負荷80の間に設けられる。
第11蓄電装置510からの電力を、負荷80に供給する場合に、第21スイッチS21がオン状態にされる。
【0150】
第22スイッチS22は、第11AC/DCコンバーター310bと第25スイッチS25の間に設けられる。
第11蓄電装置510からの電力を、第1電気機器81に供給する場合に、第22スイッチS22がオン状態にされる。
【0151】
第23スイッチS23は、第12AC/DCコンバーター320bと負荷80の間に設けられる。
第12蓄電装置520からの電力を、負荷80に供給する場合に、第23スイッチS23がオン状態にされる。
【0152】
第24スイッチS24は、第12AC/DCコンバーター320bと第25スイッチS25の間に設けられる。
第12蓄電装置520からの電力を、第1電気機器81に供給する場合に、第24スイッチS24がオン状態にされる。
【0153】
第25スイッチS25のa接点は、第22スイッチS22と接続し、第25スイッチS25のb接点は、第24スイッチS24と接続し、第25スイッチS25の共通端子は、第1電気機器81と接続する。
ただし、第25スイッチS25のb接点が、第22スイッチS22と接続し、第25スイッチS25のa接点が、第24スイッチS24と接続してもよい。
【0154】
第26スイッチS26は、第13AC/DCコンバーター330bと負荷80の間に設けられる。
第13蓄電装置530からの電力を、負荷80に供給する場合に、第26スイッチS26がオン状態にされる。
【0155】
第27スイッチS27は、第13AC/DCコンバーター330bと第30スイッチS30の間に設けられる。
第13蓄電装置530からの電力を、第2電気機器82に供給する場合に、第27スイッチS27がオン状態にされる。
【0156】
第28スイッチS28は、第14AC/DCコンバーター340bと負荷80の間に設けられる。
第14蓄電装置540からの電力を、負荷80に供給する場合に、第28スイッチS28がオン状態にされる。
【0157】
第29スイッチS29は、第14AC/DCコンバーター340bと第30スイッチS30の間に設けられる。
第14蓄電装置540からの電力を、第2電気機器82に供給する場合に、第29スイッチS29がオン状態にされる。
【0158】
第30スイッチS30のa接点は、第27スイッチS27と接続し、第30スイッチS30のb接点は、第29スイッチS29と接続し、第30スイッチS30の共通端子は、第2電気機器82と接続する。
第30スイッチS30のb接点が、第27スイッチS27と接続し、第30スイッチS30のa接点が、第29スイッチS29と接続してもよい。
【0159】
第31スイッチS31のa接点は、第11蓄電装置510と接続し、第31スイッチS31のb接点は、第12蓄電装置520と接続し、第31スイッチS31の共通端子は、制御部60と接続する。
ただし、第31スイッチS31のb接点が、第11蓄電装置510と接続し、第31スイッチS31のa接点が、第12蓄電装置520と接続してもよい。
第2実施形態では、第31スイッチS31が双投形で構成され、制御部60に電力供給する電源が、第11蓄電装置510と第12蓄電装置520とで切り替えられる例を説明した。
しかしながら、制御部60に電力供給する電源が、第13蓄電装置530と第14蓄電装置540とで切り替えられてもよい。
【0160】
また、制御部60に電力
供給する電源が、第11蓄電装置510と第12蓄電装置520と第13蓄電装置530と第14蓄電装置540とで切り替えられてもよい(
図21参照)。
この場合、第31スイッチS31は、実質的に3投形で構成される。
例えば、第31スイッチS31は、第311スイッチS31aと第312スイッチS31bと第313スイッチS31cを含む。
【0161】
第311スイッチS31aは、第11蓄電装置510と第12蓄電装置520のいずれかに切り替えるために使用される。
第312スイッチS31bは、第13蓄電装置530と第14蓄電装置540のいずれかに切り替えるために使用される。
第313スイッチS31cは、第11蓄電装置510と第12蓄電装置520の一方と、第13蓄電装置530と第14蓄電装置540の一方のいずれかに切り替えるために使用される。
この場合でも、第11蓄電装置510と第12蓄電装置520のうち、第1電気機器81への電力供給源に設定されたもの、及び、第13蓄電装置530と第14蓄電装置540のうち、第2電気機器82への電力供給源に設定されたものは、制御部60への電力供給源に使用されないように、スイッチ制御が行われる。
【0162】
すなわち、第1使用モードで且つ第3使用モードでは、第12蓄電装置520と第14蓄電装置540のいずれかから制御部60への電力供給が行われる。
また、第1使用モードで且つ第4使用モードでは、第12蓄電装置520と第13蓄電装置530のいずれかから制御部60への電力供給が行われる。
また、第2使用モードで且つ第3使用モードでは、第11蓄電装置510と第14蓄電装置540のいずれかから制御部60への電力供給が行われる。
第2使用モードで且つ第4使用モードでは、第11蓄電装置510と第13蓄電装置530のいずれかから制御部60への電力供給が行われる。
【0163】
これにより、第1電気機器81を第1時間Ti1だけ駆動するために必要な電力を供給するのに必要な蓄電装置、及び第2電気機器82を第2時間Ti2だけ駆動するために必要な電力を供給するのに必要な蓄電装置を温存し、他の蓄電装置を使って、制御部60の電力供給が可能になる。
【0164】
第11直流発電部111からの電力は、第11スイッチS11と、第15スイッチS15と、第11DC/ACインバーター310aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
第12直流発電部112からの電力は、第12スイッチS12と、第15スイッチS15と、第11DC/ACインバーター310aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
第13直流発電部113からの電力は、第13スイッチS13と、第15スイッチS15と、第11DC/ACインバーター310aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
第14直流発電部114からの電力は、第14スイッチS14と、第15スイッチS15と、第11DC/ACインバーター310aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
第1交流発電装置21からの電力は、第15AC/DCコンバーター350aと、第15スイッチS15と、第11DC/ACインバーター310aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
商用電源1000からの電力は、第19スイッチS19と、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
電気自動車2000からの電力は、第16DC/ACインバーター360aと、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
第2交流発電装置22からの電力は、第20スイッチS20と、第11AC/DCコンバーター310bを介して、第11蓄電装置510に供給される。
【0165】
第11直流発電部111からの電力は、第11スイッチS11と、第16スイッチS16と、第12DC/ACインバーター320aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
第12直流発電部112からの電力は、第12スイッチS12と、第16スイッチS16と、第12DC/ACインバーター320aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
第13直流発電部113からの電力は、第13スイッチS13と、第16スイッチS16と、第12DC/ACインバーター320aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
第14直流発電部114からの電力は、第14スイッチS14と、第16スイッチS16と、第12DC/ACインバーター320aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
第1交流発電装置21からの電力は、第15AC/DCコンバーター350aと、第16スイッチS16と、第12DC/ACインバーター320aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
商用電源1000からの電力は、第19スイッチS19と、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
電気自動車2000からの電力は、第16DC/ACインバーター360aと、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
第2交流発電装置22からの電力は、第20スイッチS20と、第12AC/DCコンバーター320bを介して、第12蓄電装置520に供給される。
【0166】
第11直流発電部111からの電力は、第11スイッチS11と、第17スイッチS17と、第13DC/ACインバーター330aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
第12直流発電部112からの電力は、第12スイッチS12と、第17スイッチS17と、第13DC/ACインバーター330aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
第13直流発電部113からの電力は、第13スイッチS13と、第17スイッチS17と、第13DC/ACインバーター330aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
第14直流発電部114からの電力は、第14スイッチS14と、第17スイッチS17と、第13DC/ACインバーター330aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
第1交流発電装置21からの電力は、第15AC/DCコンバーター350aと、第17スイッチS17と、第13DC/ACインバーター330aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
商用電源1000からの電力は、第19スイッチS19と、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
電気自動車2000からの電力は、第16DC/ACインバーター360aと、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
第2交流発電装置22からの電力は、第20スイッチS20と、第13AC/DCコンバーター330bを介して、第13蓄電装置530に供給される。
【0167】
第11直流発電部111からの電力は、第11スイッチS11と、第18スイッチS18と、第14DC/ACインバーター340aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
第12直流発電部112からの電力は、第12スイッチS12と、第18スイッチS18と、第14DC/ACインバーター340aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
第13直流発電部113からの電力は、第13スイッチS13と、第18スイッチS18と、第14DC/ACインバーター340aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
第14直流発電部114からの電力は、第14スイッチS14と、第18スイッチS18と、第14DC/ACインバーター340aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
第1交流発電装置21からの電力は、第15AC/DCコンバーター350aと、第18スイッチS18と、第14DC/ACインバーター340aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
商用電源1000からの電力は、第19スイッチS19と、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
電気自動車2000からの電力は、第16DC/ACインバーター360aと、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
第2交流発電装置22からの電力は、第20スイッチS20と、第14AC/DCコンバーター340bを介して、第14蓄電装置540に供給される。
【0168】
第11蓄電装置510からの電力は、第31スイッチS31を介して、制御部60に供給される。
第11蓄電装置510からの電力は、第11AC/DCコンバーター310bと、第21スイッチS21を介して、負荷80に供給される。
第11蓄電装置510からの電力は、第11AC/DCコンバーター310bと、第22スイッチS22と、第25スイッチS25を介して、第1電気機器81に供給される。
【0169】
第12蓄電装置520からの電力は、第31スイッチS31を介して、制御部60に供給される。
第12蓄電装置520からの電力は、第12AC/DCコンバーター320bと、第23スイッチS23を介して、負荷80に供給される。
第12蓄電装置520からの電力は、第12AC/DCコンバーター320bと、第24スイッチS24と、第25スイッチS25を介して、第1電気機器81に供給される。
【0170】
第13蓄電装置530からの電力は、第13AC/DCコンバーター330bと、第26スイッチS26を介して、負荷80に供給される。
第13蓄電装置530からの電力は、第13AC/DCコンバーター330bと、第27スイッチS27と、第30スイッチS30を介して、第2電気機器82に供給される。
【0171】
第14蓄電装置540からの電力は、第14AC/DCコンバーター340bと、第28スイッチS28を介して、負荷80に供給される。
第14蓄電装置540からの電力は、第14AC/DCコンバーター340bと、第29スイッチS29と、第30スイッチS30を介して、第2電気機器82に供給される。
【0172】
(電力供給制限を解除する応用例)
第2実施形態では、第1電気機器81への電力供給源に設定された蓄電装置(第11蓄電装置510若しくは第12蓄電装置520)から負荷80への電力供給が制限される例を説明した。
しかしながら、当該蓄電装置の充電状態に余裕がある場合、すなわち、第1電気機器81を第1時間Ti1だけ駆動するのに必要な電力よりも多くの電力が当該蓄電装置に蓄積されている場合には、余剰電力を負荷80への供給に用いてもよい。
また、第2電気機器82への電力供給源に設定された蓄電装置(第13蓄電装置530若しくは第14蓄電装置540)から負荷80への電力供給が制限される例を説明した。
しかしながら、当該蓄電装置の充電状態に余裕がある場合、すなわち、第2電気機器82を第2時間Ti2だけ駆動するのに必要な電力よりも多くの電力が当該蓄電装置に蓄積されている場合には、余剰電力を負荷80への供給に用いてもよい。
【0173】
具体的には、第1使用モードであって、第11蓄電装置510が、第1電気機器81を第1時間Ti1よりも長い時間駆動出来る場合には、第1条件を満たすまで、第21スイッチS21がオン状態にされて、第11蓄電装置510から負荷80への電力供給の制限が解除される。
また、第2使用モードであって、第12蓄電装置520が、第1電気機器81を第1時間Ti1よりも長い時間駆動出来る場合には、第1条件を満たすまで、第23スイッチS23がオン状態にされて、第12蓄電装置520から負荷80への電力供給の制限が解除される。
また、第3使用モードであって、第13蓄電装置530が、第2電気機器82を第2時間Ti2よりも長い時間駆動出来る場合には、第2条件を満たすまで、第26スイッチS26がオン状態にされて、第13蓄電装置530から負荷80への電力供給の制限が解除される。
また、第4使用モードであって、第14蓄電装置540が、第2電気機器82を第2時間Ti2よりも長い時間駆動出来る場合には、第2条件を満たすまで、第28スイッチS28がオン状態にされて、第14蓄電装置540から負荷80への電力供給の制限が解除される。
【0174】
これにより、第1電気機器81及び第2電気機器82へ供給出来る電力を確保しつつ、他の負荷80へ余剰電力の供給を行うことが可能になる。
【0175】
(負荷試験への応用)
第2実施形態の電力供給装置2は、接続された電力発生装置(例えば、第2交流発電装置22)の負荷試験に用いられてもよい。
この場合、変換部30、及び蓄電部50が負荷試験用の負荷(抵抗)として用いられる。
【0176】
具体的には、第1使用モードで且つ第3使用モードでは、第12蓄電装置520と第14蓄電装置540の少なくとも一方を使って、第12蓄電装置520と第14蓄電装置540の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
第1使用モードで且つ第4使用モードでは、第12蓄電装置520と第13蓄電装置530の少なくとも一方を使って、第12蓄電装置520と第13蓄電装置530の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
第2使用モードで且つ第3使用モードでは、第11蓄電装置510と第14蓄電装置540の少なくとも一方を使って、第11蓄電装置510と第14蓄電装置540の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
第2使用モードで且つ第4使用モードでは、第11蓄電装置510と第13蓄電装置530の少なくとも一方を使って、第11蓄電装置510と第13蓄電装置530の少なくとも一方に接続された電力発生装置の負荷試験が行われる。
【0177】
これにより、電力が殆ど蓄積されていない蓄電装置を用いて、負荷試験を行うことが可能になる。
【0178】
(蓄電装置の数、電気機器の数の応用)
第2実施形態では、負荷80とは別に2つの電気機器(第1電気機器81、第2電気機器82)が設けられ、それぞれの電気機器に対して2つの蓄電装置からの電力供給が行われる例を説明した。
しかしながら、電気機器の数は2つに限るものではなく、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
また、1つの電気機器に電力供給する蓄電装置の数は2つに限るものではなく、3つ以上であってもよい。
【0179】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同様に、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。
【符号の説明】
【0180】
1 電力供給システム
2 電力供給装置
10 直流電力供給部
11 第1直流発電装置
111 第11直流発電部
112 第12直流発電部
113 第13直流発電部
114 第14直流発電部
12 第2直流発電装置
20 交流電力供給部
21 第1交流発電装置
22 第2交流発電装置
30 変換部
31 第1変換装置
31a 第1DC/DCコンバーター
31b 第2DC/DCコンバーター
31c 第1DC/ACインバーター
32 第2変換装置
32a 第3DC/DCコンバーター(昇降圧DC/DCコンバーター)
32b 第4DC/DCコンバーター(双方向DC/DCコンバーター)
32c AC/DCコンバーター(双方向AC/DCコンバーター)
33 第3変換装置
33a 第5DC/DCコンバーター(昇降圧DC/DCコンバーター)
310 第11変換装置
310a 第11DC/ACインバーター
310b 第11AC/DCコンバーター
320 第12変換装置
320a 第12DC/ACインバーター
320b 第12AC/DCコンバーター
330 第13変換装置
330a 第13DC/ACインバーター
330b 第13AC/DCコンバーター
340 第14変換装置
340a 第14DC/ACインバーター
340b 第14AC/DCコンバーター
350 第15変換装置
350a 第15AC/DCコンバーター
360 第16変換装置
360a 第16DC/ACインバーター
40 切替部
41a~41e 第1ポート~第5ポート
43a~43f 第1内部スイッチ~第6内部スイッチ
45a~45f 第1内部電力線~第6内部電力線
50 蓄電部
51 第1蓄電装置
52 第2蓄電装置
510 第11蓄電装置
520 第12蓄電装置
530 第13蓄電装置
540 第14蓄電装置
60 制御部
70 水素供給部
71 水素生成部
72 水供給部
80 負荷
81 第1電気機器
82 第2電気機器
1000 商用電源
2000 電気自動車
S1~S5 第1スイッチ~第5スイッチ
S11~S31 第11スイッチ~第31スイッチ
B1~B3 第1バルブ~第3バルブ
c1 第1電力線と第2電力線との接続点
c2 第1電力線と第3電力線との接続点
c3 第2電力線と第4電力線との接続点
c4 第6電力線と第7電力線との接続点
c5 第1電力線と第4電力線との接続点
L1~L7 第1電力線~第7電力線
L11 第11電力線
L12 第12電力線
P11 第1直流発電装置から供給される電力
P21 第1交流発電装置から供給される電力
R1 第1蓄電装置の充電率
R2 第2蓄電装置の充電率
Rh 水素生成部のタンクの水素充填率
S1~S6 第1スイッチ~第6スイッチ
T1 水素供給管
T2 酸素供給管
T3 第1電解液供給管
T4 第2電解液供給管
Thp1 第1電力閾値
Thp2 第2電力閾値
Thr1 第1充電率閾値
Thr2 第2充電率閾値
Thr3 第3充電率閾値
Thr4 第4充電率閾値
Thrh 水素充填率閾値
Ti1 第1時間
Ti2 第2時間
tt1 第1切替時間
tt2 第2切替時間