(57)【要約】【課題】夜間電力を充電して昼間の期間に消費するための夜間電力利用蓄電システムにおいて、夜間電力からインバーター出力に切り替える時に生じている電化製品や機械等の断続トラブルを解消すること。【解決手段】夜間電力を利用するためのタイマー８、充電器１０、蓄電池１１、蓄電した夜間電力を利用電力に変換するためのDC／ACインバーター１３、及び夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレー１４を備える夜間電力利用蓄電システムにおいて、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切替リレーにより切り替える前に、予めDC／ACインバーターを立ち上げておく手段を設ける。該手段は、好ましくは、「第２の切替リレー１２を有し、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切り替える前に、該切替リレー１２が作動して、蓄電池の出力をDC／ACインバーターに導通させて稼動状態にし、DC／ACインバーターを立ち上げる手段」である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夜間電力を充電して昼間の期間に消費するための夜間電力利用蓄電システムであって、夜間電力を利用するためのタイマー、充電器、蓄電池、蓄電した夜間電力を利用電力に変換するためのDC／ACインバーター、及び夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーを備え、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切替リレーにより切り替える前に、予めDC／ACインバーターを立ち上げておく手段を有することを特徴とする夜間電力利用蓄電システム。
【請求項２】
蓄電池とDC／ACインバーターとの間に、蓄電池の出力をDC／ACインバーターに導通又は遮断させるための第２の切替リレーを有し、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切り替える前に、該第２の切替リレーが作動して、蓄電池の出力をDC／ACインバーターに導通させて稼動状態にし、DC／ACインバーターが立ち上げるようになしてある、請求項１記載の夜間電力利用蓄電システム。
【請求項３】
夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーが、フォトカプラー又は半導体からなるソリッドステートリレーである、請求項１又は２記載の夜間電力利用蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間電力を充電して昼間の期間に消費するための夜間電力利用蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な夜間電力利用蓄電システムの概要について図１を基に説明する。
夜間電力１は通常各地域の電力会社とユーザーが契約することにより、午後１０時から午前８時の間の電力料金を割り引く制度であり、夜間の余剰電力の利用のため割引率が大きく、これを充電して昼間に使用すれば、節電だけでなくコスト削減にもなる。
【０００３】
電力不足のため夜間電力１を利用した昼間の電力の節電が求められており、そのため夜間電力料金は昼間の料金に比べて大幅に安くなっている。
【０００４】
夜間電力タイマー２は、夜間電力１を利用して充電器３により蓄電池４に充電するためと、午前８時に夜間電力１からDC／ACインバーター５の出力に切替リレー６により切り替えるために用いる。
【０００５】
切替リレー６から電気は配電盤７に流れ、配電盤７から家庭内や工場内等の電気製品や機械等に供給されるシステムである。
尚、このような従来の夜間電力利用蓄電システムについて記載された特許文献や非特許文献は見当たらない。
【０００６】
すなわち、夜間電力の利用は、タイマーにより午後１０時〜午前８時の間に蓄電池に充電し、午前８時以降は蓄電池により、インバーターを介して、商用電力と同じ１００Ｖや２００Ｖを取り出すことにより行う。
【０００７】
蓄電池は、据え置き型の鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池が主に用いられている。
【０００８】
蓄電池に蓄えられた夜間電力の利用方法は以下の通り、様々である。
(1) 蓄電池の容量により、昼間の電力を全量蓄電した夜間電力により充填する
(2) 昼間の電力を蓄電池の規定量のみ充填する
(3) プログラミングにより昼間の電力消費の大きい時のみ、ピークカットする
【０００９】
特に上記(1) 及び(2) の場合、午前８時の時点で、上記夜間電力利用蓄電システムの切替リレー６により夜間電力からインバーター出力に切り替え、午後１０時の時点や蓄電池の規定容量に達した時点で、同リレーによりインバーター出力から夜間電力に切り替えることにより、夜間電力を利用している。
【００１０】
切替リレー６は、通常、接点式リレー（電磁リレー、以下ＥＭＲという）が用いられている。
【００１１】
ＥＭＲの場合、切り替え時間は８〜１０ミリセカンド（以下msecで表す）程であり、DC／ACインバーター５の出力を夜間電力１に切り替える場合は、切り替え時の電化製品や機械等の断続トラブルは殆どないが、夜間電力１をDC／ACインバーター５の出力に切り替える場合は、インバーターの立ち上げに１５msec以上かかるため、一部の電化製品や機械等に断続トラブルが生じている。
【００１２】
そのため、ＥＭＲの切り替え時間の短縮が、断続トラブル防止ため求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、夜間電力の利用に際して、夜間電力からインバーター出力に切り替える時に生じている電化製品や機械等の断続トラブルを解消することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、種々検討した結果、午前８時に夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切り替える際、まず該インバーターを予め立ち上げた後、タイマー等により時間を遅らせて夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えることにより、上記の電化製品や機械等の断続トラブルが解消されることを知見した。
【００１５】
また、夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーを、ＥＭＲの接点方式からフォトカプラーや半導体を用いたソリッドステートリレー（以下ＳＳＲという）に変更すると、切り替え時間を短縮できることを知見した。
【００１６】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、「夜間電力を充電して昼間の期間に消費するための夜間電力利用蓄電システムであって、夜間電力を利用するためのタイマー、充電器、蓄電池、蓄電した夜間電力を利用電力に変換するためのDC／ACインバーター、及び夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーを備え、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切替リレーにより切り替える前に、予めDC／ACインバーターを立ち上げておく手段を有することを特徴とする夜間電力利用蓄電システム」を提供するものである。
本発明の夜間電力利用蓄電システムにおいて、好ましくは、上記の「予めDC／ACインバーターを立ち上げておく手段」は、「蓄電池とDC／ACインバーターとの間に、蓄電池の出力をDC／ACインバーターに導通又は遮断させるための第２の切替リレーを有し、夜間電力からDC／ACインバーターの出力に切り替える前に、該第２の切替リレーが作動して、蓄電池の出力をDC／ACインバーターに導通させて稼動状態にし、DC／ACインバーターを立ち上げる手段」であり、また夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーは、フォトカプラー又は半導体からなるソリッドステートリレー（ＳＳＲ）である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の夜間電力利用蓄電システムによれば、１５msec以上かかっていた夜間電力からDC／ACインバーター出力への切り替え時間が８〜１０msecになり、電化製品や機械等の断続トラブルを防止できる。
【００１８】
更に夜間電力とDC／ACインバーターの出力を切り替えるための切替リレーとして、ＳＳＲを用いることにより、切り替え時間が１msec以下のレベルになり、電化製品や機械等の断続トラブルを完全に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の一般的な夜間電力利用蓄電システムの概要を示す説明図である。
【図２】本発明の夜間電力利用蓄電システムの好ましい一例の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例の夜間電力利用蓄電システムの概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の夜間電力利用蓄電システムを、図２に示す好ましい実施形態について説明する。
午後１０時に夜間電力タイマー８により、リレーＡ１４を動かしDC／ACインバーター１３の出力を夜間電力９に切り替え、同時にリレーＢ１２でDC／ACインバーター１３の出力を切る。
【００２１】
午前８時に夜間電力タイマー８により、リレーＢ１２を動かし、DC／ACインバーター１３に蓄電池１１から電気を流し稼動状態にし、同時にタイマー１６を作動させ、DC／ACインバーター１３が立ち上がった後に、リレーＡ１４により、夜間電力９とDC／ACインバーター１３の出力を切り替えるようにする。
【００２２】
リレーＡ１４はＥＭＲからＳＳＲにした方が、切り替え時間短縮のため有効である。尚、図２中、１０は充電器、１５は配電盤である。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
【００２４】
本実施例の夜間電力利用蓄電システムの概要を図３に示す。
【００２５】
本実施例において、夜間電力用のＰＩＣタイマー１７はプログラム可能なものであり、午後１０時と午前８時に作動するようになっている。
【００２６】
ＳＳＲ２３は反応速度の速い（１msec以下）フォトカプラーを用いたソリッドステートリレーでAC１００Ｖ、８０Ａの大容量のものを用いている。
【００２７】
バッテリー充電器にはスイッチング定電圧電源１９を用いており、設定電圧は４８Ｖ鉛蓄電池２０をフローティング充電するため、５４．６Ｖになっている。
【００２８】
４８Ｖ鉛蓄電池２０は３９５Ａｈ容量１９ｋｗの大容量のものになっており、一日の消費電力１２ｋｗの平均的な家庭の場合、夜間電力で昼間の電力を１００％充填することが可能である。
【００２９】
ＥＭＲ２１は鉛蓄電池２０の出力をDC／ACインバーター２２に流すためのものであり、一般の電磁リレーDC４８Ｖ、８０Ａのものを用いている。
【００３０】
DC／ACインバーター２２は、出力１００Ｖ、６ｋｗのもので、起電力等のトランジェントな変化に対応するため、瞬時１２ｋｗに耐え得るものである。
【００３１】
午後１０時にＰＩＣタイマー１７により、ＳＳＲ２３がDC／ACインバーター２２の出力と夜間電力１８を切り替え、同時にＥＭＲ２１により、４８Ｖ鉛蓄電池２０の出力を切って、鉛蓄電池を夜間電力１８からの充電モードにする構造となっている。
【００３２】
午前８時にＰＩＣタイマー１７により、ＥＭＲ２１が作動しDC／ACインバーター２２が立ち上がり、同時にＩＣタイマー２５が作動し、その５秒後にＳＳＲ２３が夜間電力１８とDC／ACインバーター２２の出力を切り替え、配電盤２４にDC／ACインバーター２２の出力を供給する構造となっている。
【符号の説明】
【００３３】
８  夜間電力タイマー
９  夜間電力
１０  充電器
１１  蓄電池
１２  リレーＢ（第２の切替リレー）
１３  DC／ACインバーター
１４  リレーＡ（切替リレー）
１５  配電盤
１６  タイマー
１７  ＰＩＣタイマー
１８  夜間電力
１９  スイッチング定電圧電源（充電器）
２０  ４８Ｖ鉛蓄電池
２１  ＥＭＲ（切替リレー）
２２  DC／ACインバーター
２３  ＳＳＲ（第２の切替リレー）
２４  配電盤
２５  ＩＣタイマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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