(57)【要約】【課題】主電源からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、主電源の非常時の解消まで負荷の動作を継続させる。【解決手段】主電源からの給電が停止した状態が長時間に及んだ場合に、二次電池１０の電力残容量があらかじめ決められた閾値１以下になると、電力供給線路を介して停止信号３４を負荷に送信し、信号を受信した負荷はスリープ状態または停止状態として負荷の電力消費を極力少なくする。一方で、太陽電池１１などの再生電力供給部１５からの電力で二次電池１０を充電し、あらかじめ決められた別の閾値２を超えた場合に、二次電池の電力残容量が負荷を安定して動作させることが可能な状態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と、前記主電源からの給電が停止した場合に前記主電源に代わって少なくとも１つの負荷装置に電力を供給する二次電池とを有した電力供給システムであって、
自然エネルギを利用した発電装置により発電された電力を前記二次電池に供給する再生電力供給手段と、
前記二次電池の電力残量を検出する二次電池残容量検出手段と、
前記負荷装置の動作状態を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記主電源からの給電が停止した際に、前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が第１の閾値以下になった場合に、前記負荷装置をスリープ状態または停止状態になるように制御し、前記再生電力供給手段から供給される電力により前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記負荷装置を起動して動作状態になるように制御することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記再生電力供給手段、及び前記二次電池からの電力を前記負荷装置に供給する電力供給線路を備え、
前記制御手段は、前記二次電池の電力残容量が第１の閾値以下になった場合に、前記電力供給線路を介して停止信号を前記負荷装置に送信して該負荷装置をスリープ状態または停止状態になるように制御し、前記再生電力供給手段から供給される電力により前記二次電池が充電され、前記二次電池の電力残容量が第２の閾値を超えた場合に、前記電力供給線路を介して起動信号を前記負荷装置に送信して該負荷装置を動作状態になるように制御することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記負荷装置の消費電力を監視する負荷電力監視手段を備え、
前記制御手段は、該負荷電力監視手段により監視した負荷電力に関連付けて前記第１の閾値又は前記第２の閾値を変更することを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記再生電力供給手段の発電電力を監視する発電電力監視手段を備え、
前記制御手段は、該発電電力監視手段により監視した発電電力に関連付けて前記第１の閾値と前記第２の閾値とを変更することを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記二次電池から前記負荷装置に電力を供給している際の、該二次電池の電力残容量の時間変化を監視する電力残容量変化率監視手段を備え、
前記制御手段は、該電力残容量変化率監視手段により監視した電力残容量変化率に関連付けて前記第１の閾値と前記第２の閾値とを変更することを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
【請求項６】
現在時刻を計時する時計手段を備え、
前記制御手段は、該時計手段により計時した時刻と関連付けて前記第１の閾値と前記第２の閾値を変更することを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記負荷装置の動作状態を表示する表示手段を備え、
前記制御手段は、該負荷装置がスリープ状態、又は停止状態、又は動作状態を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項２記載の電力供給システム。
【請求項８】
主電源と、
前記主電源からの給電が停止した場合に前記主電源に代わって電力を供給する二次電池と、
自然エネルギを利用した発電装置により発電された電力を前記二次電池に供給する再生電力供給手段と、
前記二次電池の電力残量を検出する二次電池残容量検出手段と、を備えた電力供給システムにおいて、
前記負荷装置の動作状態を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記主電源からの給電が停止した際に、前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が第１の閾値以下になった場合に、前記負荷装置をスリープ状態または停止状態になるように制御し、前記再生電力供給手段から供給される電力により前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記負荷装置を起動して動作状態になるように制御することを特徴とする電力供給システムの制御装置。
【請求項９】
主電源と、
前記主電源からの給電が停止した場合に前記主電源に代わって電力を供給する二次電池と、
自然エネルギを利用した発電装置により発電された電力を前記二次電池に供給する再生電力供給手段と、
前記二次電池の電力残量を検出する二次電池残容量検出手段と、を備えた電力供給システムにおいて、
前記負荷装置の動作状態を制御する制御ステップを備え、
前記制御ステップは、前記主電源からの給電が停止した際に、前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が第１の閾値以下になった場合に、前記負荷装置をスリープ状態または停止状態になるように制御し、前記再生電力供給手段から供給される電力により前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記負荷装置を起動して動作状態になるように制御することを特徴とする電力供給システムの制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御方法のステップをプロセッサに実行させることを特徴とする電力供給プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィス、店舗、住宅などに配置された機器への給電に際して、商用電源のような主電源とは別に、主電源からの給電が停止した状態（例えば、停電）時などにバックアップとして電源供給を行うのに好適な電力供給システム、電力供給システムの制御装置、電力供給システムの制御方法、及び電力供給プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力系統から供給される商用電源の交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータにより変換して生成した直流電力と、太陽電池、風力発電、及び潮汐発電などの自然エネルギを利用して発電する発電装置からの直流電力とを連係させて負荷に配電する直流配電システムが知られている。こうした直流配電システムでは、一般に、電力系統の停止時等の非常時に直流負荷へ直流電力を供給する非常用電源として二次電池を備えている。そして、常時にはＡＣ／ＤＣコンバータ、又は、太陽電池、風力発電、及び潮汐発電等から給電される直流電力によって二次電池を充電しておき、停電時には二次電池の充電電力を放電して負荷に供給するように構成されている。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の直流配電システムの動作を示すグラフである。停電発生後二次電池からの電力が負荷に供給され、負荷はバックアップされている。停電が継続し、図９（ａ）に示す電池電力残容量１２０が減少し、電池電力残容量１２０が無くなると、電池からの電力供給がなくなる（Ａ点）。その場合、太陽電池発電電力１２１を使用して、負荷に消費電力を供給することができる。
しかし、太陽電池に代表される自然エネルギを利用して発電する発電装置は、発電電力が不安定である。たとえば、太陽電池は雨天や夜間では機器の駆動に必要な発電量が得られない。図９（ｂ）に示すように、負荷の消費電力（点線Ｂで示す）を安定して供給することができない。太陽電池発電電力１２１が負荷の消費電力を上回る場合のみ、安定して負荷はバックアップされる。図９（ｃ）に示すように、二次電池からの電力と太陽電池からの電力が供給されている期間（Ｃの領域）では負荷は安定してバックアップされるが、太陽電池発電電力１２１が不安定なため供給電力が必要な電力を下回り（Ｄの領域）、負荷には不安定な電力が供給される。そのため負荷は制御されずに停止してしまう。太陽電池発電電力が負荷の消費電力を超えた場合に動作開始するが、同じく負荷は制御されないため、動作が不安定になり、継続的な処理ができない不具合がある。なお、一般に二次電池は放電中に充電できないため、図９（ａ）のように停電発生後二次電池から電力が負荷に供給される期間は充電できず、停電が継続すると電池電力残容量が無くなる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載される電力給電システムでは、停電時に主電源とは別に設けた二次電池等の電源のみで負荷に給電する際、二次電池から給電する機器の数を制限することにより必要な機器を確実に動作させ、しかも二次電池から給電する必要のある機器を直接指定することを可能にして機器の指定を容易にした電力供給システムが開示されている。
即ち、特許文献１に開示されている技術によれば、優先度記憶部に記憶させた優先度に従って電力供給部から給電する機器を選択する機器選択部を設け、機器選択部は、選択されない機器に対しては通信手段により動作の停止を指示することで、選択された機器のみに二次電池から給電される。その結果、主電源の停電時に二次電池から給電する機器の数を制限することができ、二次電池の限られた電力容量でも必要な機器を確実に動作させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている技術にあっては、選択された機器のみに二次電池から給電することで、二次電池の限られた電力容量でも必要な機器を確実に動作させる点が記載されている。しかし、停電が長時間に及んだ場合には、二次電池の電力残容量が少なくなり、最終的には二次電池の電力残容量が不足することで負荷への給電ができなくなる。従って、主電源の停電が解消され、主電源からの電源により負荷に給電できるまでは負荷は動作できなくなるといった問題があった。
また、太陽電池、風力発電、及び潮汐発電などの自然エネルギを利用して発電する発電装置からの直流電力は、主電源に比較すると供給可能な電力容量が小さいことが多く、継続して安定的に電力を供給することは困難である。例えば、太陽電池は雨天や夜間では機器の駆動に必要な発電量が得られない。また、風力発電は風の強弱により発電量が変化してしまい、潮汐発電では海の状態により発電量が変化してしまう。このように自然エネルギによる電力では安定して負荷装置に給電できないため、同様に主電源からの電源により負荷に給電できるまでは負荷装置は動作できないといった問題があった。そこで、主電源からの電源により負荷に給電できるまでは負荷装置は動作できることが切望されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、主電源からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、主電源の非常時の解消まで負荷の動作を継続させる電力供給システム、システムの制御装置、及び制御プログラ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、請求項１記載の発明は、主電源と、前記主電源からの給電が停止した場合に前記主電源に代わって少なくとも１つの負荷装置に電力を供給する二次電池とを有した電力供給システムであって、自然エネルギを利用した発電装置により発電された電力を前記二次電池に供給する再生電力供給手段と、前記二次電池の電力残量を検出する二次電池残容量検出手段と、前記負荷装置の動作状態を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記主電源からの給電が停止した際に、前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が第１の閾値以下になった場合に、前記負荷装置をスリープ状態または停止状態になるように制御し、前記再生電力供給手段から供給される電力により前記二次電池残容量検出手段により検出した前記二次電池の電力残容量が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えた場合に、前記負荷装置を起動して動作状態になるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自然エネルギを利用した発電装置により発電された電力を二次電池に供給し、二次電池の電力残容量に基づいて負荷装置の動作状態を制御することで、主電源からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、主電源の非常時の解消まで負荷の動作を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は電池電力残量の時間変化を示すグラフ図である。
【図３】（ａ）は電池電力残容量の変化を示すグラフ図、（ｂ）は太陽電池発電電力変化を示すグラフ図、（ｃ）は負荷の消費電力の変化を示すグラフ図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係わる電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の直流配電システムの動作を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係わる電力供給システム１Ａの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部２と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（負荷３から５）（負荷装置）とが設けられ、直流電力供給部２の出力端部に接続した電力供給線路６を介して負荷３から５に直流電力が供給される。
電力供給線路６は、直流電力の給電路であるとともに通信路として兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより、電力供給線路６に接続された機器間での電力線通信機能を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術（ＰＬＣ）と類似した技術である。
電力線通信部７（７ａ〜７ｅ）は、例えば、図示しない電力線通信変復調部、Ａ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、カプラ回路で構成されている。通信データは電力線通信変復調部で電力線通信信号に変調される。変調方式は２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫなどが採用され、必要な伝送レートと電力線通信による伝送誤り率により決められる。なお、電力線通信変復調部にはアップ・ダウンコンバージョン機能を含んでも良い。電力線通信変復調部の出力はＤ／Ａ変換部でアナログ信号となりカプラ回路を通して電力線に通信信号が印加される。
電力供給線路６は、例えばオフィスであれば、サーバ、複写機やマルチファンクションプリンタ、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器からなる情報機器システムに接続される。
【００１０】
直流電力供給部２は、基本的には、商用電源のように供給される交流電源８の電力変換により直流電力を生成する。図１に示す構成では、商用電源である交流電源８は、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ９に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ９から出力される直流電力は、電力供給線路６を介して負荷３〜５に供給される。
本実施形態の電力供給システム１には、交流電源８から電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１０が設けられている。また、自然エネルギを利用して発電する発電装置として直流電力を生成する太陽電池１１が設けられている。交流電源８から直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ９を備える直流電力供給部２に対して、太陽電池１１や二次電池１０は直流電力供給部２が出力されない期間のバックアップ電源になる。なお、図１において、太陽電池１１は出力電圧を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ１２と接続され、二次電池１０は放電と充電を制御する充電回路１３、放電回路１４に接続される。
【００１１】
二次電池１０は、直流電力供給部２や太陽電池１１などの再生電力供給部１５により適時充電される。二次電池１０の放電は、交流電源８から電力が供給されない期間だけではなく、必要に応じて適時に行われる。二次電池１０の充放電や、直流電力供給部２と再生電力供給部１５との協調は制御部１６により行われる。すなわち、制御部１６は、直流電力供給部２を構成する主電源および再生電力供給部１５や二次電池１０から直流機器への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。
直流機器の駆動電圧は、機器に応じた複数種類の電圧から選択されるため、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを設けておき、直流電力供給部２および再生電力供給部１５や二次電池１０から得られる直流電圧を必要な電圧に変換してもよい。
【００１２】
上述した直流電力供給部２、再生電力供給部１５、二次電池１０、制御部１６、負荷３〜５には、通信機能が設けられている。このため、直流電力供給部２、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５、二次電池１０、直流機器を含む負荷等の状態に対処するための連携動作を行うことを可能にしている。電力線通信部（７ａ〜７ｅ）に用いる通信信号は、直流機器に用いる通信信号と同様に、直流電圧に重畳する形式で伝送する。
即ち、図１では、直流電力供給部２は、商用電源８をＡＣ／ＤＣコンバータ９で電力変換することにより所望の直流電力を生成する。再生電力供給部１５は、自然エネルギを利用して発電する発電装置、本実施形態では太陽電池１１から発電された電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で電力変換することにより所望の直流電力を生成する。
【００１３】
二次電池１０は充電回路１３と放電回路１４が接続され、直流電力の充電と放電を行う。二次電池１０には電力残容量検出部１８が接続されており、閾値１比較部１９と閾値２比較部２０により、二次電池の電力残容量を監視する。二次電池１０や充電回路１３、放電回路１４の制御は電池制御部２１で実施される。
負荷３〜５は、負荷の動作を実行する機能部１７と、負荷をスリープ状態や停止状態に動作モードを変更するスリープ／停止負荷制御部２２を有する。
制御部１６は、直流電力供給部２、再生電力供給部１５や二次電池１０から直流機器への電力の配分を制御すると共に、停電検出部２３からの信号で商用電源８の停電（商用電源８からの給電が停止した状態）を検知し停電バックアップ動作を制御し、直流電力供給部２として機能する。
上述した直流電力供給部２、再生電力供給部１５、二次電池１０、制御部１６、負荷３〜５には通信機能が設けられている。そして、商用電源（主電源）８を含む直流電力供給部２、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５、二次電池１０、直流機器を含む負荷等の状態に対処する連携動作を行うため電力線通信部７ａ〜７ｅを有している。電力線通信部７ａ〜７ｅでは、直流機器に用いる通信信号と同様に、直流電圧に重畳する形式で通信信号を伝送する。
【００１４】
商用電源である商用電源８が供給されている期間は、直流電力供給部２から電力供給線路６に接続された複数の負荷３〜５へ直流電力が供給されている。二次電池１０の電池電力残容量は、商用電源８である交流電源ＡＣが供給されている期間に所定の残容量になるまで充電される。一般に停電用バックアップ用途であれば、二次電池は満充電まで充電される。
商用電源８の停電が発生すると、直流電力供給部２からの直流電力が供給されなくなる。制御部１６は、停電検出部２３からの信号で商用電源８の停電を検知する。停電検出部２３は電力供給線路６の状態から停電を検出することや、破線２４で記載されているように、商用電源８の状態から停電を検出することが考えられる。
制御部１６は、電力線通信部により電力供給線路を介して、二次電池の電池制御部に対して停電期間のバックアップのために二次電池１０から直流電力の放電を指示する。電池制御部２１は制御部１６の指示により、二次電池１０の放電回路１４を制御して、所望の直流電力を電力供給線路６に放電することで、複数の負荷３〜５に直流電力が供給される。二次電池１０から電力が供給されている期間は、負荷３〜５に供給された直流電力分（厳密に言えば放電回路などの電力損失も含む）が二次電池１０から供給されているため、二次電池１０の電池電力残容量が少なくなる。
【００１５】
電池電力残容量が、予め決められた閾値１以下になると、二次電池１０の電力残容量検出部１８の出力から、閾値１比較部１９が予め決められた閾値１以下になったことを検知して電池制御部２１に通知する。電池制御部２１は電力線通信部７Ｃにより電力供給線路６を介して、制御部１６に対して電池電力残容量が予め決められた閾値１以下となったことを通知する。制御部１６は電力供給線路６を介して複数の負荷３〜５にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号を送信する。負荷３〜５は、スリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号を受信し、負荷の機能部１７を制御してスリープ状態や停止状態に動作モードを変更する。
【００１６】
負荷３〜５はスリープ状態や停止状態になっているため、電力の消費は非常に少なく抑えられている。一方、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５からの直流電力は、前述のスリープ状態による停止状態の負荷に供給される非常に少ない直流電力を除いた直流電力を、二次電池１０に充電する。制御部１６から電力線通信部７Ｃにより電力供給線路６を介して、二次電池１０の電池制御部２１に対して充電回路１３を起動して二次電池１０に充電するよう指示する。なお、負荷３〜５を安定して動作させるために、前述のスリープ状態により停止状態の負荷に供給される非常に少ない直流電力を放電回路１４から放電する。一般に、スリープ状態や停止状態の負荷が使用する直流電力は、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５からの直流電力より小さい。このため、その差分を充電電力として指示し、残りの直流電力を負荷が使用する電力とすることで、放電回路１４を停止して損失を少なくしても良い。
二次電池１０は、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５からの直流電力により充電されているため、電池電力残容量が増加する。電池電力残容量が、予め決められた閾値２（閾値２＞閾値１）以上となると、制御部１６は電力供給線路６を介して複数の負荷に動作状態になる様に指示する起動信号を送信する。負荷３〜５は、動作状態になる様に指示する起動信号を受信し、負荷３〜５の機能部１７を制御して通常動作モードに変更する。これにより、商用電源８は停電が継続中であっても、二次電池１０から直流電力が複数の負荷３〜５に供給される。
【００１７】
更に、停電が継続中であれば、閾値１と閾値２の関係を繰り返すことで、停電中でありながら、一定時間は負荷が安定して動作することが可能となる。また、商用電源８の停電が解消した場合には、通常どおり直流電力供給部２から電力供給線路６に接続された複数の負荷３〜５へ直流電力が供給される。また図示されていないが、直流電力供給部２や再生電力供給部１５から二次電池１０への充電を行い、次の停電バックアップに備えて所定の電池電力残容量になるまで充電される。
【００１８】
次に、図２を参照して、本実施形態の動作について説明する。
図２は電池電力残量の時間変化を示すグラフ図である。図２に示すグラフの縦軸は二次電池１０の電池電力残容量３０を示しており、横軸は時間経過３１を示している。商用電源である交流電源８が供給されている期間（Ａ）は、直流電力供給部２から電力供給線６に接続された複数の負荷３〜５へ直流電力が供給されている。二次電池１０の電池電力残容量は期間（Ａ）の前に所定の残容量になるまで充電されている。一般に停電用バックアップ用途であれば、二次電池１０は満充電まで充電される。
期間（Ｂ）の開始時点で商用電源ＡＣの停電３２が発生する。停電３２が発生すると直流電力供給部２からの直流電力が供給されなくなる。そのため停電期間のバックアップとして、二次電池１０から直流電力が複数の負荷３〜５に供給される。二次電池１０から電力が供給されている期間は、負荷に供給された直流電力分（厳密に言えば放電回路などの電力損失も含む）が二次電池１０から供給されているため、二次電池１０の電池電力残容量が少なくなる。期間（Ｂ）では直線３３のように電池電力残容量３０が減少していることを示している。
電池電力残容量３０が、予め決められた閾値１以下になると、制御部１６は電力供給線６を介して複数の負荷３〜５にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号を送信する。負荷３〜５は、スリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号を受信し、負荷の機能部１７を制御してスリープ状態や停止状態に動作モードを変更する。期間（Ｃ）の開始時点は、電池電力残容量が予め決められた閾値１以下になった時点であり、制御部は電力線通信を介して複数の負荷にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を送信する時点である。
【００１９】
期間（Ｃ）では、負荷３〜５はスリープ状態や停止状態になっているため、電力の消費は非常に少なく抑えられている。一方、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５からの直流電力は、前述のスリープ状態は停止状態の負荷３〜５に供給される非常に少ない直流電力を差し引いた直流電力を二次電池１０に充電する。期間（Ｃ）は二次電池１０に充電されているため、電池電力残容量３０が増加している。
期間（Ｃ）の最後で、電池電力残容量３０が、予め決められた閾値２以上となる時点である。電池電力残容量が、予め決められた閾値２以上になると、制御部１６は電力供給線６を介して複数の負荷３〜５に動作状態になる様に指示する起動信号３５を送信する。負荷３〜５は、動作状態になる様に指示する起動信号３５を受信し、負荷３〜５の機能部１７を制御して通常動作モードに変更する。
【００２０】
期間（Ｄ）では商用電源８は停電が継続中であり、期間（Ｂ）と同様に二次電池１０から直流電力が複数の負荷３〜５に供給される。二次電池１０から電力が供給されている期間は、負荷３〜５に供給された直流電力分（厳密に言えば放電回路などの電力損失も含む）が二次電池１０から供給されているため、二次電池１０の電池電力残容量３０が少なくなる。
期間（Ｄ）以降も停電が継続中であれば、電池電力残容量３０は閾値１と閾値２の間を変化することで、停電中でありながら、一定時間は負荷３〜５が安定して動作することが可能となる。また、商用電源８の停電が解消した場合には、通常どおり直流電力供給部２から電力供給線６に接続された複数の負荷３〜５へ直流電力が供給される。また図示されていないが、直流電力供給部２や再生電力供給部１５から二次電池１０への充電を行い、次の停電バックアップに備えて所定の電池電力残容量になるまで充電される。
【００２１】
図３（ａ）は電池電力残容量の変化を示すグラフ図、図３（ｂ）は太陽電池発電電力変化を示すグラフ図、図３（ｃ）は負荷の消費電力の変化を示すグラフ図である。停電発生後に二次電池１０からの電力が負荷３〜５に供給され、負荷３〜５はバックアップされている。停電が継続し図３（ａ）に示す電池電力残容量３０が減少し、電池電力残容量３０が予め決められた閾値１以下（Ａ点）になると、制御部１６は電力供給線６を介して複数の負荷３〜５にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を送信する。
負荷３〜５は、スリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を受信し、負荷３〜５の機能部１７を制御してスリープ状態や停止状態に動作モードを変更する。電池電力残容量３０が閾値１以下（Ａ点）になると、負荷３〜５は停止信号３４によりスリープ状態となり、非常に少ないスリープ用電力のみが再生電力供給部１５の太陽電池１１から安定して供給される。電池電力残容量３０が閾値２以上（Ｂ点）になると、負荷３〜５は起動信号３５で動作状態となり、二次電池１０から安定な電力が供給される。負荷３〜５の動作は制御されているため、制御された負荷３〜５は停止前の状態を保持可能であり、継続的な処理が可能となる。
【００２２】
また、図３（ｂ）に示す通り、本構成では再生電力供給部１２からの電力が不安定であっても、太陽電池１１で直接電力を供給する期間の負荷は停止信号３４によりスリープ状態となっている。このため、非常に少ないスリープ用電力のみを安定に供給することができればよく、太陽電池１１に代表される自然エネルギを利用して発電する発電装置でも可能となる。停電が継続中であれば、閾値１と閾値２の間を変化することで、停電中でありながら、一定時間は負荷が安定して動作することが可能となる。
図３（ｃ）に示すグラフの縦軸は負荷３〜５の消費電力を示しており、横軸は時間経過を示している。期間（Ａ）の開始時点で商用電源ＡＣの停電が発生する。停電が発生すると直流電力供給部２からの直流電力が供給されなくなる。そのため停電期間のバックアップとして、二次電池１０から直流電力が複数の負荷３〜５に供給される。二次電池１０から電力が供給されている期間は、負荷に供給された直流電力分（厳密に言えば放電回路などの電力損失も含む）が二次電池１０から供給されているため、二次電池１０の電池電力残容量が少なくなる。期間（Ａ）では直線３６のように電池電力残容量３０が減少していることを示している。
【００２３】
電池電力残容量３０が、予め決められた閾値１以下になると、制御部１６は電力供給線６を介して複数の負荷３〜５にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を送信する。負荷３〜５は、スリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を受信し、負荷の機能部１７を制御してスリープ状態や停止状態に動作モードを変更する。期間（Ｂ）の開始時点は、電池電力残容量３０が予め決められた閾値１以下になった時点であり、制御部１６は電力供給線路６を介して複数の負荷３〜５にスリープ状態や停止状態になる様に指示する停止信号３４を送信する時点である。
期間（Ｂ）では、負荷３〜５はスリープ状態や停止状態になっているため、電力の消費は非常に少なく抑えられている。一方、太陽電池１１を含む再生電力供給部１５からの直流電力は、前述のスリープ状態は停止状態の負荷３〜５に供給される非常に少ない直流電力を差し引いた直流電力を二次電池１０に充電する。期間（Ｂ）は二次電池１０に充電されているため、電池電力残容量３０が増加している。
期間（Ｂ）の最後で、電池電力残容量３０が、予め決められた閾値２以上となる時点（Ｂ点）である。電池電力残容量３０が、予め決められた閾値２以上になると、制御部１６は電力供給線６を介して複数の負荷３〜５に動作状態になる様に指示する起動信号３５を送信する。負荷３〜５は、動作状態になる様に指示する起動信号３５を受信し、負荷３〜５の機能部１７を制御して通常動作モードに変更する。
【００２４】
期間（Ｃ）では商用電源８は停電が継続中であり、期間（Ａ）と同様に二次電池１０から直流電力が複数の負荷３〜５に供給される。二次電池１０から電力が供給されている期間は、負荷３〜５に供給された直流電力分（厳密に言えば放電回路などの電力損失も含む）が二次電池１０から供給されているため、二次電池１０の電池電力残容量３０が少なくなる。
期間（Ｃ）以降も停電が継続中であれば、電池電力残容量３０は閾値１と閾値２の間を変化することで、停電中でありながら、一定時間は負荷３〜５が安定して動作することが可能となる。また、商用電源８の停電が解消した場合には、通常どおり直流電力供給部２から電力供給線６に接続された複数の負荷３〜５へ直流電力が供給される。また図示されていないが、直流電力供給部２や再生電力供給部１５から二次電池１０への充電を行い、次の停電バックアップに備えて所定の電池電力残容量になるまで充電される。
【００２５】
このように、自然エネルギを利用した太陽電池（発電装置）１１により発電された電力を二次電池１０に供給し、二次電池１０の電力残量を検出し、二次電池１０の充放電及び負荷の動作状態を制御する。制御部１６は、商用電源（主電源）８からの給電が停止した際に、二次電池１０の電力残容量が閾値１（第１の閾値）以下になった場合に、負荷をスリープ状態または停止状態になるように制御する。一方、制御部１６は、太陽電池（発電装置）１１から供給される電力により二次電池１０の電力残容量が閾値１よりも高い閾値２（第２の閾値）を超えた場合に、負荷を起動して動作状態になるように制御する。これにより、商用電源８からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、商用電源８の非常時の解消まで負荷の動作を継続させることができる。
また、再生電力供給部１５、及び二次電池１０からの電力を負荷に供給する電力供給線路６を備えている。そして、制御部１６は、二次電池１０の電力残容量が閾値１以下になった場合に、電力供給線路６を介して停止信号を負荷に送信して該負荷をスリープ状態または停止状態になるように制御する。一方、制御部１６は、再生電力供給部１５から供給される電力により二次電池１０が充電され、二次電池１０の電力残容量が閾値２を超えた場合に、電力供給線路を６介して起動信号を負荷に送信して該負荷を動作状態になるように制御する。これにより、商用電源８からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、商用電源８の非常時の解消まで負荷の動作を継続させることができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図４は本発明の第２実施形態に係わる電力供給システム１Ｂの全体構成を示すブロック図である。同じ構成要件には図１と同じ符号を付し説明を省略する。図４の実施形態では、電力供給線路６に接続された複数の負荷の消費電力を監視する負荷電力監視部４０を備える。検出された負荷の電力に関連付けて、閾値１変更部４１により閾値１の値を変更し、閾値２変更部４２により閾値２の値を変更する。
例えば、負荷の消費電力が所定の値より大きい場合は、停電後の再起動による負荷動作時間を所望の時間とするために閾値２を大きく設定変更する。例えば再起動後の動作時間を確保するために、
閾値２＝（所望の動作時間×監視された負荷の消費電力）＋閾値１
とすることで、負荷の消費電力に対応して動作時間を設定できる。
閾値２を変更する際には、制御部１６が、電力線通信部７Ｃにより電力供給線路６を介して、電池制御部２１に対して指示することで、閾値２変更部４２が閾値２比較部２０の閾値２を変更する。
【００２７】
例えば、停電時にスリープ状態や停止状態の負荷が使用する（更に、制御部１６が使用する電力も含まれる）直流電力が所定の値より小さい場合は、停電時に電池電力残容量が０となって電力供給線路６への電力供給がなくなることを避ける目的の閾値１を小さくすることができる。閾値１を小さくすることで、停電発生から負荷への停止信号発信までの時間が長くなり、負荷の稼働時間が長くなる。閾値１の変更は制御部１６が、電力線通信部７ｄにより電力供給線路６を介して、電池制御部２１に対して指示することで、閾値１変更部４１が閾値１比較部１９の閾値２を変更する。
このように、負荷の消費電力を監視する負荷電力監視部４０を備え、制御部１６は、負荷電力監視部４０により監視した負荷に関連付けて閾値１又は閾値２を変更するので、負荷の消費電力に対応して動作時間を設定できる。
【００２８】
＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態に係わる電力供給システム１Ｃの全体構成を示すブロック図である。同じ構成要件には図１と同じ符号を付し説明を省略する。図５の実施形態では、再生電力供給部１５の発電電力を監視する発電電力監視部４３を備える。検出された発電電力に関連付けて、閾値１変更部４１により閾値１の値を、閾値２変更部４２により閾値２の値を変更する。
例えば、再生電力供給部１５の発電電力が所定の値より大きい場合は、同じ充電時間で二次電池の充電電力を大きくすることができる。そのため、停電後の再起動による負荷動作時間を所定の時間より長くすることが可能となるため、閾値２を大きく設定変更する。閾値２を変更する際には、制御部１６が、電力線通信部７ｄにより電力供給線路６を介して、電池制御部２１に対して指示することで、閾値２変更部４２が閾値２比較部２０の閾値２を変更する。
このように、再生電力供給部１５の発電電力を監視する発電電力監視部４３を備え、制御部１６は、該発電電力監視部４３により監視した発電電力に関連付けて閾値１と閾値２とを変更することで、同じ充電時間で二次電池の充電電力を大きくすることができる。
【００２９】
＜第４実施形態＞
図６は本発明の第４実施形態に係わる電力供給システム１Ｄの全体構成を示すブロック図である。同じ構成要件には図１と同じ符号を付し説明を省略する。図６の実施形態では、停電時に二次電池から負荷に電力を供給している場合の、二次電池の電力残容量の時間変化を監視する電力残容量変化率監視部４４を備える。検出された電力残容量変化率に関連付けて、閾値１変更部４１により閾値１の値を、閾値２変更部４２により閾値２の値を変更する。
例えば、電力残容量変化率が所定の値より大きい場合は、停電時の負荷の消費電力が所定の直流電力より大きいことを示しており、停電後の再起動による負荷動作時間を所望の時間とするために閾値２を大きく設定変更する。閾値２を変更する際には、制御部１６が、電力線通信部７ｄにより電力供給線路６を介して、電池制御部２１に対して指示することで、閾値２変更部４２が閾値２比較部２０の閾値２を変更する。
このように、二次電池１０から負荷に電力を供給している際の、該二次電池１０の電力残容量の時間変化を監視する電力残容量変化率監視部４４を備え、制御部１６は、該電力残容量変化率監視部４４により監視した電力残容量変化率に関連付けて閾値１と閾値２とを変更する。これにより、二次電池１０の電力残容量の時間変化に応じて、停電後の負荷の再起動による負荷動作時間を所望の時間とすることができる。
【００３０】
＜第５実施形態＞
図７は本発明の第５実施形態に係わる電力供給システム１Ｅの全体構成を示すブロック図である。同じ構成要件には図１と同じ符号を付し説明を省略する。図７の実施形態では、現在時刻を計時する時計部４５を備える。計時した時刻に関連付けて、閾値１変更部４１により閾値１の値を、閾値２変更部４２により閾値２の値を変更する。例えば、オフィスなどでは勤務開始時刻から終了時刻までは負荷の消費電力が大きく、夜間などの時刻では負荷の消費電力が小さい。そのため、停電後の再起動による負荷動作時間を所望の時間とするために閾値２を、勤務開始時刻から終了時刻までは大きく、夜間などの時刻では小さく変更する。閾値２の変更は制御部１６が、電力線通信部７ｄにより電力供給線路６を介して、電池制御部２１に対して指示することで、閾値２変更部４２が閾値２比較部２０の閾値２を変更する。
このように、現在時刻を計時する時計部４５を備え、制御部１６は、該時計部４５により計時した時刻と関連付けて閾値１と閾値２を変更することで、停電後の再起動による負荷動作時間を所望の時間とすることができる。
【００３１】
＜第６実施形態＞
図８は本発明の第６実施形態に係わる電力供給システム１Ｆの全体構成を示すブロック図である。同じ構成要件には図１と同じ符号を付し説明を省略する。図８の実施形態では、使用者に負荷の動作状態を示す表示部４６を備えており、負荷がスリープ状態または停止状態か、動作状態かを表示し使用者に負荷の動作状態を表示する。そのため使用者は停電中でも負荷が動作しているのか、スリープ状態または停止状態かを表示により把握でき、必要な動作を行うことが可能となる。
このように、負荷の動作状態を表示する表示部４６を備え、制御部１６は、該負荷がスリープ状態、又は停止状態、又は動作状態を表示部４６に表示することで、負荷の動作状態を目視確認することができる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
第１乃至第６実施形態では、自然エネルギを利用して発電する発電装置として、太陽電池を例にとって説明したが、本実施の形態によれば、本発明は太陽電池に限定するものではなく、例えば風力発電装置、潮汐発電装置などにも利用することが可能である。
また、第１乃至第６実施形態では、上述した電源供給システムの機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムまたは装置に供給する。そのシステムまたは装置のコンピュータ（または、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＭＰＵ、ＤＳＰ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを実行する。
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した電源供給システムの機能を実現する。プログラムコードを供給するための記録媒体としては、ＦＤ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ、ＲＯＭなどの光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、半導体記録媒体がある。
【００３３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した電源供給システムの機能が実現される。
またそれだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した電源供給システムの機能が実現される場合も含まれる。
また、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき実行する。そして、そこに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した電源供給システムの機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００３４】
このように、商用電源（主電源）８と、商用電源８からの給電が停止した場合に商用電源８に代わって電力を供給する二次電池１０と、自然エネルギを利用した太陽電池（発電装置）１１により発電された電力を二次電池１０に供給する再生電力供給部２と、二次電池１０の電力残量を検出する電力残容量検出部１８と、を備えた電力供給システムにおいて、二次電池１０の充放電及び負荷の動作状態を制御する制御部１６を備え、制御部１６は、商用電源８からの給電が停止した際に、二次電池１０の電力残容量が閾値１以下になった場合に、負荷をスリープ状態または停止状態になるように制御する。一方、再生電力供給部１５から供給される電力により二次電池１０の電力残容量が閾値１よりも高い閾値２を超えた場合に、負荷を起動して動作状態になるように制御する。これにより、商用電源８からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、商用電源８の非常時の解消まで負荷の動作を継続させることができる。
【００３５】
また、上述した制御方法をプロセッサに実行させることで、商用電源８からの給電が停止した場合等の非常時に負荷の電力消費量を適正に制御して、商用電源８の非常時の解消まで負荷の動作を継続させることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１Ａ〜１Ｆ…電力供給システム、２…直流電力供給部、３〜５…負荷、６…電力供給線路、７ａ〜７ｅ…電力通信部、８…商用電源、９…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１０…二次電池、１１…太陽電池、１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１３…充電回路、１４…放電回路、１５…再生電力供給部、１６…制御部、１７…機能部、１８…電力残容量検出部、１９…閾値１比較部、２０…閾値２比較部、２１…電池制御部、２２…スリープ／停止負荷制御部、２３…停電検出部、４０…負荷電力監視部、４１…閾値１変更部、４２…閾値２変更部、４３…発電電力監視部、４４…電力残容量変化率監視部、４５…計時部、４６…表示部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２００９−１４８００９公報
【図１】
2014220874.tif 000003
【図２】
2014220874.tif 000004
【図３】
2014220874.tif 000005
【図４】
2014220874.tif 000006
【図５】
2014220874.tif 000007
【図６】
2014220874.tif 000008
【図７】
2014220874.tif 000009
【図８】
2014220874.tif 000010
【図９】
2014220874.tif 000011