(57)【要約】【課題】地域コミュニティー施設内に住む人々に就労を提供し、かつ施設内で消費する電力を安定的に安価のものとし、さらに災害時にも対応可能とした就労型地域コミュニティー施設の提供。【解決手段】ソーラパネルを有する発電装置２と、発電装置２で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段５を介して少なくとも一方の電力を蓄電するＲＦ蓄電池３と、ＲＦ蓄電池３の電力と外部から供給された電力とを第２の比較切替手段６を介して少なくとも一方の電力が供給される居住施設１１およびこの居住施設１１内の人々の就労施設１２と、就労施設１２のキノコ栽培設備１３、水耕栽培設備１４や次亜塩素酸水生成設備１６などの生産設備に供給される電力の最適な条件を割出し可能な制御手段１５，１７とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラパネルを有する発電装置と、
前記発電装置で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力を蓄電する流動型蓄電装置と、
前記流動型蓄電装置の電力と前記外部から供給された電力とを第２の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力が供給される居住施設およびこの居住施設内の人々の就労施設と、
前記就労施設の生産設備に供給される電力の最適な条件を割出し可能な制御手段と
を有する就労型地域コミュニティー施設。
【請求項２】
前記流動型蓄電装置は、車両に搭載可能とした請求項１記載の就労型地域コミュニティー施設。
【請求項３】
前記流動型蓄電装置は、レドックス・フロー蓄電池である請求項１または２に記載の就労型地域コミュニティー施設。
【請求項４】
前記就労施設は、ハナビラ茸を生産する設備を有する請求項１から３のいずれかに記載の就労型地域コミュニティー施設。
【請求項５】
前記就労施設は、次亜塩素酸水を生産する設備を有する請求項１から４のいずれかに記載の就労型地域コミュニティー施設。
【請求項６】
前記就労施設は、水耕栽培によりきゅうり、トマト、なすなどの野菜を生産する設備を有する請求項１から５のいずれかに記載の就労型地域コミュニティー施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、就労型地域コミュニティー施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油や石炭などの枯渇性エネルギーから太陽光、風力や地熱などの再生可能エネルギーへの転換が推進されている。例えば、特許文献１には、太陽光発電機等の再生可能エネルギー設備を有する複数の電力需給家が、電力需給制御機器により相互接続されて構成され、従来の電力系統に拠らず自立できるとともに、従来の電力系統との並存もできる電力システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０４７４００号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の電力システムでは、従来の電力系統に拠らず自立できるとともに、従来の電力系統との並存もできており、災害時であっても安定した電力供給が可能であるが、平常時には施設内に居住する人々に対して、将来に亘って安心して居住するするために就労を提供したり、またこの施設内で消費する電気料金を低く設定できるようにしたりすることは何ら記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明においては、地域コミュニティー施設内に住む人々に就労を提供し、かつ施設内で消費する電力を安定的に安価のものとし、さらに災害時にも対応可能とした就労型地域コミュニティー施設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】
本発明の就労型地域コミュニティー施設は、ソーラパネルを有する発電装置と、発電装置で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力を蓄電する流動型蓄電装置と、流動型蓄電装置の電力と外部から供給された電力とを第２の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力が供給される居住施設およびこの居住施設内の人々の就労施設と、就労施設の生産設備に供給される電力の最適な条件を割出し可能な制御手段とを有する。
【０００７】
本発明の就労型地域コミュニティー施設によれば、ソーラパネルを有する発電装置で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力を流動型蓄電装置に蓄電しておき、流動型蓄電装置の電力と外部から供給された電力とを第２の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力を居住施設および同居住施設内の人々の就労施設に供給することができるとともに、就労施設の生産設備に供給される電力については最適な条件を割出して供給することができる。
【０００８】
ここで、流動型蓄電装置は、車両に搭載可能としたものであることが望ましい。これにより、災害時には、流動型蓄電装置を車両に容易に搭載することができ、病院や冷凍工場等の電力が必要な箇所へ運搬して電力供給を行うことが可能となる。
【０００９】
また、流動型蓄電装置は、レドックス・フロー蓄電池であることが望ましい。レドックス・フロー蓄電池は、２種類のイオン溶液をイオン交換膜で隔てて、両方の溶液に設けた電極上で酸化反応と還元反応を同時に進めることで充放電を行う電池であり、電極の化学変化により充放電を行う他の電池と比較して長期間溶液の能力を維持することが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
（１）ソーラパネルを有する発電装置と、発電装置で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力を蓄電する流動型蓄電装置と、流動型蓄電装置の電力と外部から供給された電力とを第２の比較切替手段を介して少なくとも一方の電力が供給される居住施設およびこの居住施設内の人々の就労施設と、就労施設の生産設備に供給される電力の最適な条件を割出し可能な制御手段とを有する就労型地域コミュニティー施設によれば、地域コミュニティー施設内に住む人々に就労を提供し、かつ施設内で消費する電力を安定的に安価のものとし、さらに災害時にも対応することが可能となる。
【００１１】
（２）流動型蓄電装置が車両に搭載可能としたものであることにより、災害時には、流動型蓄電装置を車両に容易に搭載することができ、たとえ電力需給線路が寸断されても、病院や冷凍工場等の電力が必要な箇所へ運搬して電力供給を行うことが可能となる。
【００１２】
（３）流動型蓄電装置がレドックス・フロー蓄電池であることにより、長期間に渡って電力の充放電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における就労型地域コミュニティー施設の配置例を示す図である。
【図２】図１の就労型地域コミュニティー施設のブロック図である。
【図３】レドックス・フロー蓄電池の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の実施の形態における就労型地域コミュニティー施設の配置例を示す図、図２は図１の就労型地域コミュニティー施設のブロック図である。
【００１５】
図１において、本発明の実施の形態における就労型地域コミュニティー施設１は、居住施設１１や、この居住施設１１内の人々の就労施設１２等の建屋施設を有する。また、これらの建屋施設の屋上や同じ敷地内には、太陽光により発電するソーラパネル２ａを有する発電装置２が設置されている。また、建屋施設の屋外には、流動型蓄電装置としてのレドックス・フロー蓄電池（以下、「ＲＦ蓄電池」と称す。）３が設置されている。
【００１６】
また、本発明の実施の形態における就労型地域コミュニティー施設１は、図２に示すように、発電装置２により発電された電力は、交流／直流変換器４を通じてＲＦ蓄電池３へと蓄電される。また、この就労型地域コミュニティー施設１には、外部の電力会社Ｐから変電設備Ｓを通じて電力が供給される。交流／直流変換器４は、第１の比較切替手段５を介して変電設備Ｓに接続されている。第１の比較切替手段５は、昼間または夜間の時間帯に応じて、変電設備Ｓから交流／直流変換器４へ電力を供給するか、交流／直流変換器４から変電設備Ｓへ電力を供給するか切り替えるものである。すなわち、発電装置２で発電された電力と外部から供給された電力との少なくとも一方の電力が、第１の比較切替手段５を介してＲＦ蓄電池３へ蓄電される。また、第１の比較切替手段５は、昼間に発電装置２により発電した電力を交流／直流変換器４から変電設備Ｓおよび外部の電力会社Ｐへ供給することもできる。なお、本実施形態のように、発電装置２が直流電力を発電するソーラパネル２ａである場合には、交流／直流変換器４を介さずに、発電装置２からＲＦ蓄電池３に直接蓄電する構成としても良い。
【００１７】
また、交流／直流変換器４および変電設備Ｓは、第２の比較切替手段６を介して居住施設１１および就労施設１２に接続されている。第２の比較切替手段６は、変電設備Ｓにより供給される外部の電力会社Ｐの電力と、交流／直流変換器４により供給される電力との電力料金の比較を行い、安価な電力に切り替えて居住施設１１および就労施設１２に供給するものである。すなわち、ＲＦ蓄電池３の電力と外部から供給された電力との少なくとも一方の電力が、第２の比較切替手段６を介して居住施設１１および就労施設１２へ供給される。
【００１８】
居住施設１１に供給された電力は、居住者の生活に必要な各種電化製品等に利用される。また、居住施設１１では、居住者に対して血圧、体温、脈拍等の測定や、定期的な血液検査などが行われ、これら測定機器にも電力が供給される。これら検査結果のデータは、地域コミュニティー施設内外の指定病院に送信され、これらデータを基に医師が診断する。その診断結果、その居住者に対し就労は難しいと診断された際には、その居住者には最適な処置が施される。
【００１９】
居住施設１１内の居住者で希望する方は、次の就労施設１２の就労者となる。就労施設１２には、キノコ栽培設備１３や水耕栽培設備１４などの生産設備が設置されている。キノコ栽培設備１３では、例えば、ハナビラ茸が生産される。キノコ栽培設備１３に供給される電力は、ハナビラ茸を生産する培地の殺菌のための蒸気殺菌釜や、温度、湿度、換気等の空調設備などに利用される。また、水耕栽培設備１４では、例えば、きゅうり、トマト、なすなどの野菜が生産される。水耕栽培設備１４に供給される電力は、気温、温度、肥料、日光調整などに利用される。また、この生産設備には、これらの生産設備に供給される電力の最適な条件を割出し可能な制御手段１５が備えられている。
【００２０】
その他、就労施設１２には、災害備蓄用水としての次亜塩素酸水の生成を行う次亜塩素酸水生成設備１６が設置されている。この次亜塩素酸水生成設備１６には制御手段１７を介して電解槽やポンプ等に電力が供給される。制御手段１７は、次亜塩素酸水のＰＨや濃度を調整するために供給する電力の最適な条件を割り出すものである。
【００２１】
図３はＲＦ蓄電池３の概略構成図である。図３に示すように、ＲＦ蓄電池３は、正極および負極の電位差があるイオン溶液（正極電解液２０ａ、負極電解液２０ｂ）をそれぞれ貯留する電解液タンク２１ａ，２１ｂと、イオン交換膜２２により正極側２３ａと負極側２３ｂとに仕切られたセル２３と、正極電解液２０ａを電解液タンク２１ａとセル２３の正極側２３ａとの間で循環させるポンプ２４ａと、負極電解液２０ｂを電解液タンク２１ｂとセル２３の負極側２３ｂとの間で循環させるポンプ２４ｂとを有する。セル２３の正極側２３ａおよび負極側２３ｂには、それぞれ電極２５ａ，２５ｂが設けられている。なお、本実施形態においては、正極電解液２０ａは主に４価のバナジウムの硫酸溶液、負極電解液２０ｂは３価のバナジウムの硫酸溶液を使用している。
【００２２】
本実施形態におけるＲＦ蓄電池３では、充電時には正極側２３ａの電極２５ａから電子が流出し、４価のバナジウムは電子を失い、５価に酸化される。一方、負極側２３ｂの電極２５ｂには電子が流入し、３価のバナジウムが電子を得て、２価に還元される。放電時には逆の反応が進行する。
【００２３】
すなわち、電極２５ａ，２５ｂ上でバナジウムのイオンは次のような電極反応を行う。
電極２５ａ（正極）：ＶＯ2+＋Ｈ2Ｏ⇔ＶＯ2+＋２Ｈ+＋ｅ-
負極２５ｂ（負極）：Ｖ3+＋ｅ-⇔Ｖ2+
ここで、左から右は充電時、右から左は放電時の反応を意味している。充電時に正極側２３ａで発生する水素イオンは、イオン交換膜２２を通って負極側２３ｂに移動して正極電解液２０ａと負極電解液２０ｂとのバランスを取る。この充電により正極電解液２０ａは５価のバナジウム、負極電解液２０ｂは２価のバナジウムに変換され、供給された電力が貯蔵され、この貯蔵した電気エネルギーを放電により取り出すことができる。
【００２４】
このＲＦ蓄電池３は、車両としての貨物自動車１８に搭載可能なコンテナ内に収容されて、図１に示すように居住施設１１や就労施設１２等の建屋施設の屋外に設置されており、貨物自動車１８に搭載して運搬することが可能となっている。したがって、災害時には、建屋施設の屋外に設置されたＲＦ蓄電池３が収容されたコンテナを貨物自動車１８に容易に搭載することができ、たとえ電力需給線路が寸断されても、病院や冷凍工場等の電力が必要な箇所へ運搬して電力供給を行うことが可能となっている。
【００２５】
また、ＲＦ蓄電池３は、電極の化学変化により充放電を行う他の電池と比較して長期間溶液の能力を維持することが可能であるため、長期間に渡って電力の充放電を行うことが可能である。また、爆発や引火する可能性がないため、安全である。また、原理的に維持費が安く、リサイクルも容易である。
【００２６】
上記構成の就労型地域コミュニティー施設１によれば、ソーラパネル２ａを有する発電装置２で発電された電力と外部から供給された電力とを第１の比較切替手段５を介して少なくとも一方の電力をＲＦ蓄電池３に蓄電しておき、ＲＦ蓄電池３の電力と外部から供給された電力とを第２の比較切替手段６を介して少なくとも一方の電力を居住施設１１およびこの居住施設１１内の人々の就労施設１２に供給することができるとともに、就労施設１２のキノコ栽培設備１３、水耕栽培設備１４や次亜塩素酸水生成設備１６などの生産設備に供給される電力については、制御手段１５，１７により最適な条件を割出して供給することができる。
【００２７】
また、本実施形態における電力システムを有する就労施設では、就労施設１２の就労者は居住施設１１に居住し、これらの居住施設１１および就労施設１２に供給する電力は、再生可能エネルギーにより発電する発電装置２およびＲＦ蓄電池３の電力と電力会社Ｐから供給される電力とにより賄われるので、この電力システムを設置した地域内にて経済活動を自立して行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、地域コミュニティー施設内に住む人々に就労を提供し、かつ施設内で消費する電力を安定的に安価のものとし、さらに災害時にも対応可能な就労型地域コミュニティー施設として有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１  就労型地域コミュニティー施設
２  発電装置
２ａ  ソーラパネル
３  ＲＦ蓄電池
４  交流／直流変換器
５  第１の比較切替手段
６  第２の比較切替手段
１１  居住施設
１２  就労施設
１３  キノコ栽培設備
１４  水耕栽培設備
１５  制御手段
１６  次亜塩素酸水生成設備
１７  制御手段
１８  貨物自動車
２０ａ  正極電解液
２０ｂ  負極電解液
２１ａ，２１ｂ  電解液タンク
２２  イオン交換膜
２３  セル
２４ａ，２４ｂ  ポンプ
２５ａ，２５ｂ  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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