(57)【要約】【課題】  夜間の余剰電力と日中のピーク電力対策を同時に行える電力供需給システム。【解決手段】  本発明では、電力の受電者1には、配電機器などの受電の機器2以外に受電量、配電量を計測し制御する装置5と電力を蓄えることができるLi蓄電池7とその電力制御機器6が設置されている。通常、電力が余り使用されない真夜中に、電力会社4から電力を電力の受電者1に隣接したリチウムあるいは、リチウムイオン電池（以下、Li蓄電池と称す）7に電力に供給し、Li蓄電池7に電力を蓄える。Li蓄電池7に蓄えられた電力は、日中に、その場所で放出（配電）し、電力会社4からの配電に補完することができる。また、Li蓄電池7に蓄えられた電力は、1にて自家使用に供するだけでなく、電線8を介して電力会社4に戻し、そこから、再度必要なところに配電することもある。このようにLi蓄電池は分散された発電所的な機能を有するのである。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
戸建て住宅、集合住宅、あるいは、個々の事業所等の受電者側に固定式のリチウムあるいは、リチウムイオンの二次電池（可逆性のある蓄電池、以下、簡単にLi蓄電池と言う）を設置し、従来の電力会社と家庭などの需要家側の配電機器などの電力取り込み機器とに加え、更に、前述の固定式のLi蓄電池をバイパス配置し、これらを電線で繋ぐと共に、情報技術（IT）で繋いで制御し、電力会社、家庭の配電機器、および、各家庭、集合住宅、あるいは、個々の事業所に設置した固定のLi蓄電池との間で電力の行き来を調整する電力需給システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
家庭用、事業者等の電力利用に関する分野の技術。
【背景技術】
【０００２】
火力発電、水力発電、原子力発電を問わず、電力会社から家庭あるいは、事業者側に  送電線、電線を通じて昼夜を問わず送られてきている。家庭での電気の利用料は起床と共に、電気の使用が始まり、昼から夕刻にかけて使用料がピークとなり、それ以降、減少していき就寝とともに、電気の利用が減少する。事業所でもほぼ同じことが言えよう。
【０００３】
一方、発電所側からすると火力発電は、発電量を使用時期に応じて設備の常用規格量の下限値限界までは出力を落とすことはできるが、完全に止めることは効率の点から出来ないし、水力発電、原子力発電にいたっては、一定定出力運転しかできない。このために、夜間、電力会社側では電力が余剰となっている。また、最近では、温暖化の影響もあり、夏場では３０℃以上の熱帯日が続くことが多く、電力使用量のピークは更に増大する傾向があり、電力会社ではそのピーク対策として発電所を新設しなければならない状況となっている。
【０００４】
しかるに、真夜中では電力使用量が極端に減少するために、電力のピーク使用量と真夜中の使用量との乖離が更に増大し、電力会社ではその対応が容易でなく、主として火力発電所の負荷を30%から操業限界近くの15％まで落として操業しているのが現実で、熱効率の悪い操業を余儀なくされてきた。
近年、定量発電しかできない原子力発電の割合が増加し、火力発電による操業負荷の吸収が容易でないことは明らかである。
【０００５】
従来は、この余剰期の夜間の電力使用量を増やすために、夜間電力を安価に設定し、各家庭などにおいて夜間電力で温水をつくり、貯湯機に約400リットルの温水を溜め、必要に応じて風呂、台所の洗い水として使用するために供していた。しかしながら、家庭では、必要以上の温水を造ることは経済的に意味がなく、この方策も余剰電力の対策には到底対応することができなかった。また、夜間などの電力需要の少ない時間帯に余剰電力の供給を受け、下部貯水池（下池）から上部貯水池（上池）へ水を汲み上げ、電力需要が大きくなる時間帯に、上池から下池へ水を導き落とすことで発電する揚水発電が行われているが、その対応量は余剰電力に比べわずかしかない。
また、事業者に安価な夜間電力を設定し、多量の電気を使用する電気炉などを夜間に操業することを奨励することなどが行われてきたが、過剰の夜間電力に対して充分な対応方法がなかった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は夜間の余剰電力と日中のピーク電力対策を同時に行える電力供需給システムを提案するものである。一般の戸建て住宅、集合住宅、あるいは、事業所などの受電者側に固定式のリチウムあるいは、リチウムイオンなどの二次電池（可逆性のある蓄電池以下、簡単にLi蓄電池と言う）を設置し、電力会社と家庭などの需要家側の配電機器などの電力取り込み機器以外に、前述の固定式のLi蓄電池をバイパス配置し、これらを電線で繋ぐと共にともに、情報技術（IT）で繋ぎ、電力会社、家庭の配電機器、および固定のLi蓄電池とで電力の行き来を常時調整制御し、電力供給者からの電力の負荷変動、あるいは、時期的に使用量がピークとなる夏場に於いて、発電機増設することなく電力を安定的に供給できることにある。
【０００７】
例えば、夜間時に電力会社の安価な余剰電力をLi蓄電池に蓄え、電力供給者側の発電量及び、個別の受電者（需要家）の使用量を監視、調整し、必要に応じて蓄えられたLi蓄電池から電力を受電者側に供給する。特に、電力使用量がピークになるような夏の時期、その蓄えられた電力を活用することで電力のバランスをとることができ、電力会社では発電の荷変動を小さくでき、ピーク対応の電力の安定供給を目的とした過剰な発電所を造る必要がない。
【０００８】
また、災害時、電力会社からの電力の供給が遮断された際にも、この蓄えられたLi蓄電池からの供給が可能となり、市民生活への影響が緩和されるのである。近年、太陽電池パネルや風力発電などの自然エネルギーを利用した発電機を設置するところが増えてきているが、これらを上述のシステムに付加すると、その効果はさらに大きくなる。このように、Li蓄電池をバイパスとして、相互を電線、情報技術（IT）で繋ぐことにより、家庭は規模は小さいものの、膨大に存在するネットワーク型の発電所にもなりうるのである。理想的にいえば全国の家庭、事業者、電力供給者がこのネットワークで結ばれるとその効果は大きい。
【０００９】
蓄電池としてLi蓄電池を限定する理由は、従来の鉛蓄電池やニッカド電池に比べ、エネルギー密度が高いこと、動作電力が高い、即ち、蓄えられる電力が従来のものと比べ、約3倍と大きいために、蓄電池が軽量、小型化されること。更に、非水溶性で、密閉構造のために鉛電池のようなに硫酸濃度、純水の供給が必要なく、フリーメンテナンスであること、また、液漏れの心配等もなく安全性が高いことなどから、一般の戸建て住宅、集合住宅、あるいは事業者が容易に設置でき、利用できることである。
【発明の効果】
【００１０】
戸建て住宅、集合住宅、あるいは、事業者などの受電者があまり使用しない真夜中、発電所から供給される電力をリチウムまたは、リチウムイオン等、可逆性のある蓄電池（以下、簡単にLi蓄電池と言う）に蓄え、その電力を日中の電力の使用量が多い時間帯に利用すること、また、個々の受電者の利用に応じて、Li蓄電池に蓄えられた電力を電力供給側に戻し、系全体としての電力バランスを取ることができる蓄電池を媒体とした電力供給システムが本発明の特徴である。
【００１１】
このようなシステムでは、電力供給側では、負荷変動のない発電の操業ができると共に、真夜中においても電力が過剰とならず、日中と同じ操業をすることにより、効率の良い操業が安定してできるのである。  また、夏などの瞬間的な電力ピークに対応するための無駄な発電所を建設する必要がなく、結果的に安価な電力を受電者に供給することができるようになるである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電力の供給者と受電者との間の電力の受給を最適にする方法を示す図。
【図２】本発明の受電者の各時刻における電力の使用量（１５時を100とした時の負荷）を示す図
【図３】本発明の電力供給者の各時刻における電力の供給量（１５時を100とした時の負荷）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
本発明を実施例1に基づき説明する。
従来、各戸建て住宅、集合住宅、事業者などの受電者1には、電力会社4から配電機器などの受電の機器2に電力が電線8により供給されている。一般に、各戸建て住宅、集合住宅、事業者1では、戸建て住宅の例では電圧100Vで、日中、電流が25A（アンペア）〜40A（アンペア）程度使用されている。真夜中では5A（アンペア）以下とほとんど使用されないことがあり、電力供給側では電力が過剰となるために、電力会社4では火力発電機などの発電設備の操業を10％の使用限界近くまで落として操業していた。
【００１４】
本発明では、各戸建て住宅、集合住宅、事業者など受電者1には、配電機器などの受電の機器2以外に受電量、配電量を計測し制御する装置5と電力を蓄えることができるLi蓄電池7とその電力制御機器6が設置されている。通常では、電力が余り使用されない真夜中に、電力会社4から電力を各戸建て住宅、集合住宅、事業者1に隣接したLi蓄電池7に電力に供給し、Li蓄電池7に電力を蓄える。ここの蓄える電力は小さいかも知れないが、このLi蓄電池7の数が膨大にあれば、電力会社4からの過剰な電力を蓄えることができるのである。
【００１５】
Li蓄電池7に蓄えられた電力は、日中に、その場所で放出（配電）し、電力会社4からの配電に補完することができ、まさに分散型の発電所の機能を発揮することができる。また、Li蓄電池7に蓄えられた電力は1にて自家使用に供するだけでなく、電線8を介して電力会社4に戻し、そこから、再度必要なところに配電することもある。
【００１６】
Li蓄電池7に電力会社４から供給あるいは、そこからは自家使用として配電、あるいは、電力会社4に戻すために、各戸建て住宅、集合住宅、事業者などの受電者１とLi蓄電池7及び、電力会社4との間では、電力の受給を最適なバランスになるように調整することが必要となる。このために、電力の計測、制御としてそれぞれにITを駆使した計測、制御機器、5,6,7及びその配線9が必要となる。
【００１７】
以下に本発明の効果例として、戸建て住宅、集合住宅、事業者側など受電者側の供給側の変動を図2に基づき述べる。図2に、15時を100とした時の各時刻における各家庭のおける電気の使用量とリチウムまたは、リチウムイオン電池などの逆性のある二次電池（以下、簡単にLi蓄電池と言う）への電気の蓄電量を示した。各家庭などの受電側での電力使用量は、本図では、電力供給者からの電力と蓄電池からの放出電力量との和であり（従来では、これらがすべて電力供給者からの電力で供給されていた）、各家庭での電気の使用に従い、時刻により変動する。
【００１８】
一方、供給側の電力も通常であれば、これに応じて変動するが、本発明の適用では、電力供給側の供給側の電力の変動を抑えるように、供給側の余剰電力は、受電者側のLi蓄電池に蓄積される。
【００１９】
また、本発明の効果例として、電力会社側の発電電力の変動を従来と本発明とを比較して図3に基づき述べる。
図3に、15時を100とした時の電力供給者の電力変動を各時刻により示した。従来は、
受電者側の使用量に応じて、電力会社などの供給電力は、日中は多く、真夜中には、減少し、日中と真夜中との乖離が大きく変動していた。本発明では、受電者側の使用量が少ない真夜中には、供給側の電力は、受電者側のLi蓄電池に蓄えられるために、日中と真夜中の供給側の電力の変動を小さく抑えることができた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
電力供給元と電力受給先との電力の最適バランスを図ることができ、太陽電池、風力発電などの自然エネルギーの需給バランス調整にも適用できる。
【符号の説明】
【００２１】
1：戸建て住宅または、集合住宅、または、事業者などの受電者を示す図
2：受電者の受電機器を示す図
3：リチウムまたは、リチウムイオンなどの蓄電池を示す図
4：電力会社などからの電力供給機器を示す図
5：受電者の受電量の計測、電力供給機器からの電力を制御する機器
6：リチウムまたは、リチウムイオン蓄電池の蓄電池量の計測、電力供給機器からの        電      
の制御、受電機器への電力を制御する機器を示す図
7：受電者の受電機器への供給電力量、リチウムまたは、リチウムイオンなどの蓄電      池
への供給を制御する機器を示す図
8：電気を送電、受電する電力線を示す図
9：電力の配分を制御する機器の配線を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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