(57)【要約】【課題】夜間電力を１００％利用することができ、かつ、水処理・汚泥処理及び廃棄物処理等のプラントで得られる自然エネルギーを利用できる電源システムと、維持管理が容易な非常用電源を得る。【解決手段】電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、ＡＣ／ＤＣ変換装置を介して並列に接続し、前記ＡＣ／ＤＣ変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備える新エネルギーハイブリッド電源システムとする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、ＡＣ／ＤＣ変換装置を介して並列に接続し、前記ＡＣ／ＤＣ変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する発電電力測定装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備えたことを特徴とする水処理等プラント用電源システム。
【請求項２】
請求項１記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチを備えることを特徴とした水処理等プラント用電源システム。
【請求項３】
請求項１記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、ＡＣ／ＤＣ変換装置を制御装置によって充電又は放電モードに切換えるとともに入出力制御を行って、負荷に対して太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置による電力を供給するとともに余剰となった前記電源装置による電力を蓄電池の充電に使用する第１時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき前記商用電力を供給する第２時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき供給する商用電力が電力会社との間の契約電力を超過する場合に前記契約電力超過分につき蓄電池からの放電電力を供給する第３時間帯、負荷に対して前記商用電力のみを供給するとともに前記契約電力以内の前記商用電力の余剰電力を用いて蓄電池の充電を行う第４時間帯、前記商用電力の停電時には非常用電源からの電力を負荷に供給する第５時間帯について、各時間帯の電力供給及び充電を制御することを特徴とする水処理等プラント用電源システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新エネルギーを利用した水処理・汚泥処理及び廃棄物処理等（以下「水処理等」という）プラントの受電及び非常用電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水処理等のプラント用電源システムにおいて、電力会社から受電する高圧電力は一般契約によっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、安価な夜間電力が十分に利用できないうえ、電力会社との間の契約電力もプラントの最大需要電力以上に設定しなければならなかった。
【０００４】
また、従来、水処理等のプラント用電源システムにおける非常用電源は、ディーゼル発電機であった。
そのため、騒音発生や燃料貯蔵等の問題が多く、定期的な点検が必要であった。
【０００５】
本発明は、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を１００％利用することができ、かつ、水処理等のプラントで得られる自然エネルギーである太陽光、太陽熱、風力、水力、温度差、地熱等を利用できる電源システムと、維持管理が容易な非常用電源を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達するため、電力会社から供給される商用電力を受電するための高圧受電回路と、太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置と蓄電池を組合わせた非常用電源を、ＡＣ／ＤＣ変換装置を介して並列に接続し、前記ＡＣ／ＤＣ変換装置の放電又は充電モードの切り換え及び入出力制御を行う制御装置と、前記電源装置の発電電力に応じて前記商用電力の受電量を設定する需要電力設定装置と、前記電源装置の発電電力を測定する装置と、電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチと、を備えたことを特徴としている。
これにより、電力会社から受電する高圧電力を一般契約から季節別時間帯別契約に変更し、夜間電力を１００％利用することができる。
【０００７】
以上の手段に加えて、請求項２の発明では、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチを備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１記載の水処理等プラント用電源システムにおいて、ＡＣ／ＤＣ変換装置を制御装置によって充電又は放電モードに切換えるとともに入出力制御を行って、負荷に対して太陽電池等の自然エネルギーを電気エネルギーに変換する電源装置による電力を供給するとともに余剰となった前記電源装置による電力を蓄電池の充電に使用する第１時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき前記商用電力を供給する第２時間帯、負荷に対して前記電源装置による電力の不足分につき供給する商用電力が電力会社との間の契約電力を超過する場合に前記契約電力超過分につき蓄電池からの放電電力を供給する第３時間帯、負荷に対して前記商用電力のみを供給するとともに前記契約電力以内の前記商用電力の余剰電力を用いて蓄電池の充電を行う第４時間帯、前記商用電力の停電時には非常用電源からの電力を負荷に供給する第５時間帯について、各時間帯の電力供給及び充電を制御することを特徴としている。
【０００９】
なお、ＡＣ／ＤＣ変換装置等の適宜の手段を用いて、蓄電池による電力の供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より低くすることによって行い、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の蓄電池に対する供給は、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力の電圧を蓄電池の電圧より高くすることによって行うことも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲記載の文言に拘束されず、均等な範囲にも及ぶ。
図１は、従来の技術の回路図である。
図２は、本発明の回路図である。
【００１１】
図２に示すように、電力会社から季節別時間帯別高圧電力を受電する受電回路１は、太陽電池５及びＤＣ／ＤＣ電源装置６と蓄電池７とを組み合わせた非常用電源と、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を介して並列に接続され、負荷２へ電力を供給する。
【００１２】
なおスイッチ１０は電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するための解列用のスイッチで常時は閉である。
【００１３】
図３ないし図８記載の回路図は、水処理等のプラントの１日のそれぞれの時間帯に対応する制御方法を示したものである。
【００１４】
図３ないし図５記載の回路図は、太陽電池が利用できる時間帯の制御方法を示したもので、まず太陽電池５の発電電力を発電電力測定装置（ＰＶＤＷ）９で測定し、これと、あらかじめ負荷２によって決まる制御基準電力とを、需要電力設定装置（ＤＭＣ）８によって比較し、それを基に電力会社からの買電電力を設定する。
【００１５】
その上で、図３記載の回路においては、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を放電モードに切換えて太陽電池５による電力供給を選択し、負荷（Ｌ）２は全て太陽電池５による電力を使用し、余剰となった電力はスイッチ（Ｓ２）１１により蓄電池（Ｂ）７の充電に使用する。
なお、スイッチ（Ｓ２）１１は、蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチである。なお、負荷２へ供給される電力の流れについては、太線で示している（以下同じ）。
【００１６】
図４記載の回路においては、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を放電モードに切換えて太陽電池５による電力供給を選択し、負荷２は主として太陽電池５による電力を使用するが、不足分を需要電力設定装置８によって測定し、制御装置４によってＡＣ／ＤＣ変換装置３の入出力を制御して、受電回路１を通しての電力会社からの昼間電力で補う。
【００１７】
図５記載の回路においては、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を放電モードに切換えて、負荷２は太陽電池５による電力と受電回路１を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、制御装置４によりＡＣ／ＤＣ変換装置３の入出力を制御し、スイッチ１１によって蓄電池７からの放電電力で補う。
【００１８】
図６記載の回路においては、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を充電モードに切換えて、電力会社から受電する電力供給を選択し、負荷２は受電回路１を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は制御装置４によりＡＣ／ＤＣ変換装置３の入出力を制御し、スイッチ１１によって蓄電池７の充電に使用する。
【００１９】
図７は、電力会社からの受電が停電した場合で、ＡＣ／ＤＣ変換装置３を放電モードに切換えて、太陽電池５及び蓄電池７による電力供給を選択し、太陽電池が利用できる時間帯は太陽電池５と蓄電池７から、太陽電池が利用できない時間帯は蓄電池７から、それぞれ電力を負荷２へ供給する。
【００２０】
図８は、水処理等プラントの１日のそれぞれの時間帯に図３ないし図７の制御方法を適用した説明図である。
夜間時間帯は安価な電力会社からの夜間電力を、契約電力以内で１００％使用する。
昼間時間帯は太陽電池からの電力を１００％使用し負荷へ供給するとともに余剰分は蓄電池の充電に使用する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、水処理等のプラントにおいて、電力会社との受電契約を一般契約から季節別時間帯別契約に変更することによって、安価な夜間電力を１００％利用することができる。
【００２２】
非常用電源としての蓄電池７は、電力会社からの余剰夜間電力や太陽電池５からの余剰電力を蓄えておくことができ、これを昼間時間帯に使用することができるので、電力会社との間の契約電力の低減がはかれる。
【００２３】
また、非常用電源としての太陽電池と蓄電池は、従来のディーゼル発電機と比較して維持管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術を示す図である。
【図２】本発明の回路図である。
【図３】本発明において、負荷２は全て太陽電池５による電力を使用し、余剰となった電力を蓄電池７の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図４】本発明において、負荷２は主として太陽電池５による電力を使用するが、不足分は受電回路１を通しての電力会社からの昼間電力を使用するように制御された状態の回路図である。
【図５】本発明において、負荷２は太陽電池５による電力と受電回路１を通しての電力会社からの昼間電力を使用するが、電力会社からの電力が契約電力を超過する場合は、蓄電池７からの放電電力で補うように制御された状態の回路図である。
【図６】本発明において、負荷２は受電回路１を通しての電力会社からの夜間電力を使用するが、契約電力以内の余剰電力は蓄電池７の充電に使用するように制御された状態の回路図である。
【図７】本発明において、電力会社からの受電が停電した場合で、昼間は太陽電池５と蓄電池７から夜間は蓄電池７からの電力を負荷２に供給するように制御された状態の回路図である。
【図８】本発明において、水処理等プラントの１日のそれぞれの時間帯に図３ないし図６の制御方法を適用した説明図である。
【符号の説明】
１  受電回路
２  負荷
３  ＡＣ／ＤＣ変換装置
４  制御装置
５  太陽電池
６  ＤＣ／ＤＣ電源装置
７  蓄電池
８  需要電力設定装置
９  発電電力測定装置
１０  電力会社から供給される商用電力又は前記非常用電源から提供される電力を選択的若しくは重畳的に負荷に対して供給するためのスイッチ
１１  蓄電池から供給される電力を負荷に対して供給する一方、電力会社から供給される商用電力又は電源装置から提供される電力を蓄電池に対して供給するためのスイッチ
１２  取引用変成器
１３  直流変成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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