(57)【要約】【課題】分散型電源を統合的に利用するようにして、電力コストの低減および省資源を図りつつ、安定した電力供給を得ることを可能とする電力供給方法および電力供給システムを提供する。【解決手段】太陽光発電２、ガスタービン発電機３などの発電装置および蓄電装置として異なる特性を有するバッテリ（エネルギ型バッテリ１６、パワー型バッテリ２１）と制御部４とを備えてなる電力供給システムＡによる負荷５への電力供給を、前記制御部４により電源側出力電圧調整処理、および負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理をなして行うものである。この電源側出力電圧調整処理においては、分散電源を構成している各電源からその設定された電力供給順位にしたがって負荷５へ電力供給がなされるとともに、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力はエネルギ型バッテリ１６やパワー型バッテリ２１に蓄電される。【選択図】　図１
2004064814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と、異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを備えてなる分散電源を用いた電力供給方法であって、
負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされることを特徴とする電力供給方法。
【請求項２】
負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理がなされて負荷に電力が供給されることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。
【請求項３】
電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。
【請求項４】
電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされることを特徴とする請求項３記載の電力供給方法。
【請求項５】
太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされていることを特徴とする請求項３記載の電力供給方法。
【請求項６】
蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、パワー型バッテリから負荷に電力が供給されることを特徴とする請求項２記載の電力供給方法。
【請求項７】
蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されていることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。
【請求項８】
蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されていることを特徴とする請求項１記載の電力供給方法。
【請求項９】
太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを有する分散電源装置と、制御部とを備えてなる電力供給システムであって、
前記制御部が、電源側出力電圧調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする電力供給システム。
【請求項１０】
制御部が、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。
【請求項１１】
電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。
【請求項１２】
電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされることを特徴とする請求項１１記載の電力供給システム。
【請求項１３】
太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされていることを特徴とする請求項１１記載の電力供給システム。
【請求項１４】
蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、負荷にパワー型バッテリから電力が供給されるようにされてなることを特徴とする請求項１０記載の電力供給システム。
【請求項１５】
蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されるようにされてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。
【請求項１６】
蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されてなることを特徴とする請求項９記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力供給方法および電力供給システムに関する。さらに詳しくは、例えば太陽光などの自然エネルギによる発電設備や廃熱利用の発電設備ならびに、例えばガスタービン駆動の発電機等の分散電源の利用が可能な施設、機器、移動体などにおいて、分散電源を最大限に利用するＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）を構築することを可能とする電力供給方法および電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二酸化炭素排出量削減および省資源の観点から太陽光発電、風力発電などの自然エネルギを利用した発電設備や廃熱を有効利用した発電設備を備えた分散型自家用発電設備の導入が官庁、企業等で拡大している。
【０００３】
一方、オフィス、工場の情報化の進展に伴う電力の安定供給に対する要求を背景として、またコンピュータや半導体関連の製造設備などの特に安定的な電力供給が求められる施設における電源バックアップ用として、ＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）の導入が急速に進んでいる。
【０００４】
図４に、従来の単一電源型のＵＰＳの一例を示す（なお、特開２００１−１０３６７９号、特開平０６−０７８４７５号および特表２００１−５２７１８０号参照）。
【０００５】
このＵＰＳ１００は、商用電源１０１から供給される交流を整流装置１０２により直流に変換してバッテリ１０３により蓄電するとともに、直流化された電力をインバータ１０４により交流に戻した後、スイッチ１０５を介して負荷１０６に供給するものとされる一方、商用電源１０１の停電時には、バッテリ１０３に貯められた電力を放電するようにして、インバータ１０３を介して負荷１０６に電力を供給するものとされる。なお、バイパス線１０７は例えばインバータ１０４が故障したような場合に、商用電源１０１から負荷１０６に直接的に電力を供給するために設けられている。
【０００６】
図５に、従来の分散電源型のＵＰＳの一例を示す。
【０００７】
このＵＰＳ２００は、商用電源２０１と発電機２０２とをスイッチ２０３を介して切り替え可能に整流装置２０４に接続するようにして、商用電源２０１の停電時に発電機２０２を起動し整流装置２０４、インバータ２０５およびスイッチ２０６を介して負荷２０７に電力を供給するものとされる一方で、発電機２０２が起動するまでの間は、平常時にバッテリ２０８に貯められた電力を放電し、負荷２０７に供給するものとされる。なお、バイパス線２０９の機能は前例におけると同様である。
【０００８】
そして、前掲したような自然エネルギ利用または廃熱利用の分散型自家用発電設備を所有する官庁、企業等の組織体（以下、企業等と総称する）、あるいはこれから所有しようとする企業等においては、これらの発電設備をＵＰＳの電源として有効に利用し、安定した電力供給を得るとともに省資源および商用系統からの買電電力コストの削減を図りたい、といった潜在的要求があることが発明者等の独自の分析により判明した。
【０００９】
しかしながら、分散型発電設備は、元来、安定した電力供給という側面において弱点を含む場合が多く、かかる電源をこれを安定性を旨とするＵＰＳの電源としていかに有効利用するかが問題である。また、従来よりＵＰＳ１００に用いられているバッテリ１０３やＵＰＳ２００に用いられているバッテリ２０８の特性では、現在要求されている安定性を確保するのに充分ではないといった問題もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、分散型電源を統合的に利用するようにして、商用系統からの買電電力コストの低減および省資源を図りつつ、安定した電力供給を得ることを可能とする電力供給方法および電力供給システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力供給方法は、太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と、異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを備えてなる分散電源を用いた電力供給方法であって、負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電力供給方法においては、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理がなされて負荷に電力が供給されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の電力供給方法においては、電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位にしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなるのが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の電力供給方法においては、電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされるのが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の電力供給方法においては、太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされているのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、パワー型バッテリから負荷に電力が供給されるのが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されているのが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の電力供給方法においては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されているのが好ましい。
【００１９】
一方、本発明の電力供給システムは、太陽光発電装置、ガスタービン発電装置などの発電装置と異なる特性を有するバッテリを組合せてなる蓄電装置とを有する分散電源装置と、制御部とを備えてなる電力供給システムであって、前記制御部が、電源側出力電圧調整処理をなすよう構成されてなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電力供給システムにおいては、制御部が、負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理をなすよう構成されてなるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の電力供給システムにおいては、電源側出力電圧調整処理が、分散電源を構成している各電源から負荷への電力供給順位をにしたがって各電源から負荷に電力を供給し、余剰電力が生じた場合、当該余剰電力を蓄電装置に蓄電するものとされてなるのが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、電力供給順位の設定が、各電源の出力電圧を設定することによりなされるのが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、太陽光発電装置が第１順位とされ、商用電源が最終順位とされているのが好ましい。
【００２４】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリを有し、負荷変動吸収処理における急俊な負荷増大時に、負荷にパワー型バッテリから電力が供給されるようにされてなるのが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、パワー型バッテリからエネルギ型バッテリへの電力の供給が阻止されるようにされてなるのが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明の電力供給システムにおいては、蓄電装置がパワー型バッテリとエネルギ型バッテリとを有し、エネルギ型バッテリとパワー型バッテリとが、両特性バッテリに一体化されてなるのが好ましい。
【００２７】
【作用】
本発明は前記の如く構成されているので、分散電源を用いて無停電電源を実現できるとともに、負荷への電力の供給が電源側出力電圧調整処理を経てなされ、電圧の変動が抑制される。
【００２８】
また、本発明の好ましい形態によれば、余剰電力が発生した場合、蓄電装置に蓄電するようにされているので、発電電力を無駄なく利用できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００３０】
実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの一例を示す。
【００３１】
電力供給システムＡは、交流商用電源（以下、単に商用電源という）１と、例えば太陽電池２（太陽光発電装置）と、例えばガスタービンにより駆動される交流発電機（ガスタービン発電装置）３の３系統の電源を有し、制御部４が実施する後掲の電源側出力電圧調整処理により負荷への電力供給順位を設定して商用電源１の利用を極力抑え、これにより電力コスト削減および省資源を図りつつ、電力を安定供給することを可能とした分散電源型のＵＰＳ（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ
ｓｙｓｔｅｍ；無停電電源システム）とされる。
【００３２】
なお、本電力供給システムＡの構成を、太陽電池およびガスタービン発電機の代わりに風力発電設備、廃熱利用発電設備等を用いることも可能である。この場合、あるいはこれらを追加して分散電源を４系統、５系統、…とした場合にも同様にして適用できることは以下の説明から自明である。そして、その場合には、当然のことながら風力発電設備、廃熱利用発電設備等各資源について、負荷への電力供給優先度に応じて電力供給順位が割り当てられる。
【００３３】
電力供給システムＡは、具体的には、制御部４と、商用電源１からの入力交流を整流する整流器（以下、第１整流器という）１１と、太陽電池２の出力ライン２ａに接続される充電器１２と、ガスタービン発電機３の交流出力を整流する整流器（以下、第２整流器という）１３と、第１、第２整流器１１、１３の各出力ライン１１ａ、１３ａおよびダイオード（以下、第１ダイオードという）１４を介して充電器１２の出力ライン１２ａが接続される直流出力ライン１５と、直流出力ライン１５に接続されたバッテリ（以下、第１バッテリという）１６と、第１バッテリ１６と並列に直流出力ライン１５に一方の切替端子１７ａが接続され後掲する第２スイッチに他方の切替端子１７ｂが接続され、かつこれら切替端子１７ａ、１７ｂと選択的に接続される固定端子１７ｃが設けられたスイッチ（以下、第１スイッチという）１７と、第１バッテリ１６と並列に第２ダイオード１８を介して直流出力ライン１５に一方の切替端子１９ａが接続され他方の切替端子１９ｂが第１スイッチ１７の他方切替端子１７ｂと接続され、かつこれら切替端子１９ａ、１９ｂと選択的に接続される固定端子１９ｃが設けられた第２スイッチ１９と、第１スイッチ１７の固定端子１７ｃに入力ライン２０ａが接続され、入力ライン２０ａを介して入力される直流を交流に変換するパワーコンディショナ２０と、第２スイッチ１９の固定端子１９ｃに接続された第２バッテリ２１と、パワーコンディショナ２０の出力ライン２０ｂおよびバイパス線２２を介して商用電源１に接続され、状況に応じて負荷５をパワーコンディショナ２０および商用電源１のいずれかと接続するように切替動作を行うＡＣスイッチ２３と、を主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００３４】
電力供給システムＡにおいて、第１バッテリ１６と第２バッテリ２１とを用いるのは、次のような理由による。
【００３５】
バッテリには、一般にエネルギ密度（＝蓄電容量／体積（重量））に優れているタイプ（以下、エネルギ型バッテリと称す）と、出力密度（瞬時出力）に優れているタイプ（以下、パワー型バッテリと称す）との２タイプが存在する。
【００３６】
エネルギ型バッテリーはエネルギ密度が大きく、このため発電量の変動や負荷消費電力の変動に対処する負荷平準化機能において優れているが、一般に瞬時出力が小さいという難点がある。一方、パワー型バッテリは、瞬時出力が大きく、急激に負荷消費電力が増大したような場合にも、これに対処して十分な電力を供給することが可能であるが、一般にエネルギ密度が小さいという難点がある。
【００３７】
このため、分散電源を用いたＵＰＳの構築においては特にバッテリの選定において、例えば停電時または急峻な負荷増大時に必要十分な電力供給を得るようパワー型バッテリを選定すると、例えば太陽電池における発電量が多いとき（晴天時等）に電力を十分に蓄電するためにバッテリを大容量化する必要が生じ、要求される瞬時出力に対応する容量以上のバッテリを用いることになり、高コスト化、大型化を招く。
【００３８】
その逆に、発電量の変動および負荷の消費電力の変動に対処するように（負荷平準化）エネルギ型バッテリを選定すると、停電時または急峻な負荷変動時に十分な電力供給を得るために、十分な瞬時出力を得るようバッテリを大容量化する必要が生じ、要求される負荷平準化機能に対応する容量以上のバッテリを用いることになり、高コスト化、大型化を招く。
【００３９】
そこで、電力供給システムＡにおいては、第１バッテリ１６と第２バッテリ２１とを用い、そして第１バッテリ１６には、電力貯蔵用に適したエネルギ密度の大きいエネルギ型バッテリを用い、後掲する電源側出力電圧調整処理にしたがって、状況に応じて商用電源１、太陽電池２およびガスタービン発電機３のいずれかの出力を蓄電するとともに、負荷５に電力を供給するよう放電するものとする一方、第２バッテリ２１は、高率放電特性に優れた出力密度（瞬時出力）の大きいパワー型バッテリとしてなるものである。
【００４０】
第１ダイオード１４は、第１バッテリ１６から充電器１２への逆流を防止する。また、第２ダイオード１８は、第２バッテリ２１から第１バッテリ１６への充電ないしは放電、つまり第２バッテリ２１から第１バッテリ１６への電力供給を防止する。これによって、負荷変動吸収処理において蓄電量が足りずに第２バッテリ２１が有効に機能しなくなるのを防止するとともに、パワー型バッテリとされる第２バッテリ２１がエネルギ型バッテリとされる第１バッテリ１６に過放電等し、それにより特性劣化が早期に生じるのを防止する。
【００４１】
第１スイッチ１７は負荷変動吸収処理においてパワーコンディショナ２０の入力を、直流入力ライン１５を介する各電源１、２、３および第１バッテリ１６のいずれかの出力と、第２バッテリ２１の出力との間で切り替える切替動作を実行する。
【００４２】
ＡＣスイッチ２３は、商用電源１の停電時を含む電力供給システムＡの通常運転時に負荷５をパワーコンディショナ２０の出力ラインと接続する一方、各整流器１１、１３およびパワーコンディショナ２０が故障した場合や保守作業を実施する場合に、負荷５を商用電源１と直接的に接続するように切り替える切替動作を実行する。
【００４３】
次に、制御部４を説明する。制御部４は、第１バッテリ１６および第２バッテリ２１の残存容量を監視し、第１整流器１１の出力電圧Ｖｅｘｔ、充電器１２の出力電圧Ｖｐｖおよび第２整流器１３の出力電圧Ｖｇｅが後掲する設定値と一致するように各整流器１１、１３および充電器１２を制御する電源側出力電圧調整処理（後で詳しく説明する）を実施する。これに付随して、制御部４は、ガスタービン発電機３の発電電力、起動および停止を制御する。
【００４４】
また、制御部４は、負荷５の消費電力およびパワーコンディショナ２０の入出力電圧を監視し、負荷５に十分な電力が供給されない場合（例；太陽電池２およびガスタービン発電機３が発電していない状態で商用電源１が停電した場合、モータ（負荷）始動時の突入電流等に起因して負荷消費電力が急激に上昇した場合）に、後掲する負荷変動吸収処理を含む供給電力調整処理を実施する。これに付随して、第１スイッチ１７の切替動作を制御し、ガスタービン発電機３の起動、停止および発電量を制御する。また、制御部４は、出力電圧を常に一定とするようにパワーコンディショナ２０を制御する。
【００４５】
次に、電源側出力電圧調整処理を説明する。電源側出力電圧調整処理においては、例えば太陽電池２の供給順位を第１順位とし、商用電源１の供給順位が最終順位となるように、各電源の直流ライン側出口電圧Ｖｅｘｔ、Ｖｐｖ、Ｖｇｅが設定、調整される。例えば、下記不等式（１）に示される関係を満足するよう設定される各設定値に一致するように、制御部４が第１整流器１１、充電器１２および第２整流器１３の出力電圧を制御する。
【００４６】
Ｖｐｖ＞Ｖｂ１＿７０％＞Ｖｇｅ＞Ｖｂ１＿３０％＞Ｖｅｘｔ　　　（１）
【００４７】
ただし、Ｖｂ１＿７０％：第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント相当であるときの端子電圧、Ｖｂ１＿３０％：第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント相当であるときの端子電圧である。ここで不等式（１）の記述において、第１バッテリ１６の残存容量７０％、３０％に対応する電圧Ｖｂ１＿７０％、Ｖｂ１＿３０％を用いたが、この７０％、３０％という数値は、運用の都合やバッテリ種類により適宜変更可能とする。
【００４８】
各電源１，２，３および第１バッテリ１６の供給順位が前掲の如く設定されているため、電力供給システムＡは以下のように動作する。
【００４９】
（１）太陽電池２の発電量が十分であるときには、太陽電池２の出力が優先的に負荷５に供給されるとともに、余剰電力が第１バッテリ１６や第２バッテリ２１に蓄電される。
【００５０】
（２）太陽電池２における発電量が十分でなく、かつ第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント以上であれば、第１バッテリ１６の蓄電電力が負荷５に供給される。
【００５１】
（３）前掲（２）で、第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント未満になれば制御部４がガスタービン発電機３を起動し、ガスタービン発電機３の出力が負荷５に供給されるとともに余剰電力が第１バッテリ１６に蓄電される。ここで、第１バッテリ１６の残存容量が７０パーセント以上になれば、ガスタービン発電機３が停止され前掲（２）に従う。
【００５２】
なお、頻繁なガスタービン発電機３の起動・停止を避けるように適当な不感帯を設けるのが好ましい。
【００５３】
（４）前掲（３）で、ガスタービン発電機３の出力のみでは不足するときには、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント以上であることを条件として、第１バッテリ１６の蓄電電力が補充的に負荷５に供給される。ここで、負荷５における消費電力が減少する等してガスタービン発電機３の出力のみで十分になると、余剰電力が第１バッテリ１６や第２バッテリ２１に充電される。
【００５４】
（５）前掲（４）で、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセント未満になると、商用電源１の電力が負荷５に供給される。これと同時に、第１バッテリ１６の残存容量が３０パーセントに達するまで商用電源１による充電が行われる。この場合にも第１バッテリ１６の頻繁な充放電の切り替えを避けるように適当な不感帯を設けるのが好ましい。
【００５５】
このように、前掲式（１）の不等式は、各電源１、２、３の間に設定される負荷５への給電優先順位に対応するものとされ、出力機器（整流器、蓄電器）における電圧設定値の高い電源から優先的に出力が負荷に供給されるものとされる。したがって、前掲式（１）のように各電源１、２、３の出力機器１１、１２、１３の出力電圧を設定することによって、太陽電池２、ガスタービン発電機３、商用電源１の順に出力を負荷５に供給して商用系統からの買電電力コスト抑制および省資源化を図ることが可能となる。
【００５６】
次に、供給電力調整処理を説明する。供給電力調整処理は、負荷５の消費電力の急激な変動（以下、負荷変動という）に起因する供給電力の一時的な不足を補うための負荷変動吸収処理を含む。以下、具体的手順を示す。
【００５７】
（１１）負荷５の消費電力が急激に増大し（負荷５としてのモータ始動時等）パワーコンディショナ２０の出力電圧の低下が検出されると、第１スイッチ１７における切替動作によって、パワーコンディショナ２０の入力を第２バッテリ２１の出力に瞬時に切り替える。これによって、高率放電特性に優れたパワー型の第２バッテリ２１の出力が負荷５に供給され、負荷変動が吸収される。
【００５８】
（１２）負荷５における消費電力の増大が一時的なもので、負荷消費電力の減少が検出されたときには、第１スイッチ１７における切替動作によってパワーコンディショナ２０の入力を再び直流出力ライン１５側に切り替えるとともに、第２スイッチ１９における切替動作によって第２バッテリ２１を直流入力ライン１５に接続し、充電を開始する。
【００５９】
（１３）負荷５における消費電力の増大が継続し、第２バッテリ２１の残存容量が所定容量未満まで減少すると判断された場合には、ガスタービン発電機３の発電量を増大させ、切替スイッチ１７における切替動作によってパワーコンディショナ２０の入力を直流出力に切替えて、負荷５に十分な電力を供給する。
【００６０】
このように、電力供給システムＡは、例えば太陽電池２の出力が十分であるときには、この出力を優先的に負荷５に供給するとともに余剰電力をバッテリ１６，２１に充電し、太陽電池２の出力が不足しかつ十分な蓄電量がある場合には蓄電電力を負荷５に供給し、これらが不足するときにはガスタービン発電機３の出力を負荷５に供給するとともに余剰電力を蓄電し（負荷平準化）、これらが全て不足するときに最後に商用電源１を利用するよう構成されているので、太陽電池２の出力を最大限に利用することができ省資源に資するとともに、商用電力の利用を極力抑えて買電電力コストを効果的に削減することが可能となる。
【００６１】
また、制御部４が、パワーコンディショナ２０の出力電圧を一定化するように制御するとともに、パワーコンディショナ２０の出力電圧が供給電力の不足により低下したときには、パワー型の第２バッテリ２１を放電して負荷に供給するので、急激な負荷変動にも対処して安定的に電力を供給することが可能となる。
【００６２】
なお、直流出力ライン１５に接続される電源を４系統、５系統、…と増加させた場合には、各電源に接続される整流器等の出力電圧の設定値を、優先的に利用したいものから順に高く設定すればよい。
【００６３】
実施形態２
図２に、本発明の実施形態２の電力供給システムを示す。この電力供給システムＡ１は、実施形態１の電力供給システムＡの第１、第２バッテリ１６、２１に代えてエネルギ密度および出力密度の両方に優れたエネルギ−パワー両用型バッテリ（以下、両特性バッテリという）４０を用いるとともに、第１、第２スイッチ１７、１９を廃止するよう改変したもので、その余の構成は実施形態１と同様とされる。
【００６４】
このような両特性バッテリ４０は、例えば特開２００２−１４１１０１号により知られる三次元電池を利用して構成することが可能である。
【００６５】
三次元電池は、図３に示すように、イオン透過性フィルタ４１を介して接続され電解質溶液が充填された一対のセル４２ａ、４２ｂの一方４２ａに電子を放出する粉状の活物質ｍを配し、他方４２ｂに電子を吸収する粉状の活物質ｎを配し、これにより単位電池４２を形成するとともに、各単位電池４２、４２、…を導電性の集電部材４３を介在させて直列に一体的に連結するようにして、コンパクトで内部抵抗の小さい電池を構成できるようにしたものである。また活物質ｍ、ｎを粉状としたことによって、従来の膜構造の電池と比較して数千倍から数万倍の有効表面積を得ることができ、これによって、数千倍から数万倍のエネルギ密度を得ることが可能とされる。
【００６６】
電力供給システムＡ１は、かかる三次元電池を応用して、エネルギ密度に優れた活物質（以下、エネルギ型活物質という）と、出力密度に優れた活物質（以下、パワー型活物質という）とをそれぞれセル４２ａ、４２ｂにそれぞれ投入し、これによって従来のバッテリよりもコンパクトでありながら十分な瞬時出力および蓄電容量を備えた両特性バッテリ４０を形成し、これを第１、第２バッテリ１６、２１に代えて適用するようにして、コンパクト化およびさらなる電力供給安定性の向上を図るものとされる。この場合、エネルギ型活物質とパワー型活物質とを適宜組み合わせて、その混合物をセル４２ａ、４２ｂにそれぞれ投入するようにしてもよい。
【００６７】
電力供給システムＡ１は、具体的には、両特性バッテリ４０を直流出力ライン１５に接続し、これと並列にパワーコンディショナ２０の入力ライン２０ａを直流出力ライン１５に直接に接続するようにして構成される。
【００６８】
この構成によって、制御部４により電源側電圧調整処理を実施させて、実施形態１と同様にして、省資源および電力コスト削減を図ることが可能であるとともに、急激な負荷変動が生じた場合にも、スイッチ１７、１９の切替動作を行うことなく、両特性バッテリ４０から負荷５への十分な電力供給を実施することが可能となる。また、実施形態１の第２バッテリ２１とは異なり、蓄電容量も大きいので長時間の給電が可能となる。
【００６９】
したがって、実施形態１における効果に加えて、構成の簡素化およびさらなる電力供給安定性の向上を達成することが可能となる。
【００７０】
以上、、本発明を実施形態により説明したが、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものではなく種々改変が可能である。例えば、前掲の各実施形態においては、自家用発電設備を備えた企業等への適用を想定して電力供給システムを説明したが、太陽電池等システム全体を小型化することによって、パーソナルコンピュータ等の安定した電力供給が要求される各種機器の電源装置として利用することも可能である。
【００７１】
また、自動車、航空機、船舶等の移動体に搭載される無停電電源装置としての利用も当然に可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば太陽電池や風力発電設備などを有する分散電源を用いても安定した電力の供給がなし得るととともに、商用系統からの買電電力コストを極力抑制できるという優れた効果が得られる。
【００７３】
また、本発明の好ましい形態によれば、余剰電力が発生した場合、バッテリに蓄電するようにしているので、発生電力を無駄なく利用できるという優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る電力供給方法が適用される電力供給システムの概略図である。
【図３】
両特性バッテリを構成する三次元電池の概略図である。
【図４】
従来の単一電源型無停電電源装置の概略図である。
【図５】
従来の分散電源型無停電電源装置の概略図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　　電力供給システム
１　　　　　商用電源
２　　　　　太陽電池
３　　　　　ガスタービン発電機
４　　　　　制御部
５　　　　　負荷
１１、１３　整流器
１２　　　　充電器
１６　　　　第１バッテリ（エネルギ型バッテリ）
１７、１９　スイッチ
２０　　　　パワーコンディショナ
２１　　　　第２バッテリ（パワー型バッテリ）
４０　　　　両特性バッテリ（三次元電池）
【図１】
2004064814.tif 000003
【図２】
2004064814.tif 000004
【図３】
2004064814.tif 000005
【図４】
2004064814.tif 000006
【図５】
2004064814.tif 000007