(57)【要約】【課題】需要家の発電装置で発電された電力によって逆潮流電力が生じた場合に、余剰電力を需要家の緑化装置に供給することにより、過剰な逆潮流電力の発生を抑制する電力供給システムを提供する。【解決手段】需要家１には、電力量計２と、屋上緑化装置３と、発電装置４と、を備えた電力供給システム１０が設けられている。発電装置４は、自家用発電設備に相当し、ソーラーパネル４２と、パワーコンディショナ７と、切り替え部６と、分電盤５を備えている。この切り替え部６は、逆潮流電力が検出された場合、ソーラーパネル４２からの電力が屋上緑化装置３に供給されるように切り替え部６を動作させて給電経路を形成するものである。【選択図】図１
2012010485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要家に設置された緑化装置と、前記需要家に設置された発電装置と、を有する電力供給システムであって、
前記発電装置での発電による逆潮流電力の有無を検知するセンサと、
前記センサから検出された信号に基づいて、前記発電装置と前記緑化装置との間の配線に設けられた遮断器を開閉して、前記発電装置による発電電力を前記緑化装置の電源として供給するための制御手段と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記センサからの検出信号が入力されるセンサ入力部と、
前記センサ入力部に入力された前記検出信号に基づいて、前記遮断器を閉成するための制御信号を前記遮断器に出力する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記緑化装置は、植物用の培養液を植物へ供給するためのポンプを備え、当該ポンプの電源として前記発電装置による発電電力が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記緑化装置は、培養液を冷却するための冷却装置を更に備え、
前記ポンプが停止してから予め設定された所定の時間を経過していない場合は、前記ポンプを作動させずに、前記発電装置と前記冷却装置との間に設けられた他の遮断器を閉成して、前記発電装置による発電電力を前記冷却器の電源として供給することを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーパネル（太陽電池）で得られた電力で発電する太陽光発電装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。この太陽光発電装置において、ソーラーパネルの発電に起因して生じた余剰電力は、逆潮流電力として電力会社の系統へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エネルギーについての関心は高く、今後、多くの需要家がソーラーパネル等の発電装置を導入することが考えられる。そうすると、天候や気温等の環境条件によっては、大きな逆潮流電力が生じることとなり、電力会社は、環境条件の変化に応じた受給調整を余儀なくされる。ここで、逆潮流電力が過剰に発生してしまうと、受給調整が追いつかず、系統動揺等の不具合が生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、需要家の発電装置で発電された電力によって逆潮流電力が生じた場合に、余剰電力を需要家の設備に供給することにより、過剰な逆潮流電力の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、需要家に設置された緑化装置と、前記需要家に設置された発電装置と、を有する電力供給システムであって、
前記発電装置での発電による逆潮流電力の有無を検知するセンサと、
前記センサから検出された信号に基づいて、前記発電装置と前記緑化装置との間の配線に設けられた遮断器を開閉して、前記発電装置による発電電力を前記緑化装置の電源として供給するための制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明において、前記制御手段は、
前記センサからの検出信号が入力されるセンサ入力部と、
前記センサ入力部に入力された前記検出信号に基づいて、前記遮断器を閉成するための制御信号を前記遮断器に出力する制御部と、
を備えることとしてもよい。
【０００８】
また、本発明において、前記緑化装置は、植物用の培養液を植物へ供給するためのポンプを備え、当該ポンプの電源として前記発電装置による発電電力が供給されることとしてもよい。
【０００９】
また、本発明において、前記緑化装置は、培養液を冷却するための冷却装置を更に備え、
前記ポンプが停止してから予め設定された所定の時間を経過していない場合は、前記ポンプを作動させずに、前記発電装置と前記冷却装置との間に設けられた他の遮断器を閉成して、前記発電装置による発電電力を前記冷却器の電源として供給することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、需要家の発電装置で発電された電力によって逆潮流電力が生じた場合に、余剰電力を需要家の緑化装置に供給することにより、過剰な逆潮流電力の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る電力供給システムの配電系統を示す図である。
【図２】屋上緑化装置を屋根に設置した状態を示す図である。
【図３】屋上緑化装置の栽培槽を示す図である。
【図４】屋上緑化装置の培養液循環ユニットを示す図である。
【図５】開閉器の構成を示す図である。
【図６】継電器の処理フローを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施形態に係る電力供給システム１０の配電系統を示す図である。
本図に示すように、配電線ＰＬが配電柱ＰＰに架設されるとともに、配電線ＰＬからは高圧引下げ線ＳＬ１が分岐し、変圧器Ｔに接続されている。変圧器Ｔの低圧側には引込線ＳＬ２が接続されている。
【００１３】
需要家１には、引込線ＳＬ２の一端が接続された電力量計２と、屋根１２の北側斜面に設置された屋上緑化装置３と、屋根１２の南側斜面に設置されたソーラーパネル４２を有する発電装置４と、を備えた電力供給システム１０が設けられている。
【００１４】
これら電力量計２、屋上緑化装置３及び発電装置４について以下で詳細に説明する。
【００１５】
＜＜電力量計２について＞＞
電力量計２は、変圧器Ｔを介して電力会社等から受電する順潮流電力量及び発電装置４で発電した電力を電力会社等へ送電する逆潮流電力量を測定する。
【００１６】
＜＜屋上緑化装置３について＞＞
図２は、屋上緑化装置３を屋根１２に設置した状態を示す図である。また、図３は、屋上緑化装置３の栽培槽３１を示す図である。
両図に示すように、屋上緑化装置３は、建物の屋根１２表面を緑化する目的で設置されるものであり、栽培槽３１と、培養液循環ユニット３２と、金網３３と、を備えている。
【００１７】
＜栽培槽３１について＞
栽培槽３１は、内部に培地３５が収容されており、この培地３５に植物３４が植え込まれている。この栽培槽３１で栽培される植物３４としては、多年生のものが用いられる。耐寒性及び耐暑性に優れ、また垂下性を有するという観点からウコギ科のつる性植物が好適に用いられる。本実施形態では、日当たりの悪い北側斜面でも成育が可能なヘデラを用いたが、これに限定されるものではなく、ヘリックス、ヘデラ・アルジェニシス、ヘデラ・コルシカ、ヘデラ・ハイバニカ等でもよい。
【００１８】
＜培養液循環ユニット３２について＞
図４は、屋上緑化装置３の培養液循環ユニット３２を示す図である。本図に示すように、培養液循環ユニット３２は、栽培槽３１との間で培養液を循環させるための部分であり、培養液生成部３２１と、培養液タンク３２２と、冷却器３２３と、給液ポンプ３２４ と、系統電力からの電力を冷却器３２３及び給液ポンプ３２４に供給するための開閉器３２７と（図１参照）、を備えている。
【００１９】
培養液生成部３２１は、水道水と濃縮液とを適当な割合で混ぜ合わせて培養液を生成する。培養液生成部３２１で生成された培養液は、培養液タンク３２２に送給される。
培養液タンク３２２は、培養液生成部３２１から供給された培養液を貯留する。
【００２０】
冷却器３２３は、培養液タンク３２２内に貯留されている培養液を冷却する。培養液には、チッ素、リン等が含まれており、暖かい温度の環境下で保存すると腐食してしまうため、培養液は冷却しながら貯留する。
【００２１】
給液ポンプ３２４ は、培養液タンク３２２内の培養液を栽培槽３１へ向けて送給する。培養液は、培養液タンク３２２と栽培槽３１とを接続する供給管３２５を介して栽培槽３１へ送給される。栽培槽３１内で余剰となった培養液は、培養液タンク３２２と栽培槽３１とを接続する回収管３２６を介して培養液タンク３２２内に回収される。
【００２２】
冷却器３２３及び給液ポンプ３２４を駆動するための電力は、系統電力又は発電装置４より供給される（詳細は後述する）。
【００２３】
図１に示すように、開閉器３２７は、給液ポンプ用第２遮断器６１５と、冷却器用第２遮断器６１６と、を備えている。
【００２４】
給液ポンプ用第２遮断器６１５は、電力量計２と給液ポンプ３２４とを接続する配線の途中に設けられ、閉成状態において系統電力を給液ポンプ３２４に供給させる。
【００２５】
冷却器用第２遮断器６１６は、電力量計２と冷却器３２３とを接続する配線の途中に設けられ、閉成状態において系統電力を冷却器３２３に供給させる。
【００２６】
＜金網３３について＞
金網３３は、栽培槽３１から伸長したヘデラを支持するための支持部材であり、屋根１２の表面を覆うように設置されている。本実施形態では、長期間に亘って外気にさらされても腐食され難いように、ステンレス製の金網３３を使用している。
【００２７】
＜＜発電装置４について＞＞
発電装置４は、自家用発電設備に相当し、図１に示すように、ソーラーパネル４２と、パワーコンディショナ７と、切り替え部６と、分電盤５を備えている。
【００２８】
発電装置４による発電電力は、分電盤５を介して需要家１の屋内配線１１に供給される。この屋内配線１１には、例えば、図示しないがエアコン、照明、テレビといった各種の電気機器が接続されている。発電装置４による発電電力が需要家１での消費電力を越えた場合、越えた分の電力は逆潮流電力となる。
【００２９】
逆潮流電力が生じた場合は、屋上緑化装置３と分電盤５との間に設けられた切り替え部６の動作によって屋上緑化装置３への電力源が系統電力から発電装置４に切り替えられる。
【００３０】
＜パワーコンディショナ７について＞
パワーコンディショナ７は、ソーラーパネル４２で発電された直流電力を交流電力に変換し、需要家１用の電力として分電盤５に供給する。
分電盤５まで供給された電力は、上述したように、分電盤５を介して需要家１の屋内配線１１に供給される。
【００３１】
＜切り替え部６について＞
切り替え部６は、分電盤５と電力量計２との間に設けられて需要家１から電力会社の系統へ供給される電流、すなわち、逆潮流電流の流れる向きを検出可能な電流方向センサ６０と、ソーラーパネル４２からの電力を屋上緑化装置３の培養液循環ユニット３２に供給するための開閉器６１と、を備え、電流方向センサ６０によって逆潮流電流が検出された場合に、ソーラーパネル４２からの電力が培養液循環ユニット３２に供給されるように切り替え部６を動作させて給電経路を形成するものである。
【００３２】
電流方向センサ６０は、逆潮流電力を検出した場合に、その検出信号を開閉器６１の入力部６１１ａ（後述する）へ出力する。すなわち、電流方向センサ６０は、逆潮流電力が生じたことを検出する機能を有している。
【００３３】
図５は、開閉器６１の構成を示す図である。
本図に示すように、開閉器６１は、継電器６１１と、給液ポンプ用第１遮断器６１３と、冷却器用第１遮断器６１４と、を備えている。
【００３４】
継電器６１１は、入力部６１１ａと、制御部６１１ｂとを有し、電流方向センサ６０からの検出信号に応じて、給液ポンプ用第１遮断器６１３等（詳細は後述する）へ所定の制御信号を出力する。
【００３５】
入力部６１１ａは、電流方向センサ６０からの検出信号が入力される。
【００３６】
制御部６１１ｂは、入力部６１１ａに入力された検出信号に応じて、給液ポンプ用第１遮断器６１３用の第１制御信号、冷却器用第１遮断器６１４用の第２制御信号、給液ポンプ用第２遮断器６１５用の第３制御信号、及び冷却器用第２遮断器６１６用の第４制御信号を出力する。
【００３７】
この制御部６１１ｂは、リレー、抵抗、ダイオードなどの回路素子で構成してもよいし、ＣＰＵやメモリを有するマイコンで構成してもよいし、回路素子とマイコンの組み合わせで構成してもよい。
【００３８】
給液ポンプ用第１遮断器６１３は、パワーコンディショナ７と屋上緑化装置３の給液ポンプ３２４とを接続する配線の途中に設けられ、閉成状態においてパワーコンディショナ７と給液ポンプ３２４とを電気的に接続し、発電装置４による発電電力を給液ポンプ３２４に供給させる。
【００３９】
冷却器用第１遮断器６１４は、パワーコンディショナ７と屋上緑化装置３の冷却器３２３とを接続する配線の途中に設けられ、閉成状態においてパワーコンディショナ７と冷却器３２３とを電気的に接続し、発電装置４による発電電力を冷却器３２３に供給させる。
【００４０】
次に、継電器６１１の処理フローについて説明する。
【００４１】
図６は、継電器６１１の処理フローを説明するための図である。
本図に示すように、継電器６１１は、逆潮流電流が生じた場合に、給液ポンプ用第１遮断器６１３、冷却器用第１遮断器６１４、給液ポンプ用第２遮断器６１５、冷却器用第２遮断器６１６を開閉させて、給液ポンプ３２４及び冷却器３２３の作動を制御する。
なお、本実施形態では、逆潮流電力が生じた場合に、まず、給液ポンプ３２４の電源を発電装置４へ切り替える制御が行われる。しかしながら、給液ポンプ３２４は、植物３４への培養液の供給過多を防止するために、運転後に停止したら予め決められた所定の時間が経過するまで作動しないように設定されている。また、冷却器３２３は、常時、作動しているものとする。
【００４２】
具体的に、継電器６１１は、まず、逆潮流電力が生じて電流方向センサ６０からの検出信号が入力部６１１ａに入力されたら、給液ポンプ用第１遮断器６１３が開放されているか否かを確認する確認工程Ｓ１０を実施する。
確認工程Ｓ１０において、第１遮断機６１３が開放されている場合は、給液ポンプ３２４が停止中か否かを確認する確認工程Ｓ２０を実施する。
確認工程Ｓ２０において、給液ポンプ３２４が停止している場合は、さらに給液ポンプ３２４が停止してから所定の時間を経過しているか否かを確認する確認工程Ｓ３０を実施する。なお、制御部６１１ｂは、給液ポンプ３２４の動作状況を監視しており、給液ポンプ３２４が停止すると、その停止時刻を記憶するものとし、確認工程Ｓ３０ではこの記憶された最後の停止時刻により所定の時間が経過したか否かを判定する。
確認工程Ｓ３０において、所定の時間を経過している場合には、第１遮断機６１３の閉成を指示する第１制御信号を出力する出力工程Ｓ４０を実施する。
これにより、第１制御信号を受信した給液ポンプ用第１遮断器６１３が閉止し、発電装置４を電源として給液ポンプ３２４が作動する。その結果、逆潮流電力量を抑えることができる。
【００４３】
確認工程Ｓ１０において、第１遮断機６１３が閉止されている場合、すなわち、発電装置４を電源として既に給液ポンプ３２４が作動している場合は、冷却器用第１遮断器６１４が開放されているか否かを確認する確認工程Ｓ１５を実施する。
確認工程Ｓ１５において、冷却器用第１遮断器６１４が開放されている場合は、系統電力からの電力の供給を停止すべく冷却器用第２遮断器６１６の開放を指示する第４制御信号を出力するとともに、冷却器用第１遮断器６１４の閉成を指示する第２制御信号を出力する出力工程Ｓ１７を実施する。
これにより、第４制御信号を受信した冷却器用第２遮断器６１６が開放し、かつ、第２制御信号を受信した冷却器用第１遮断器６１４が閉止して、冷却器３２３の電源を系統電力から発電装置４へ切り替える。この結果、発電装置４を電源として冷却器３２３が作動することで、逆潮流電力量をより一層抑えることができる。
【００４４】
確認工程Ｓ２０において、給液ポンプ３２４が作動している場合は、系統電力を電源として作動している状態のため、系統電力からの電力の供給を停止すべく給液ポンプ用第２遮断器６１５の開放を指示する第３制御信号出力するとともに、給液ポンプ用第１遮断機６１３の閉成を指示する第１制御信号を出力する出力工程Ｓ２５を実施する。
これにより、第３制御信号を受信した給液ポンプ用第２遮断器６１５が開放し、かつ、第１制御信号を受信した給液ポンプ用第１遮断器６１３が閉止して、給液ポンプ３２４の電源を系統電力から発電装置４へ切り替える。この結果、発電装置４を電源として給液ポンプ３２４が作動する。したがって、逆潮流電力量を抑えることができる。
【００４５】
確認工程Ｓ３０において、給液ポンプ３２４が停止してから所定の時間を経過していない場合は、給液ポンプ３２４を作動させるべきではないことになるので、次に、冷却器用第１遮断器６１４が開放されているか否かを確認する確認工程Ｓ３５を実施する。
確認工程Ｓ３５において、冷却器用第１遮断器６１４が開放されている場合は、冷却器用第２遮断器６１６の開放を指示する第４制御信号を出力するとともに、冷却器用第１遮断器６１４の閉成を指示する第２制御信号を出力する出力工程Ｓ３７を実施する。
これにより、第２制御信号を受信した冷却器用第１遮断器６１４が閉止し、かつ、第４制御信号を受信した冷却器用第２遮断器６１６が開放して、冷却器３２３の電源を系統電力から発電装置４へ切り替える。この結果、発電装置４を電源として冷却器３２３が作動することで、逆潮流電力量をより一層抑えることができる。
【００４６】
以上の動作を継電器６１１に行わせることで、逆潮流電力を屋上緑化装置３の給液ポンプ３２４及び冷却器３２３にて消費することができる。
【００４７】
上述した本実施形態に係る電力供給システム１０によれば、ソーラーパネル４２で発電された電力によって逆潮流電力が生じた場合に、給液ポンプ３２４や冷却器３２３にその電力を供給することにより、逆潮流電力を低減できる。これにより、電力会社の系統へ供給される電力量を抑えることができ、系統動揺等の不具合の発生を抑制できる。
【００４８】
なお、本実施形態では、発電装置４の発電効率を優先させるために、発電装置４を屋根１２の南側斜面に設置して屋上緑化装置３を北側斜面に設置した場合について説明したが、この向きに限定されるものではなく、各現場に応じて適宜、設置方向を決定してよい。
【００４９】
また、本実施形態では、緑化装置を屋上に設置した屋上緑化装置３を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電力にて駆動する装置を有する緑化装置であればよい。
【００５０】
また、本実施形態では、給液ポンプ３２４を冷却器３２３よりも優先して駆動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、冷却器３２３を優先して駆動させてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、発電装置４として、ソーラーパネル４２を用いたが、これに限定されるものではなく、風力発電機、その他の分散型電源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  需要家
１０  電力供給システム
１１  屋内配線
１２  屋根
２  電力量計
３  屋上緑化装置
３１  栽培槽
３２  培養液循環ユニット
３２１  培養液生成部
３２２  培養液タンク
３２３  冷却器
３２４  給液ポンプ
３２５  供給管
３２６  回収管
３２７  開閉器
３３  金網
３４  植物
３５  培地
４  発電装置
４２  ソーラーパネル
５  分電盤
６  切り替え部
６０  電流方向センサ
６１  開閉器
６１１  継電器
６１１ａ  入力部
６１１ｂ  制御部
６１３  給液ポンプ用第１遮断器
６１４  冷却器用第１遮断器
６１５  給液ポンプ用第２遮断器
６１６  冷却器用第２遮断器
７  パワーコンディショナ
ＰＬ  配電線
ＰＰ  配電柱
Ｔ  変圧器
ＳＬ１  高圧引下げ線
ＳＬ２  引込線
【図１】
2012010485.tif 000003
【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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