(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷に電力を供給する電力供給システム、およびその電力供給方法に関し、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行う。【解決手段】１又は複数のセルを有する蓄電ユニット１１１と、自然エネルギを用いて電力を得、その電力を蓄電ユニット１１１に充電する１次充電システムと、蓄電ユニット１１１に蓄電された電力を大変動負荷２１，小変動負荷２２へ供給する供給部と、１次充電システムによって充電されたにも拘わらず目標レベルまで充電されていない蓄電ユニット１１１を商用電力を用いて充電する２次充電システムを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、
１又は複数のセルを有する蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、該電力を前記蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
前記蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する供給部と、
前記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットを商用電力を用いて充電する２次充電システムとを備えたことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記２次充電システムが、前記蓄電ユニットを一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯に該商用電力を用いて充電するものであることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記供給部が、前記１次充電システムおよび前記２次充電システムのうちの少なくともいずれか一方によって充電されている最中の蓄電ユニットに蓄電されている電力を前記負荷へ供給するものであることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項４】
負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、
１又は複数のセルを有する複数の蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、該電力を前記複数の蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
前記複数の蓄電ユニットのうち、目標レベルまで充電された蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する供給部とを備え、
前記１次充電システムが、前記負荷に電力を供給している蓄電ユニットとは異なる蓄電ユニットに充電するものであり、
さらにこの電力供給システムが、前記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず前記目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットを該目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電システムを備えたことを特徴とする電力供給システム。
【請求項５】
前記蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する前に、該電力を該負荷へ供給する予定の供給予定時間帯の気象情報を取得し該気象情報から、該供給予定時間帯における該負荷の必要電力量を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された必要電力量に基づいて前記目標レベルを設定するレベル設定部とを備えたことを特徴とする請求項１又は４記載の電力供給システム。
【請求項６】
この電力供給システムを、前記目標レベルが異なる複数のモードの中から季節に応じたモードに設定するモード設定部を備えたことを特徴とする請求項１又は４記載の電力供給システム。
【請求項７】
この電力供給システムは、電力使用量が１日の稼働時間内で、相対的に大きく変動する大変動負荷と相対的に小さく変動する小変動負荷との双方に電力を供給するものであって、
前記供給部が、前記大変動負荷に前記蓄電ユニットに蓄電された電力を供給し、前記小変動負荷に商用電力を供給するものであることを特徴とする請求項１又は４記載の電力供給システム。
【請求項８】
負荷に電力を供給する電力供給方法において、
自然エネルギを用いて電力を得、該電力を１又は複数のセルを有する蓄電ユニットに充電する１次充電ステップと、
前記蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する供給ステップと、
前記１次充電システムによって充電された蓄電ユニットが目標レベルまで充電されているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップを実行することで前記蓄電ユニットが前記目標レベルまで充電されていないと判定された場合に、該蓄電ユニットを商用電力を用いて充電する２次充電ステップとを有することを特徴とする電力供給方法。
【請求項９】
前記２次充電ステップが、前記蓄電ユニットを一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯に該商用電力を用いて充電するステップであることを特徴とする請求項８記載の電力供給方法。
【請求項１０】
前記供給ステップが、前記１次充電システムおよび前記２次充電システムのうちの少なくともいずれか一方によって充電されている最中の蓄電ユニットに蓄電されている電力を前記負荷へ供給するステップであることを特徴とする請求項８記載の電力供給方法。
【請求項１１】
負荷に電力を供給する電力供給方法において、
自然エネルギを用いて電力を得、該電力を１又は複数のセルを有する複数の蓄電ユニットに充電する１次充電ステップと、
前記複数の蓄電ユニットのうち、目標レベルまで充電された蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する供給ステップとを有し、
前記１次充電ステップが、前記負荷に電力を供給している蓄電ユニットとは異なる蓄電ユニットに充電するステップであり、
さらにこの電力供給方法が、前記１次充電システムによって充電された蓄電ユニットが前記目標レベルまで充電されているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップを実行することで前記蓄電ユニットが前記目標レベルまで充電されていないと判定された場合に、該蓄電ユニットを該目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電ステップとを有することを特徴とする電力供給方法。
【請求項１２】
前記蓄電ユニットに蓄電された電力を前記負荷へ供給する前に、該電力を該負荷へ供給する予定の供給予定時間帯の気象情報を取得する気象情報取得ステップと、
前記気象情報取得ステップを実行することで取得した気象情報から、前記供給予定時間帯における前記負荷の必要電力量を予測する必要電力量予測ステップと、
前記必要電力量予測ステップを実行することで予測された必要電力量に基づいて前記目標レベルを設定するレベル設定ステップとを有することを特徴とする請求項８又は１１記載の電力供給方法。
【請求項１３】
前記目標レベルが異なる複数のモードの中から季節に応じたモードに設定するモード設定ステップを有することを特徴とする請求項８又は１１記載の電力供給方法。
【請求項１４】
この電力供給方法は、電力使用量が１日の稼働時間内で、相対的に大きく変動する大変動負荷と相対的に小さく変動する小変動負荷との双方に電力を供給する方法であって、
前記供給ステップが、前記大変動負荷に前記蓄電ユニットに蓄電された電力を供給し、前記小変動負荷に商用電力を供給するステップであることを特徴とする請求項８又は１１記載の電力供給方法。
【請求項１５】
１又は複数のセルを有する蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、該電力を前記蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
前記蓄電ユニットに蓄電された直流電力を、前記負荷のうち直流電力で駆動する負荷へ供給する供給部とを備えたことを特徴とする電力供給システム。
【請求項１６】
前記１次充電システムが、自然エネルギを用いて直流電力を得、該直流電力を前記蓄電ユニットに充電するものであり、
前記供給部は、前記１次充電システムが自然エネルギを用いて得た直流電力を前記蓄電ユニットに充電する前に、該直流電力を前記直流負荷へ供給するものであることを特徴とする請求項１５記載の電力供給システム。
【請求項１７】
前記供給部は、前記蓄電ユニットに蓄電された直流電力を前記直流負荷へ供給するとともに、前記負荷のうち交流電力で駆動する交流負荷へは該直流電力を交流電力に変換して供給するものであることを特徴とする請求項１５記載の電力供給システム。
【請求項１８】
前記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットを商用電力を用いて充電する２次充電システムを備えたことを特徴とする請求項１５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、負荷に電力を供給する電力供給システムおよび電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油や石炭等の燃料資源の不足や、地球温暖化、環境汚染等の問題から、世界的に省エネルギの考え方に基づいた取り組みがなされている。この取り組みの中で、太陽光や風力、さらには波力や地熱等の自然エネルギを用いて電力を得る取り組みがなされている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
この特許文献１では、太陽光発電によって得られた電力を２つの二次電池に蓄電し、それら２つの二次電池で電力供給（放電）と蓄電（充電）を交互に繰り返すことにより、太陽光という自然エネルギを用いて負荷に電力を供給し続けることが提案されている。
【０００４】
ところが、太陽光や風力や波力といった自然エネルギを用いた発電では、気象条件により発電量が左右され、気象条件によっては二次電池に全く蓄電できないことがある。また、地熱という自然エネルギを用いた発電でも、地殻変動条件を含む広義の気象条件（以下、気象条件というときには広義の気象条件のことをいう）によって同じく発電量が左右され、同様に二次電池に全く蓄電できないことがある。そこで、自然エネルギを用いた発電量を正確に予測しようとする試みが種々提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開平９−１２１４６１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自然エネルギを用いた発電量の予測技術がどんなに正確になろうとも予測は予測であり、実際の発電量とのズレは避けきれず、自然エネルギを用いた発電量の予測に頼った電力供給では、どうしても不安定になりがちである。
【０００６】
また、自然エネルギを用いて電力を得る取り組みの中では、自然エネルギを用いて得られた電力をいかに効率よく負荷へ供給するかといった課題も、依然として重要な課題である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる電力供給システムおよび電力供給方法や、自然エネルギを用いて得られた電力を負荷へ少しでも効率よく供給することができる電力供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決する本発明の第１の電力供給システムは、負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、
１又は複数のセルを有する蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、その電力を上記蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
上記蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する供給部と、
上記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電システムとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここにいう自然エネルギとは、太陽光や風力、さらには波力や地熱等のエネルギをいい、商用電力とは、電力会社から供給される電力、すなわち買電によって得られる電力をいう（以下、同じ。）。また、上記目標レベルは、蓄電ユニットの満充電レベルであってもよいし、その満充電レベル未満であってもよい（以下、同じ。）。
【００１０】
さらに、上記蓄電ユニットの数は、１個であってもよいし複数個であってもよく、複数個である場合にも、並列接続を行い一つのユニットとして取り扱ってもよい。また、上記１次充電システムは、上記２次充電システムが商用電力を用いて上記蓄電ユニットに充電している最中に自然エネルギを用いて得られた電力を該蓄電ユニットに充電してもよいし、あるいは、上記２次充電システムが商用電力を用いて該蓄電ユニットに充電している最中は該蓄電ユニットへの充電を停止するものであってもよい。
【００１１】
本発明の第１の電力供給システムによれば、自然エネルギを用いた発電量の予測に頼らずに、上記蓄電ユニットを、先ずは気象条件の成り行き任せで自然エネルギによって充電し、上記目標レベルに対して不足していた場合には商用電力によって充電する。このため、本発明の第１の電力供給システムでは、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の第１の電力供給システムにおいて、上記２次充電システムが、上記蓄電ユニットを一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯にその商用電力を用いて充電するものであることが好ましい。
【００１３】
ここにいう最も安い時間帯とは、深夜の時間帯であることが多く、この場合には、上記２次充電システムは、上記蓄電ユニットをいわゆる深夜電力を用いて充電することになる。
【００１４】
さらに、本発明の第１の電力供給システムにおいて、上記供給部が、上記１次充電システムおよび上記２次充電システムのうちの少なくともいずれか一方によって充電されている最中の蓄電ユニットに蓄電されている電力を上記負荷へ供給するものであることも好ましい。
【００１５】
このように充電しながら電力供給を行うことで上記蓄電ユニットを効率よく用いることができ、特に、上記蓄電ユニットが１個の場合には効果的である。
【００１６】
上記目的を解決する本発明の第２の電力供給システムは、負荷に電力を供給する電力供給システムにおいて、
１又は複数のセルを有する複数の蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、その電力を上記複数の蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
上記複数の蓄電ユニットのうち、目標レベルまで充電された蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する供給部とを備え、
上記１次充電システムが、上記負荷に電力を供給している蓄電ユニットとは異なる蓄電ユニットに充電するものであり、
さらにこの電力供給システムが、上記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず上記目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電システムを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の電力供給システムによっても、自然エネルギを用いた発電量の予測に頼らずに、上記複数の蓄電ユニットそれぞれを、先ずは気象条件の成り行き任せで自然エネルギによって充電し、上記目標レベルに対して不足した分を商用電力によって充電する。しかも、この第２の電力供給システムでは、上記負荷への電力供給用として用いる蓄電ユニットは、上記目標レベルまで充電された蓄電ユニットに限られる。これらのことから、本発明の第２の電力供給システムにおいても、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第２の電力供給システムにおいて、上記２次充電システムが、上記目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電するにあたり、一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯に商用電力を用いて充電するものであることが好ましい。
【００１９】
こうすることで、商用電力を安く買電することができる。
【００２０】
さらに、本発明の電力供給システムにおいて、上記蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する前に、その電力をその負荷へ供給する予定の供給予定時間帯の気象情報を取得しその気象情報から、その供給予定時間帯におけるその負荷の必要電力量を予測する予測部と、
上記予測部によって予測された必要電力量に基づいて上記目標レベルを設定するレベル設定部とを備えた態様であることが好ましい。
【００２１】
上記態様によれば、商用電力を買電する費用を抑えることができ、省エネルギ効果がより発揮される。なお、この態様では予測という実際とはズレが生じる技術を用いるが、ここでの予測は発電量ではなく必要電力量である。自然エネルギを用いて得られた電力をリアルタイムに供給する場合には、予測した発電量と実際の発電量とのズレは深刻な電力供給問題につながるが、本発明の電力供給システムではそのようにリアルタイムに供給するわけではなく、また必要電力量であるため時間的にも余裕がある。このため、蓄電ユニットからの電力供給を開始した後に、実際の必要電力量が予測した必要電力量よりも多くなりうそうな場合には、不足分を商用電力で補い電力供給をより確実に安定させることができる。
【００２２】
また、上記負荷への電力供給において、上記蓄電ユニットに蓄電された電力をメインにしながらも、バックアップとして商用電力を用いてもよい。例えば、
この電力供給システムは、電力使用量が１日の稼働時間内で、相対的に大きく変動する大変動負荷と相対的に小さく変動する小変動負荷との双方に電力を供給するものであって、
上記供給部が、上記大変動負荷に上記蓄電ユニットに蓄電された電力を供給し、上記小変動負荷に商用電力を供給するものである具体的態様があげられる。
【００２３】
ここにいう大変動負荷の一例としては、空調設備や換気設備等の気象条件によって電力使用量が左右される負荷や、運転と停止が繰り返される動力等があげられ、小変動負荷の一例としてはパーソナルコンピュータや制御機器等があげられる。なお、照明器具は、夜間と日射量が少ない昼間には使用し日射量が多い昼間には使用しない運用のもとでは上記大変動負荷の一例に相当するが、日射量に関わらず昼間でも連続使用する運用のもとでは上記小変動負荷の一例に相当する。また、この具体的態様では、上記供給部は、上記大変動負荷に商用電力を常時一切供給せずに上記蓄電ユニットに蓄電された電力のみを供給してもよいが、上記大変動負荷にも商用電力を供給してもよい。例えば、上記供給部が、まず上記大変動負荷に上記蓄電ユニットに蓄電された蓄電電力を供給し、その蓄電電力が、無くなるかあるいは所定レベルを下回ったら、その大変動負荷に、その蓄電電力に代えて商用電力を供給するものであってもよいし、上記大変動負荷に上記蓄電電力とともに商用電力を同時に供給するものであってもよい。この蓄電電力と商用電力を同時に供給する場合には、商用電力の供給割合よりも蓄電電力の供給割合を高めておくことで、蓄電電力を完全に使い切ることが可能になり好ましいが、両者の供給割合が同じであってもよいし、逆に、蓄電電力の供給割合よりも商用電力の供給割合が高くてもよいこともある。また、上記供給部は、上記小変動負荷に上記蓄電電力を常時一切供給せずに商用電力のみを供給してもよいが、上記小変動負荷にも上記蓄電電力を供給してもよい。
【００２４】
現状では、商用電力の電気料金のうち基本料金といわれる固定料金は、契約電力（１年間を通じての最大需要電力）によって決定される。そのため、電気料金を下げるためには、電力使用量を抑える他、契約電力の量を引き下げることが考えられる。この具体的態様によれば、その大変動負荷に上記蓄電ユニットに蓄電された電力を供給することによって、安定した電力供給を実現しながらも、電力使用量とともに契約電力の量も引き下げることができる。
【００２５】
また、本発明の電力供給システムにおいて、この電力供給システムを、前記目標レベルが異なる複数のモードの中から季節に応じたモードに設定するモード設定部を備えていてもよい。
【００２６】
夏場は冷房用の電力需要のため必要電力量が季節の中で最も高く、春や秋といった中間期は必要電力量が季節の中で最も低くなる傾向にある。このため、この傾向を利用してモード設定しておいても、商用電力を買電する費用を抑えることができ、省エネルギ効果がより発揮される。
【００２７】
上記目的を解決する本発明の第１の電力供給方法は、負荷に電力を供給する電力供給方法において、
自然エネルギを用いて電力を得、その電力を１又は複数のセルを有する蓄電ユニットに充電する１次充電ステップと、
上記蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する供給ステップと、
上記１次充電システムによって充電された蓄電ユニットが目標レベルまで充電されているか否かを判定する判定ステップと、
上記判定ステップを実行することで上記蓄電ユニットが上記目標レベルまで充電されていないと判定された場合に、その蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電ステップとを有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１の電力供給方法は、上記本発明の第１の電力供給システムで実施され、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。
【００２９】
また、本発明の第１の電力供給方法において、上記２次充電ステップが、上記蓄電ユニットを一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯にその商用電力を用いて充電するステップであることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明の第１の電力供給方法において、上記供給ステップが、上記１次充電システムおよび上記２次充電システムのうちの少なくともいずれか一方によって充電されている最中の蓄電ユニットに蓄電されている電力を上記負荷へ供給するステップであることも好ましい。
【００３１】
上記目的を解決する本発明の第２の電力供給方法は、負荷に電力を供給する電力供給方法において、
自然エネルギを用いて電力を得、その電力を１又は複数のセルを有する複数の蓄電ユニットに充電する１次充電ステップと、
上記複数の蓄電ユニットのうち、目標レベルまで充電された蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する供給ステップとを有し、
上記１次充電ステップが、上記負荷に電力を供給している蓄電ユニットとは異なる蓄電ユニットに充電するステップであり、
さらにこの電力供給方法が、上記１次充電システムによって充電された蓄電ユニットが上記目標レベルまで充電されているか否かを判定する判定ステップと、
上記判定ステップを実行することで上記蓄電ユニットが上記目標レベルまで充電されていないと判定された場合に、その蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電する２次充電ステップとを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の第２の電力供給方法は、上記本発明の第２の電力供給システムで実施され、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。
【００３３】
また、本発明の第２の電力供給方法において、上記２次充電ステップが、上記目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットをその目標レベルまで商用電力を用いて充電するにあたり、一日の内で商用電力の使用料金が最も安い時間帯に商用電力を用いて充電するステップであることが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明の電力供給方法において、上記蓄電ユニットに蓄電された電力を上記負荷へ供給する前に、その電力をその負荷へ供給する予定の供給予定時間帯の気象情報を取得する気象情報取得ステップと、
上記気象情報取得ステップを実行することで取得した気象情報から、上記供給予定時間帯における上記負荷の必要電力量を予測する必要電力量予測ステップと、
上記必要電力量予測ステップを実行することで予測された必要電力量に基づいて上記目標レベルを設定するレベル設定ステップとを有する態様も好ましい。
【００３５】
また、上記目標レベルが異なる複数のモードの中から季節に応じたモードに設定するモード設定ステップを有することにしてもよい。
【００３６】
さらに、本発明の電力供給方法において、この電力供給方法は、電力使用量が１日の稼働時間内で、相対的に大きく変動する大変動負荷と相対的に小さく変動する小変動負荷との双方に電力を供給する方法であって、
上記供給ステップが、上記大変動負荷に上記蓄電ユニットに蓄電された電力を供給し、上記小変動負荷には商用電力を供給するステップであることも好ましい。
【００３７】
上記目的を解決する本発明の第３の電力供給システムは、
１又は複数のセルを有する蓄電ユニットと、
自然エネルギを用いて電力を得、その電力を上記蓄電ユニットに充電する１次充電システムと、
上記蓄電ユニットに蓄電された直流電力を、上記負荷のうち直流電力で駆動する負荷へ供給する供給部とを備えたことを特徴とする。
【００３８】
ここで、上記１次充電システムは、自然エネルギを用いて、直流電力を得るものであっても交流電力を得るものであってもよい。また、上記１次充電システムは、自然エネルギを用いて得た交流電力を直流電力に変換する整流器を有するものであってもよい。
【００３９】
本発明の第３の電力供給システムによれば、直流電力から交流電力への変換が不要になり、変換ロスが生じない。このため、本発明の第３の電力供給システムでは、自然エネルギを用いて得られた電力を負荷へ少しでも効率よく供給することができる。
【００４０】
また、本発明の第３の電力供給システムにおいて、上記１次充電システムが、自然エネルギを用いて直流電力を得、その直流電力を上記蓄電ユニットに充電するものであり、
上記供給部は、上記１次充電システムが自然エネルギを用いて得た直流電力を上記蓄電ユニットに充電する前に、その直流電力を上記直流負荷へ供給するものであってもよい。
【００４１】
さらに、本発明の第３の電力供給システムにおいて、上記供給部は、上記蓄電ユニットに蓄電された直流電力を上記直流負荷へ供給するとともに、上記負荷のうち交流電力で駆動する交流負荷へはその直流電力を交流電力に変換して供給するものであってもよい。
【００４２】
またさらに、本発明の第３の電力供給システムにおいて、上記１次充電システムによって充電されたにも拘わらず目標レベルまで充電されていない蓄電ユニットを商用電力を用いて充電する２次充電システムを備えたことが好ましい。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる電力供給システムおよび電力供給方法や、自然エネルギを用いて得られた電力を負荷へ少しでも効率よく供給することができる電力供給システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４５】
図１は、本発明の電力供給システムにおける一実施形態の概略構成を示す図である。
【００４６】
図１に示す電力供給システム１は、２つの蓄電ユニット１１１，１１２、太陽光発電パネル１２、風力発電ユニット１３、自然エネルギ充電回路１４、および制御部１５を備えている。２つの蓄電ユニット１１１，１１２はいずれも、ナトリウム硫黄電池（ＮａＳ電池）であり、小型の３つのセル１１１１，１１２１を有するものであるが、蓄電ユニットは、ＮａＳ電池に限定されることはなく、また、大型の１つのセルからなるものであってもよい。以下、これら２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれを区別する必要がある場合には、図１の左側に示す蓄電ユニットを第１の蓄電ユニット１１１と称し、右側に示す蓄電ユニットを第２の蓄電ユニット１１２と称することにする。太陽光発電パネル１２は、光起電力効果により太陽の光エネルギを電気エネルギに直接変換し、電力を得るものである。また、風力発電ユニット１３は、風力によって発電機を回して電力を得るものである。これらの太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３は、建物に設置することができる比較的小型なものであるが、大きさに限定されることはない。また、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３の他に、波力発電ユニットや地熱発電ユニット等を用いてもよい。
【００４７】
自然エネルギ充電回路１４は、電流や電圧を制御するものである。この自然エネルギ充電回路１４と２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれとを結ぶ経路には、開閉スイッチ１４１，１４２が設けられている。太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３によって得られた電力は、制御部１５がこれらの開閉スイッチ１４１，１４２をオン、オフ操作することで所望の蓄電ユニットに蓄電される。したがって、太陽光発電パネル１２、風力発電ユニット１３、自然エネルギ充電回路１４、開閉スイッチ１４１，１４２および制御部１５を併せたものが本発明にいう１次充電システムの一例に相当する。
【００４８】
また、図１に示す電力供給システム１は、商用電力充電回路１６も備えている。
ここで、各蓄電ユニット１１１，１１２には、満充電レベルに対して８０％のレベルが目標レベルとして設定されている。ところが、本実施形態の電力供給システム１では、太陽光や風力といった気象条件に左右される自然エネルギを用いて電力を得るため、発電量が気象条件に左右されやすい。そのため、この電力供給システム１では、各蓄電ユニット１１１，１１２が、自然エネルギを用いて得られた電力によって上記目標レベルまで必ず充電されるとは限らない。そこで、図１に示す電力供給システム１では、自然エネルギを用いて得られる電力の蓄電は、気象条件の成り行き任せで行い、２つの蓄電ユニット１１１，１１２への充電用バックアップとして電力会社から買電するいわゆる商用電力を用いる。現状では、商用電力の使用料金は、一日の内で深夜時間帯が最も安い。この電力供給システム１では、昼間に自然エネルギを用いて充電していた蓄電ユニットが上記目標レベルまで充電されていなかった場合、その蓄電ユニットを深夜時間帯に商用電力を用いて上記目標レベルまで充電する。図１に示す商用電力充電回路１６は、蓄電ユニット１１１，１１２に充電することができる電圧に変圧するとともに交流電圧を直流電圧に変換し、さらに蓄電ユニット１１１，１１２を過充電しないように電流や電圧を制御する。この商用電力充電回路１６と２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれとを結ぶ経路にも、開閉スイッチ１６１，１６２が設けられており、制御部１５がこれらの開閉スイッチ１６１，１６２をオン、オフ操作することで、深夜電力が所望の蓄電ユニットに充電される。したがって、商用電力充電回路１６、開閉スイッチ１６１，１６２および制御部１５を併せたものが本発明にいう２次充電システムの一例に相当する。
【００４９】
制御部１５には、予測部１５１とレベル設定部１５２が設けられているが、これらについては後述する。
【００５０】
さらに、図１に示す電力供給システム１は、電力調整回路１７と配電盤１８も備えている。電力調整回路１７は、直流電圧を交流電圧に変換するとともに電圧を昇圧する。この電力調整回路１７と２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれとを結ぶ経路にも、開閉スイッチ１７１，１７２が設けられており、制御部１５がこれらの開閉スイッチ１７１，１７２をオン、オフ操作する。配電盤１８には、電力調整回路１７によって調整された電力、すなわち蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた電力と、商用電力との２種類の電力が送電される。配電盤１８は、蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた電力を大変動負荷２１に供給し、商用電力を小変動負荷２２に供給するものである。すなわち、制御部１５が上記開閉スイッチ１７１，１７２をオンすると、蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた電力が、電力調整回路１７によって調整され、配電盤１８から大変動負荷２１に供給される。したがって、電力調整回路１７、開閉スイッチ１７１，１７２、配電盤１８、および制御部１５を併せたものが本発明にいう供給部の一例に相当する。大変動負荷２１は、電力使用量が１日の稼働時間内で相対的に大きく変動する負荷である。この大変動負荷２１の一例としては、空調設備や換気設備等の気象条件によって電力使用量が左右される負荷や、運転と停止が繰り返される動力（例えば、自動車整備工場では自動車を持ち上げるリフト等）等があげられる。一方、小変動負荷２２は、パーソナルコンピュータや制御機器といった、電力使用量が１日の稼働時間内で相対的に小さく変動する負荷である。なお、照明器具は、夜間と日射量が少ない昼間には使用し日射量が多い昼間には使用しない運用のもとでは大変動負荷２１に相当することになるが、日射量に関わらず昼間でも連続使用する運用のもとでは小変動負荷２２に相当することになる。現状では、商用電力の電気料金のうち基本料金といわれる固定料金は、契約電力（１年間を通じての最大需要電力）によって決定される。そのため、電気料金を下げるためには、電力使用量を抑える他、契約電力の量を引き下げることが考えられる。本実施形態の電力供給システムによれば、大変動負荷２１に蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電された電力を供給することによって、安定した電力供給を実現しながらも、電力使用量とともに契約電力の量も引き下げることができる。
【００５１】
なお、大変動負荷２１にも商用電力を供給してもよい。例えば、まず大変動負荷２１に蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電された蓄電電力を供給し、その蓄電電力が、無くなるかあるいは所定レベルを下回ったら、大変動負荷２１に、その蓄電電力に代えて商用電力を供給するようにしてもよいし、大変動負荷２１に上記蓄電電力とともに商用電力を同時に供給してもよい。蓄電電力と商用電力を同時に供給する場合には、商用電力の供給割合よりも蓄電電力の供給割合を高めておくことで、蓄電電力を完全に使い切ることが可能になり好ましいが、両者の供給割合が同じであってもよいし、逆に、蓄電電力の供給割合よりも商用電力の供給割合が高くてもよいこともある。
【００５２】
さらに、最初は蓄電ユニット１１１，１１２から蓄電電力を大変動負荷２１と小変動負荷２２との双方に供給し、蓄電ユニット１１１，１１２の蓄電レベルが所定の下限レベル（ゼロレベルを含む）まで低下したら、その時点から商用電力を、大変動負荷２１と小変動負荷２２との双方あるいは小変動負荷２２のみに供給するようにしてもよい。また、同じく最初は蓄電電力を両負荷（２１，２２）に供給し、時間当たりの電力供給量、言い換えれば時間当たりの負荷の必要電力量が所定の値を超えたら商用電力を、両負荷（２１，２２）あるいは小変動負荷２２のみに供給するようにしてもよい。
【００５３】
続いて、図１に示す電力供給システム１が数日間にわたってどのように運転されるかについて説明する。
【００５４】
図２は、数日間における図１に示す電力供給システムのタイムスケジュールを示す図である。
【００５５】
図２に示すタイムスケジュールは、午前９時から午後６時までが営業時間のオフィスに電力供給を行うスケジュールである。ここでは、営業開始の１時間前になる午前８時を図１に示す大変動負荷２１が稼働を開始する時刻に設定している。また、午後６時が営業終了であるが、残業を考慮して午後８時を大変動負荷２１が稼働を終了する時刻に設定している。図２に示すように、第１の蓄電ユニット１１１に蓄電された電力は、１日目の午前８時から午後８時までの１２時間（この１２時間を大変動負荷稼働時間帯と称する）大変動負荷２１に供給される。なお、この大変動負荷稼働時間帯は設定変更が可能である。そして、午後８時から２４時間経過した後の、商用電力の使用料金が一日の内で最も安い深夜時間帯（ここでは午前１時から午前４時まで）が到来するまで、その第１の蓄電ユニット１１１は、太陽光と風力といった自然エネルギを用いて充電される（以下、自然エネルギを用いた充電を１次充電と称する）。すなわち、第１の蓄電ユニット１１１は、２９時間１次充電される。ここでは、昼間は太陽光と風力の両方による１次充電が可能であるが、夜間は風力のみによる１次充電になる。なお、大変動負荷２１が稼働を開始する時刻として設定された午前８時より前や、大変動負荷２１が稼働を終了する時刻として設定された午後８時より後に、何らかの理由により大変動負荷２１が稼働した場合には商用電力が供給される。
【００５６】
第１の蓄電ユニット１１１が２９時間１次充電されても、満充電レベルに対して８０％のレベルに相当する目標レベルまで充電されていなければ、上記深夜時間帯に商用電力を用いた充電（以下、商用電力を用いた充電を２次充電と称する）が開始される。この２次充電により第１の蓄電ユニット１１１が上記目標レベルまで充電されれば２次充電を終了し、第１の蓄電ユニット１１１は、遅くとも上記深夜時間帯が終了する３日目の早朝（午前４時）には待機状態になる。このように、本実施形態の電力供給システムによれば、目標レベルまで充電された蓄電ユニットが作り置きされる。自然エネルギを用いて得られた電力をリアルタイムに供給する場合には、発電量が微変動する不安定な部分は電力供給に用いることができないが、こうして目標レベルまで充電された蓄電ユニットを作り置きしておくことで、自然エネルギを用いて得られた電力を、自然放電によるロスは幾分あるものの１００％近く有効利用することができる。そして、その日（３日目）の大変動負荷２１の稼働開始時刻である午前８時の到来を待って、その第１の蓄電ユニット１１１から大変動負荷２１に電力が供給される。
【００５７】
なお、２次充電を上記深夜時間帯に行うと商用電力を安く買電することができるが、２次充電を行う時間帯は必ずしも深夜時間帯である必要はなく、要は、一日内で商用電力の買電量を平準化することができればよく、図２に示す例おいては３日目の早朝の時間帯等であってもよい。
【００５８】
一方、第２蓄電ユニット１１２は、第１の蓄電ユニット１１１が電力を供給している大変動負荷稼働時間帯には１次充電されており、第１の蓄電ユニット１１１が充電されている大変動負荷稼働時間帯には電力を供給している。すなわち、図２に示すように、第２蓄電ユニット１１２は、第１の蓄電ユニット１１１が電力を供給している１日目と３日目の大変動負荷稼働時間帯には１次充電されており、第１の蓄電ユニット１１１が充電されている２日目の大変動負荷稼働時間帯には電力を供給している。なお、１日目の夜と２日目の夜には、第１の蓄電ユニット１１１と第２の蓄電ユニット１１２が同時に１次充電される時間帯（午後８時から翌日の午前１時までの時間帯）があるが、この時間帯では、図１に示す制御部１５が２つの開閉スイッチ１４１，１４２をいずれもオン状態にすることで、２つの蓄電ユニット１１１，１１２が同時に１次充電される。また、図２に示す例では、第２の蓄電ユニット１１２も２９時間、１次充電されても、上記目標レベルまでは充電されず、２次充電によって上記目標レベルまで充電される。
【００５９】
このように、本実施形態の電力供給システム１では、蓄電ユニットを複数個用意し、１個の蓄電ユニットでは電力供給（放電）と蓄電（充電）のタイミングが重複しないようにして、システム全体として見れば蓄電ユニットへの蓄電と蓄電ユニットからの電力供給を同時に行う。また、自然エネルギを用いて得られる電力の蓄電を気象条件の成り行き任せで許容される時間内に行い、目標レベルに対して不足した分を深夜電力による充電によって補う。このため、負荷が稼働を開始する時刻までには蓄電ユニットは目標レベルまで充電され、最低限必要な蓄電量が確保される。したがって、本実施形態の電力供給システムでは、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。
【００６０】
次に、図１に示す電力供給システム１による電力供給方法について説明する。
【００６１】
図３は、図１に示す電力供給システムによって第１の蓄電ユニットを充電しその第１の蓄電ユニットから電力供給する方法を示すフロチャートである。
【００６２】
ここで説明する電力供給方法は、図２に示すタイムチャートに従った電力供給方法であり、図１に示す制御部１５には、そのタイムチャートが記憶されている。
【００６３】
図１に示す制御部１５は計時機能を有しており、その制御部１５は、大変動負荷２１が稼働を終了する時刻（図２に示す１日目の午後８時）が到来すると、自然エネルギ充電回路１４と第１の蓄電ユニット１１１とを結ぶ経路に設けられた開閉スイッチ１４１をオン状態にし、第１の蓄電ユニット１１１に１次充電が開始される（ステップＳ１＿１）。制御部１５は、１次充電を開始してから２９時間を経過した否かを判定し（ステップＳ１＿２）、２９時間を経過するまでは上記開閉スイッチ１４１をオン状態に維持する。こうすることで、第１の蓄電ユニット１１１は２９時間、１次充電される。なお、図１では図示省略したが、この電力供給システム１では、太陽光の照射量が多かったり、風が強かったりして、第１の蓄電ユニット１１１が満充電レベルまで充電されると、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３によって得られた電力は第１の蓄電ユニット１１１を通って第２の蓄電ユニット１１２に充電される構成になっている。そして、１次充電を開始してから２９時間を経過すると、制御部１５は、オン状態にある上記開閉スイッチ１４１をオフ状態に切り替え、第１の蓄電ユニット１１１への１次充電が終了する（ステップＳ１＿３）。こうして１次充電が終了する時刻は、商用電力の使用料金が一日の内で最も安い深夜時間帯の始まりの時刻である午前１時である。これらのステップＳ１＿１からステップＳ１＿３にかけてが、本発明にいう１次充電ステップの一例に相当する。
【００６４】
次に、図１に示す制御部１５に設けられた予測部１５１が気象情報取得ステップを実行する。すなわち、予測部１５１が、インターネット等の通信回線を通じて、午前１時現在で最新となる、その日の午前８時から午後８時までの気象情報を取得する（ステップＳ１＿４）。ここで気象情報を取得したその日の午前８時から午後８時までの時間帯は、これまで１次充電していた第１の蓄電ユニット１１１から大変動負荷２１に電力を供給する予定の供給予定時間帯に相当する。続いて、予測部１５１が、上記供給予定時間帯に大変動負荷２１を稼働させるのに必要となる必要電力量を、取得した気象情報から予測する必要電力量予測ステップ（ステップＳ１＿５）を実行する。すなわち、予測部１５１は、取得した気象情報から、供給予定時間帯における外気温や日射量等を得、これらの外気温や日射量等から、大変動負荷２１がどの程度稼働してどれくらいの電力量が必要になるかを算出する。なお、ここで算出される必要電力量の日によっての違いは、大変動負荷２１のうちの、気象条件によって電力使用量が左右される空調設備や換気設備等の負荷に対する必要電力量の日によっての違いによるものである。予測部１５１がステップＳ１＿５の必要電力量の予測を終えると、今度は、制御部１５に設けられたレベル設定部１５２が、予測された必要電力量に基づいて、第１の蓄電ユニット１１１の目標レベルを設定するレベル設定ステップ（ステップＳ１＿６）を実行する。目標レベルは、ステップＳ１＿５で予測した必要電力を総て補うことができる第１の蓄電ユニット１１１の充電レベルであり、第１の蓄電ユニット１１１に蓄電された電力を使い切ることを優先させるため、目標レベルを、ステップＳ１＿５で予測した必要電力に対して同じか、あるいは若干少なめに設定してもよいが、場合によっては、反対に若干多めに設定してもよい。ここでは、目標レベルを、第１の蓄電ユニット１１１の満充電レベルに対して８０％のレベルに設定する。なお、取得した気象情報が、外気温が非常に高く日射量も非常に多いものであると、目標レベルが満充電レベルに対して９０％以上になることもあるし、反対に外気温が非常に低く日射量も非常に少ないものであると、目標レベルが７０％以下になることもある。
【００６５】
目標レベルが設定されると、制御部１５は、今まで１次充電されていた第１の蓄電ユニット１１１がその目標レベルまで充電されているか否かを判定する判定ステップ（ステップＳ１＿７）を実行する。第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されていなければ、制御部１５は、商用電力充電回路１６と第１の蓄電ユニット１１１とを結ぶ経路に設けられた開閉スイッチ１６１をオン状態にし、第１の蓄電ユニット１１１に今度は２次充電が開始される（ステップＳ１＿８）。その後、制御部１５は、第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されたかを定期的に判定し（ステップＳ１＿９）、第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されるまでは上記開閉スイッチ１６１をオン状態に維持する。こうすることで、第１の蓄電ユニット１１１は２次充電され続ける。こうして第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで２次充電されると、制御部１５は、オン状態にある上記開閉スイッチ１６１をオフ状態に切り替え、第１の蓄電ユニット１１１への２次充電が終了する（ステップＳ１＿１０）。これらのステップＳ１＿８からステップＳ１＿１０にかけてが、本発明にいう２次充電ステップの一例に相当する。２次充電は遅くとも、商用電力の使用料金が一日の内で最も安い深夜時間帯の終わり時刻である午前４時には終了する。第１および第２の蓄電ユニット１１１，１１２いずれの蓄電容量も、第１の蓄電ユニット１１１が例え１次充電によって全く充電されなくても２次充電によって完全に充電される容量である。このように、電力の供給予定時間帯の気象情報を利用することにより、商用電力を買電する費用を抑えることができ、省エネルギ効果がより発揮される。    
【００６６】
続いて、制御部１５は、大変動負荷２１が稼働を開始する時刻（図２に示す３日目の午前８時）が到来したか否かを計時機能を使って判定し（ステップＳ１＿１１）、午前８時が到来するまでは、この電力供給システム１は待機状態になる。また、上記ステップＳ１＿７で第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されていると判定された場合には、二次充電を行わずに、このステップＳ１＿１１が実行される。
【００６７】
午前８時が到来すると、制御部１５は、電力調整回路１７と第１の蓄電ユニット１１１とを結ぶ経路に設けられた開閉スイッチ１７１をオン状態にし、第１の蓄電ユニット１１１から大変動負荷２１への電力供給が開始される（ステップＳ１＿１２）。制御部１５は、今度は、大変動負荷２１が稼働を終了する時刻（図２に示す３日目の午後８時）が到来したか否かを計時機能を使って判定し（ステップＳ１＿１３）、午後８時が到来するまでは、第１の蓄電ユニット１１１から大変動負荷２１へ電力が供給され続ける。午後８時が到来すると、制御部１５は、オン状態にある上記開閉スイッチ１７１をオフ状態に切り替え、第１の蓄電ユニット１１１から大変動負荷２１への電力供給が終了する（ステップＳ１＿１４）とともに、ステップＳ１＿１へ戻り、第１の蓄電ユニット１１１に１次充電が再び開始される。これらのステップＳ１＿１２からステップＳ１＿１４にかけてが、本発明にいう供給ステップの一例に相当する。
【００６８】
なお、蓄電ユニットは２つであったが３つ以上であってもよい。蓄電ユニットが３つ以上になっても、１次充電は、一つの蓄電ユニットを満充電レベルまで充電してから、次の蓄電ユニットの充電に移行するが、自然エネルギを用いた時間当たりの発電能力を高めておけばおくほど、気象条件によっては１回の１次充電中に多くの蓄電ユニットが１次充電され、蓄電ユニットの自然放電によるロスを抑制すれば、２番目以降に１次充電された蓄電ユニットをストックとしての蓄電ユニットにすることができ好ましい。加えて、蓄電ユニットを多くするとともに２次充電の時間当たりの充電能力を高めて複数の蓄電ユニットに同時に２次充電を行い、さらに商用電力の供給量をある程度高めれば、本発明の電力供給システムを、２４時間連続して稼働する負荷にも適用することができる。
【００６９】
また、ここでの説明では、目標レベルの設定を、商用電力の使用料金が一日の内で最も安い深夜時間帯の始まりの時刻の到来を待って行うが、その時刻より早い時刻に行ってもよい。ただし、上記供給予定時間帯になるべく近い時刻で目標レベルの設定を行う方が、一般に気象情報の精度が上がるため好ましい。
【００７０】
また、１次充電中、制御部１５が、第１の蓄電ユニット１１１の充電レベルを監視し、第１の蓄電ユニット１１１が満充電レベルまで充電されると、その時点で、制御部１５がオン状態にある上記開閉スイッチ１４１をオフ状態に切り替え、１次充電を中止するようにしてもよいし、さらには、今までオフ状態にあったもう一方の開閉スイッチ１４２、すなわち自然エネルギ充電回路１４と第２の蓄電ユニット１１２とを結ぶ経路に設けられた開閉スイッチ１４２をオン状態にして、第２の蓄電ユニット１１２の１次充電を開始するようにしてもよい。また、第２の蓄電ユニット１１２に１次充電する代わりに売電してもよい。
【００７１】
次に、本発明の電力供給システムの第２実施形態について説明する。この第２実施形態の電力供給システムでは、気象情報を用いずにモード設定を用いる。以下の説明では、これまで説明した構成要素と同じ構成要素には同一符号を付し、第２実施形態特有な事項を中心に説明する。
【００７２】
第２実施形態の電力供給システムの構成は、制御部を除いて図１に示す電力供給システムの構成と同じであり、制御部以外の詳しい構成については説明を省略する。
【００７３】
図４は、第２実施形態の電力供給システムにおける制御部の構成を示す図である。
【００７４】
図４に示す制御部１５’には、モードテーブル１５３とモード設定部１５４が設けられている。モードテーブル１５３には、２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれの充電目標になる目標レベルが異なる３つのモードが用意されている。この目標レベルは以下のようにして定められたものである。まず、外気温がかなり高い温度になったとき、室内温度を所望温度に保つためにこの電力供給システムが供給する必要電力量（最大電力量）を算出し、算出した最大電力量を１００％とする。例えば、外気温が３５．５℃になったときに室内温度を２８℃に保つために必要な最大電力量を算出し、その最大電力量を１００％とする。２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれの蓄電容量は、この最大電力量以上であって、かつ第１の蓄電ユニット１１１が例え１次充電によって全く充電されなくても２次充電によって完全に充電される容量である。そして、この最大電力量に対して何％まで２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれを充電するかを定めたものが目標レベルである。図４に示すようにモードには、夏期モードと冬期モードと春秋モードの３つの季節モードがある。夏期モードは６月１５日から９月１４日までの間、目標レベルを８０％に定めたモードであり、冬期モードは１２月１５日から３月１４日までの間、目標レベルを６０％に定めたモードである。春秋モードは３月１５日から６月１４日までの間と９月１５日から１２月１４日までの間、目標レベルを５０％に定めたモードである。モード設定部１５４は、計時機能により日付をカウントしており、電力供給システムをこれら３つのモードの中から季節に応じたモードに設定する。
【００７５】
図５は、第２実施形態の電力供給システムによって第１の蓄電ユニットを充電しその第１の蓄電ユニットから電力供給する方法を示すフロチャートである。
【００７６】
この図５に示すフロチャートでは、図３に示す気象情報を取得するステップＳ１＿４、取得した気象情報から必要電力量を予測するステップＳ１＿５、および目標レベルを設定するステップＳ１＿６の３つのステップの代わりにモード設定を行うモード設定ステップ（ステップＳ２＿１）を設けている。すなわち、図３に示すステップＳ１＿１と同じようにして第１の蓄電ユニット１１１に１次充電を開始する（ステップＳ２＿２）前に、図４に示す制御部１５’に設けられたモード設定部１５４は、現在の日付が該当するモードをモードテーブル１５３に用意された３つのモードの中から選択し、電力供給システムを選択したモードに設定する（ステップＳ２＿１）。こうすることで、第２実施形態の電力供給システムは、季節に応じたモードに設定され、目標レベルが、６月１５日から９月１４日までの間は上記最大電力量の８０％になり、１２月１５日から３月１４日までの間は上記最大電力量の６０％になり、３月１５日から６月１４日までの間と９月１５日から１２月１４日までの間は上記最大電力量の５０％になる。
【００７７】
図５に示す、ステップＳ２＿３以降の各ステップは、図３に示す、ステップＳ１＿２、ステップＳ１＿３、およびステップＳ１＿７〜ステップＳ１＿１４それぞれと同じであるためここでの説明は省略するが、第２実施形態の電力供給システムでも、自然エネルギを用いながらも安定した電力供給を行うことができる。また、この電力供給システムによっても、季節に応じたモード設定により、商用電力を買電する費用を抑えることができ、省エネルギ効果がより発揮される。
【００７８】
なお、以上説明したようなモード設定を行いつつ、図３を用いて説明したように気象情報を取得してその気象情報から必要電力量を予測し、モードによって定められている目標レベルを必要電力量に基づいて修正するようにしてもよい。
【００７９】
また、気象情報から必要電力量を予測して目標レベルを設定したり、モードによって定められている目標レベルを用いるのではなく、目標レベルを年間を通じて固定（例えば、蓄電ユニットの満充電レベルを常に目標レベルとして固定）しておいてもよい。
【００８０】
続いて、本発明の電力供給システムの第３実施形態について説明する。この第３実施形態の電力供給システムでは、一つの蓄電ユニットを用いて２４時間電力を供給し続ける。この第３実施形態の電力供給システムは、図１に示す第１実施形態の電力供給システムの運用を変更することで実現することができる。以下、図１を参照して、これまで説明した構成要素と同じ構成要素には同一符号を付し、第３実施形態特有な事項を中心に説明する。
【００８１】
この第３実施形態の電力供給システム１では、２つある蓄電ユニット１１１，１１２のうち第１の蓄電ユニット１１１のみを用いる。このため、第２の蓄電ユニット１１２につながる経路に設けられたそれぞれの開閉スイッチ１４２，１６２，１７２は、常時オフした状態にある。制御部１５は、第１の蓄電ユニット１１１につながる経路に設けられたそれぞれの開閉スイッチ１４１，１６１，１７１をオン、オフ操作する。
【００８２】
図６は、数日間における第３実施形態の電力供給システムのタイムスケジュールを示す図である。
【００８３】
図６に示すタイムスケジュールは、２４時間営業の店舗や２４時間操業の工場に連続して電力供給を行うスケジュールである。図６に示すように、第１の蓄電ユニット１１１からの電力供給は２４時間連続して行われている。また、自然エネルギを用いた充電である１次充電も連続して行われている。すなわち、風力発電は２４時間行われ、太陽光発電は太陽光が照射している時間帯（昼を中心とした時間帯）だけ行われる。第１の蓄電ユニット１１１は、２４時間電力を供給し続けながら、こうした１次充電によって２４時間充電され続けている。本実施形態における制御部１５は、商用電力の使用料金が一日の内で最も安い深夜時間帯の始まりである午前１時に、図３に示すステップＳ１＿７の処理と同じ処理を実施する。すなわち、今まで１次充電されていた第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されているか否かを判定し、第１の蓄電ユニット１１１が目標レベルまで充電されていなければ、制御部１５は、図３に示すステップＳ１＿８の処理と同じようにして、商用電力充電回路１６と第１の蓄電ユニット１１１とを結ぶ経路に設けられた開閉スイッチ１６１をオン状態にし、第１の蓄電ユニット１１１に今度は２次充電が開始される。第１の蓄電ユニット１１１は、深夜時間帯には風力発電によって充電されているが、電力も供給し続けている。このため、制御部１５は、第１の蓄電ユニット１１１の充電レベル（蓄電レベル）が目標レベルを下回っていないかを定期的に監視し、その充電レベルが目標レベル以上になると、上記開閉スイッチ１６１をオフ状態にして２次充電を中止させる。一方、第１の蓄電ユニット１１１の充電レベルが目標レベルを下回っている間は、制御部１５は上記開閉スイッチ１６１をオン状態に維持し、２次充電を継続させる。また、第１の蓄電ユニット１１１の充電レベルが目標レベルに一旦達しても、その充電レベルが再び目標レベルを下回れば、制御部１５は２次充電を再開させる。
【００８４】
なお、風力発電ユニット１３を取り外し、１次充電は太陽光発電のみに頼る場合には、１次充電は昼を中心とした時間帯のみに行われることになり、深夜時間帯には、必要に応じて２次充電のみが行われる。
【００８５】
続いて、本発明の電力供給システムにおける第４実施形態について説明する。以下の説明では、図１に示す第１実施形態の電力供給システムとの相違を中心に説明し、第１実施形態の電力供給システムと重複する説明は省略する。また、これまでに説明した構成要素と同じ構成要素にはこれまで用いた符号と同じ符号を用いて説明する。
【００８６】
図７は、本発明の電力供給システムにおける第４実施形態の概略構成を示す図である。
【００８７】
図７に示す電力供給システム１’は、２種類の負荷に電力を供給するものである。この電力供給システム１’には、交流電力で駆動する交流負荷２５と、直流電力で駆動する直流負荷２６それぞれが接続されている。交流負荷２５としては、上述の空調設備や換気設備やリフトやパーソナルコンピュータ、さらには蛍光灯等の一般家庭用電気製品があげられる。送電線を経由して供給される商用電力が交流電力であることから、この商用電力で駆動することを前提にした世の中の多くの電気製品は交流負荷である。一方、直流負荷２６としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）、有機エレクトロルミネッセンスを利用した表示装置等、オーディオ（スピーカ等）等があげられる。
【００８８】
太陽光発電パネル１２は、光起電力効果により太陽の光エネルギを電気エネルギに直接変換し、直流電力を得るものである。また、風力発電ユニット１３は、風力によって発電機を回して交流電力を得るものである。この風力発電ユニット１３には、図１では図示省略したが整流器１３１が設けられている。発電機を回して得られた交流電力は、この整流器１３１によって直流電力に変換される。したがって、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３から出力される電力は直流電力である。２つの蓄電ユニット１１１，１１２それぞれは、直流電力を蓄電しているものである。
【００８９】
また、図７に示す電力供給システム１’には交流配電盤１８１が設けられている。蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた直流電力は、電力調整回路１７によって、交流電力に変換されるとともに電圧が昇圧され、交流配電盤１８１によって交流負荷２５に供給される。
【００９０】
さらに、この電力供給システム１’には、直流電力を直流負荷２６に供給する直流配電盤１８２と、直流電力の電圧を昇圧する電圧調整回路１９２とが設けられている。加えて、太陽光発電パネル１２および風力発電ユニット１３と自然エネルギ充電回路１４とを結ぶ経路には、蓄電用の開閉スイッチ１４５が設けられている。また、その経路から分岐して電圧調整回路１９２につながる経路には、直流送電用の開閉スイッチ１９１が設けられている。さらに、２つの蓄電ユニット１１１，１１２と電圧調整回路１９２とを結ぶ経路には、放電用の開閉スイッチ１７５が設けられている。制御部１５は、これらの開閉スイッチ１４５，１９１，１７５をオン、オフ操作する。
【００９１】
蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた直流電力は、制御部１５が放電用の開閉スイッチ１７５をオンにすると、電圧調整回路１９２によって電圧が昇圧され、直流のまま直流配電盤１８２に送電される。直流配電盤１８２は、送電されたき直流電力を直流負荷２５に供給する。したがって、電圧調整回路１９２、開閉スイッチ１７５、直流配電盤１８２、および制御部１５を併せたものが、本発明の第３の電力供給システムにいう供給部の一例に相当する。このようにして直流負荷２５に電力供給を行うと、交流電力から直流電力への変換が不要になり、変換ロスが生じない。したがって、第４実施形態の電力供給システム１’によれば、自然エネルギを用いて得られた電力を直流負荷２６へ少しでも効率よく供給することができる。
【００９２】
また、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３から出力される直流電力は、制御部１５が蓄電用の開閉スイッチ１４５をオフにするとともに直流送電用の開閉スイッチ１９１をオンにすると、電圧調整回路１９２を経由して直流配電盤１８２に送電され、直流負荷２５に供給される。ここでも交流電力から直流電力への変換が不要になり、変換ロスが生じず、自然エネルギを用いて得られた電力を直流負荷２６へ少しでも効率よく供給することができる。
【００９３】
反対に、制御部１５が蓄電用の開閉スイッチ１４５をオンにするとともに直流送電用の開閉スイッチ１９１をオフにすると、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３から出力される直流電力は、自然エネルギ充電回路１４によって直流電力のまま蓄電ユニット１１１に蓄電される。
【００９４】
さらに、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３の発電量が多いとき等、制御部１５が蓄電用の開閉スイッチ１４５と直流送電用の開閉スイッチ１９１との両方のスイッチをオンにすると、太陽光発電パネル１２や風力発電ユニット１３から出力される直流電力は、直流負荷２５に供給されるとともに蓄電ユニット１１１にも蓄電される。
【００９５】
また、図７に示す電力供給システム１’では、制御部１５が、放電用の開閉スイッチ１７５をオンにするとともに開閉スイッチ１７１，１７２も同時にオンにすると、蓄電ユニット１１１，１１２に蓄電されていた直流電力が、直流負荷２６に供給されるとともに、電力調整回路１７によって交流電力に変換された上で交流負荷２５にも供給される。
【００９６】
さらに、この電力供給システム１’でも、各蓄電ユニット１１１，１１２が、自然エネルギを用いて得られた直流電力によって所定の目標レベルまで充電されなかった場合のことを想定して、２つの蓄電ユニット１１１，１１２への充電用バックアップとして商用電力を用いるために、商用電力充電回路１６が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の電力供給システムにおける一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】数日間における図１に示す電力供給システムのタイムスケジュールを示す図である。
【図３】図１に示す電力供給システムによって第１の蓄電ユニットを充電しその第１の蓄電ユニットから電力供給する方法を示すフロチャートである。
【図４】第２実施形態の電力供給システムにおける制御部の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態の電力供給システムによって第１の蓄電ユニットを充電しその第１の蓄電ユニットから電力供給する方法を示すフロチャートである。
【図６】数日間における第３実施形態の電力供給システムのタイムスケジュールを示す図である。
【図７】本発明の電力供給システムにおける第４実施形態の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１    電力供給システム
１１１，１１２    蓄電ユニット
１１１１，１１２１  セル
１２    太陽光発電パネル
１３    風力発電ユニット
１４    自然エネルギ充電回路
１４１，１４２    開閉スイッチ
１５    制御部
１５１    予測部
１５２    レベル設定部
１５３    モードテーブル
１５４    モード設定部
１６    商用電力充電回路
１６１，１６２    開閉スイッチ
１７    電力調整回路
１７１，１７２    開閉スイッチ
１８    配電盤
２１    大変動負荷
２２    小変動負荷
２５    交流負荷
２６    直流負荷
１４５    蓄電用の開閉スイッチ
１７５    放電用の開閉スイッチ
１８２    直流配電盤
１９１    直流送電用の開閉スイッチ
１９２    電圧調整回路
【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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