電力供給装置
【課題】発電電力を無駄なく有効に活用できる電力供給装置を提供する。
【解決手段】交流用の電気機器２００に電力を供給する電力供給装置において、太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置１２０と、発電電力を直流電力に変換する電力変換器１３０と、直流電力を蓄電する蓄電池１４０と、電力変換器１３０と蓄電池１４０との間に設けられて、電力変換器１２０によって変換された直流電力、および蓄電池１３０に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を電気機器２００の駆動部２１０に出力する電力出力部１５０と、太陽光発電装置１２０による発電電力量に応じて、蓄電池１４０への蓄電電力量、あるいは電力出力部１５０から駆動部２１０へ出力される出力電力量を制御する制御装置１６０とを設ける。
【解決手段】交流用の電気機器２００に電力を供給する電力供給装置において、太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置１２０と、発電電力を直流電力に変換する電力変換器１３０と、直流電力を蓄電する蓄電池１４０と、電力変換器１３０と蓄電池１４０との間に設けられて、電力変換器１２０によって変換された直流電力、および蓄電池１３０に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を電気機器２００の駆動部２１０に出力する電力出力部１５０と、太陽光発電装置１２０による発電電力量に応じて、蓄電池１４０への蓄電電力量、あるいは電力出力部１５０から駆動部２１０へ出力される出力電力量を制御する制御装置１６０とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用の系統電力、太陽光発電によって得られた発電電力、あるいは蓄電池の蓄電電力を電気機器へ供給する電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、系統電力あるいは太陽光発電ユニットから供給される発電電力を用いて、湯の沸き上げを行う貯湯式電気給湯機が知られている。
【０００３】
この貯湯式電気給湯機は、電力を用いて温水を生成する給湯ユニットと、生成された温水を保温貯蔵する貯湯タンクと、太陽光発電ユニットと、これらの作動を制御する制御装置とを備えている。そして、制御装置は、太陽光発電ユニットから供給される電力量が所定値以上の場合に、太陽光発電ユニットからの発電電力を用いて給湯ユニットを運転して温水を生成し、貯湯タンクに保温貯蔵するようにしている。尚、制御装置は、太陽光発電ユニットから供給される電力量が所定値以上得られない場合には、系統電力を用いて給湯ユニットを運転して、貯湯タンクへの貯湯あるいは沸き増しを行うようにしている。
【０００４】
また、特許文献１では、太陽光発電ユニットと制御装置との間に蓄電池を設け、太陽光発電ユニットから供給される電力を一旦、蓄電池に蓄電し、蓄電した充電電力を用いて給湯ユニットを運転するようにしても良い旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７１１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の貯湯式給湯機において蓄電池を用いる場合では、蓄電池への蓄電、および蓄電池からの放電は同時にはできない。つまり、蓄電池に発電電力を蓄電する場合と、蓄電池から放電して放電した電力を給湯ユニットに供給する場合との使い分けしかできない。
【０００７】
よって、天候によって例えば太陽光発電ユニットの発電量が急増した場合、蓄電池における蓄電量がフル状態になると、それ以上の蓄電が不可能となり、更に発電電力が得られているにもかかわらず、その分の電力は単なる余剰となって活用ができない。あるいは、太陽光発電ユニットの発電量が低下した場合、発電電力に蓄電電力を加えて給湯ユニットを作動させようとしても、それは不可能なことであり、少量の発電電力がありながらも、これを活用することができない。総じて、蓄電機能を持たせたと言っても、発電電力を有効に活用できるものにはなっていない。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、発電電力を無駄なく有効に活用できる電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、交流用の電気機器（２００）に電力を供給する電力供給装置において、
電気機器（２００）は、駆動部（２１０）を備え、駆動部（２１０）の電力制御によって、交流電力が供給された場合に加えて、直流電力が供給された場合での作動も可能となっており、
太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置（１２０）と、
太陽光発電装置（１２０）によって得られた発電電力を直流電力に変換する電力変換器（１３０）と、
電力変換器（１３０）によって変換された直流電力を蓄電する蓄電池（１４０）と、
電力変換器（１３０）と蓄電池（１４０）との間に設けられて、電力変換器（１２０）によって変換された直流電力、および蓄電池（１３０）に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を駆動部（２１０）に出力する電力出力部（１５０）と、
太陽光発電装置（１２０）による発電電力量に応じて、蓄電池（１４０）への蓄電電力量、あるいは電力出力部（１５０）から駆動部（２１０）へ出力される出力電力量を制御する制御装置（１６０）とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、天候の影響によって太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が大きく変動するような場合でも、制御装置（１６０）は、太陽光発電装置（１２０）によって得られた交流の発電電力を、電力変換器（１３０）によって直流電力に変換し、順次、蓄電池（１４０）に蓄電していくことができる。そして、蓄電池（１４０）にフル状態で蓄電された後には、蓄電電力を、電力出力部（１５０）を介して電気機器（２００）の駆動部（２１０）に出力することができる。駆動部（２１０）は、出力された蓄電電力を用いて、電気機器（２００）を駆動することがでる。このように、発電電力が大きく変動するような場合であっても、太陽光発電装置（１２０）によって発電された発電電力を、一旦、蓄電池（１４０）に蓄電した後、この蓄電電力を用いて、電気機器（２００）を一定の電力条件で駆動することができる。
【００１２】
ここで、天候の影響により、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が増大して、電気機器（２００）に対して必要以上の発電電力が得られる場合であっても、制御装置（１６０）は、電力変換器（１３０）で変換された直流電力の一部を、電力出力部（１５０）を介して駆動部（２１０）に供給して電気機器（２００）を駆動すると共に、変換された直流電力の残りを蓄電池（１４０）に蓄電することができるので、発電電力を無駄にすることなく、有効に活用することができる。
【００１３】
逆に、天候の影響により、太陽光発電装置（１２０）よって得られる発電電力が低下して、電気機器（２００）に対して必要な電力が得られない場合であっても、予め蓄電池（１４０）に蓄電されていれば、制御装置（１６０）は、電力変換器（１３０）で変換された直流電力のすべてを電力出力部（１５０）に供給すると共に、蓄電池（１４０）の蓄電電力を電力出力部（１５０）に供給し、両電力を駆動部（２１０）に供給することで、電気機器（２００）に必要とされる電力を確保して、電気機器（２００）を駆動することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、制御装置（１６０）は、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が、予め定めた所定電力量以上、得られる場合に、発電電力を駆動部（２１０）に直接供給することを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が、所定電力量以上となって、安定的に電気機器（２００）に対して必要な電力が連続的に得られる場合は、制御装置（１６０）は、得られた交流の発電電力を直接、駆動部（２１０）に供給して、電気機器（２００）を駆動することができる。よって、電力変換器（１３０）による変換を不要として、電力変換器（１３０）による電力変換ロスをなくすことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、交流電力の供給源となる交流電源部（１１０）を備え、
制御装置（１６０）は、夜間において電気機器（２００）を作動させる際に、交流電源部（１１０）からの交流電力を駆動部（２１０）に供給することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、太陽光発電装置（１２０）が使用できない夜間において、交流電源部（１１０）からの交流電力を駆動部（２１０）に供給して、電気機器（２００）を駆動することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、電気機器（２００）は、電気給湯器において湯を生成するヒートポンプユニット（２００）であることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、発電電力を用いて、電気給湯器におけるヒートポンプユニット（２００）を駆動させることができるので、交流電源部（１１０）からの交流電力を用いずに、施設や家庭内の給湯をまかなうことができる。
【００２０】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電力供給装置の全体を示すブロック図である。
【図２】インバータパワー部の詳細を示す電気回路図である。
【図３】蓄電電力供給モードを示すブロック図である。
【図４】発電電力供給＋蓄電モードを示すブロック図である。
【図５】蓄電電力＋発電電力供給モードを示すブロック図である。
【図６】発電電力供給モードを示すブロック図である。
【図７】系統電力供給モードを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における電力供給装置１００の構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は電力供給装置１００の全体を示すブロック図、図２はインバータパワー部２１０の詳細を示す電気回路図である。
【００２４】
図１に示すように、電力供給装置１００は、交流用の電気機器１０に電力を供給する装置であり、例えば住宅に設けられている。電力供給装置１００は、交流電源部１１０、太陽光発電装置１２０、電力変換器１３０、蓄電池１４０、電力供給線１５０、および制御装置１６０等を備えている。また、電気機器１０は、ここでは、家庭用の電気給湯器におけるヒートポンプユニット２００としている。ヒートポンプユニット２００は、インバータパワー部２１０、および圧縮機用モータ２２０を備えている。
【００２５】
交流電源部１１０は、各住宅に引込まれる引込み線から分電盤および電力線１７１を介してヒートポンプユニット２００のインバータパワー部２１０に系統電力（例えば３相２００Ｖの交流電力）を供給する交流電力の供給源である。交流電源部１１０は、ヒートポンプユニット２００の他、エアコン、テレビ、冷蔵庫、照明等の各種家電機器（図示省略）にも系統電力を供給するようになっている。
【００２６】
太陽光発電装置１２０は、太陽電池パネル１２１とパワーコンディショナ１２２とを備えている。太陽電池パネル１２１は、光起電力効果を利用して太陽光エネルギを電気エネルギに直接的に変換して直流の電力を得る発電部である。また、パワーコンディショナ１２２は、太陽電池パネル１２１によって得られた直流の電力を交流に変換して発電電力として出力する変換部である。パワーコンディショナ１２２の出力側は、電力線１７２、１７３によって、電力変換器１３０に接続されている。また、パワーコンディショナ１２２の出力側は、電力線１７２、１７４によって、インバータパワー部２１０（後述するフィルタ部２１１）にも接続されている。
【００２７】
太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力量は、発電時の天候に大きく左右される。晴天時に比べて、曇天時、雨天時等では発電電力量は低下する。また、夏場に対して冬場では発電電力量は低下する。更に、日没後の夜間時では、太陽光発電装置１２０による発電電力は得られない。
【００２８】
電力変換器１３０は、太陽光発電装置１２０によって得られた交流の発電電力を直流電力に変換して、蓄電池１４０あるいは電力供給線１５０に出力する変換器である。電力変換器１３０の出力側は、電力線１７５によって、蓄電池１４０に接続されている。
【００２９】
蓄電池１４０は、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を一時的に蓄電する蓄電器である。具体的には、上記電力変換器１３０によって変換された直流電力を蓄電するようになっている。また、蓄電池１４０は、蓄電された蓄電電力を電力供給線１５０に出力、つまり放電することも可能となっている。
【００３０】
電力供給線１５０は、電力変換器１３０と蓄電池１４０との間に設けられて、電力変換器１３０で変換された直流電力、および蓄電池１４０から放電される蓄電電力の少なくとも一方を出力電力としてインバータパワー部２１０に出力する電力出力部である。具体的には、電力供給線１５０は、電力線１７５の途中部位から分岐されて、インバータパワー部２１０におけるインバータ部２１４の入力側に接続された電力線として形成されている。
【００３１】
制御装置１６０は、交流電源部１１０、太陽光発電装置１２０、電力変換器１３０、蓄電池１４０、電力供給線１５０、およびヒートポンプユニット２００等を効果的に作動制御することで、使用者の要求に合致する電力授受を行うと共に、経済的な電力の使用を可能とする制御装置となっている。特に、制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０で得られる発電電力量に応じて、上記各機器１１０〜１５０、２００の作動を制御し、発電された電力を無駄なく有効に活用するものとなっている。
【００３２】
ヒートポンプユニット２００は、電気給湯器において高温の湯を生成するユニットであり、ヒートポンプサイクルの冷媒としてＣＯ２を使用し、外気の熱によって湯の沸き上げを行うようになっている。ヒートポンプユニット２００によって沸き上げられた湯は、電気給湯器における貯湯タンク（図示省略）に貯湯され、貯湯された湯が給湯部へ供給されるようになっている。ヒートポンプユニット２００は、湯の生成において、開始から終了までの間で、ほぼ一定の電力を必要として作動する。
【００３３】
インバータパワー部２１０は、インバータパワー部２１０に供給される電力を調整して圧縮機用モータ２２０の駆動を制御するための駆動部であり、図２に示すように、フィルタ部２１１、昇圧部２１２、整流部２１３、インバータ部２１４、および切換えスイッチ２１５等を備えている。圧縮機用モータ２２０は、ヒートポンプサイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機（図示せず）を作動させるための３相交流モータである。
【００３４】
フィルタ部２１１は、複数のコンデンサ２１１ａおよびリアクトル２１１ｂから形成されて、入力された電気信号に帯域制限をかけ、特定の周波数成分を取り出す回路部である。特定の周波数成分を取り出すことで、ノイズを除去することができる。フィルタ部２１１の入力部には、交流電源部１１０から供給される系統電力、あるいは太陽光発電装置１２０から供給される発電電力が入力されるようになっている。
【００３５】
昇圧部２１２は、フィルタ部２１１から出力される電力を、コイル２１２ａに蓄えることで昇圧する回路部である。
【００３６】
整流部２１３は、複数のダイオード２１３ａによってダイオードブリッジが形成されて、昇圧部２１２で昇圧された交流電力を直流電力に整流する回路部である。
【００３７】
インバータ部２１４は、整流部２１３によって整流された直流電力を、圧縮機用モータ２２０に供給する交流電力に変換する回路部である。インバータ部２１４は、圧縮機用モータ２２０の駆動制御に必要とされる交流電力を制御用の３相交流電力（以下、制御電力）として生成して圧縮機用モータ２２０に供給する。インバータ部２１４は、高電位側のスイッチング素子２１４ａと、低電位側のスイッチング素子２１４ｂとの直列接続体を３対備えている。また、高電位側のスイッチング素子２１４ａには逆並列にダイオード２１４ｃが接続されており、低電位側のスイッチング素子２１４ｂには、逆並列にダイオード２１４ｄが接続されている。各スイッチング素子２１４ａ、２１４ｂは、マイコン２１４ｅによって開閉切換えが制御されて、圧縮機用モータ２２０を駆動させるのに必要とされる制御電力が生成されるようになっている。
【００３８】
切換えスイッチ２１５は、整流部２１３（図２中のＡ部）とインバータ部２１４との接続、あるいは、電力変換器１３０および蓄電池１４０（図２中のＢ部）とインバータ部２１４との接続を切換えるスイッチである。切換えスイッチ２１５をＡ部側に接続することで、交流電源部１１０から供給される系統電力、あるいは太陽光発電装置１２０から供給される発電電力が、フィルタ部２１１、昇圧部２１２、整流部２１３を通りインバータ部２１４に供給されるようになっている。また、切換えスイッチ２１５をＢ部側に接続することで、電力変換器１３０からの直流電力、および蓄電池１４０からの蓄電電力の少なくとも一方が、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４に供給されるようになっている。
【００３９】
よって、インバータパワー部２１０は、切換えスイッチ２１５によって、交流電源部１１０あるいは太陽光発電装置１２０から交流電力が供給される場合に加えて、電力供給線１５０から直流電力が出力される場合でも、各電力を調整して圧縮機用モータ２２０の駆動を制御することができるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成に基づく電力供給装置１００の作動および作用効果について、図３〜図７を加えて説明する。
【００４１】
住宅においては、ヒートポンプユニット２００を作動させる際には、制御装置１６０は、交流電源部１１０からの系統電力、太陽光発電装置１２０からの発電電力、電力変換器１３０からの直流電力、あるいは蓄電池１４０からの充電電力を使用する。制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０が発電しうる昼間時間帯であるか否か、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力量が充分にあるか否か、更には電池地１４０における充電電力量が充分にあるか否か等により、最も経済的な電力、あるいは電力の組み合わせを選択して、以下のようなモードでヒートポンプユニット２００に電力を供給する。
【００４２】
１．蓄電電力供給モード（図３）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が時刻ごとに大きく変動するような場合では、一定の電力を必要として湯の生成を行うヒートポンプユニット２００に対して直接的に発電電力を供給しても、連続的に安定した湯の生成を行うことができない。よって、制御装置１６０は、一旦、発電電力を蓄電池１４０に蓄電し、その後に蓄電電力で、ヒートポンプユニット２００を作動させる。
【００４３】
即ち、制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力を、電力線１７５を介して蓄電池１４０に順次蓄電していく。
【００４４】
そして、制御装置１６０は、蓄電池１４０における蓄電量がフル状態となると、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続し、蓄電池１４０の蓄電電力を、出力電力として電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の蓄電電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００４５】
これにより、発電電力が大きく変動するような場合であっても、太陽光発電装置１２０によって発電された発電電力を、一旦、蓄電池１４０に蓄電した後、この蓄電電力を用いて、ヒートポンプユニット２００を一定の電力条件で駆動することができる。
【００４６】
２．発電電力供給＋蓄電モード（図４）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量よりも大きく得られる場合では、制御装置１６０は、発電電力の一部をヒートポンプ２００に供給しながら、発電電力の残りを余剰電力として蓄電池１４０へ蓄電していく。
【００４７】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力のうち、ヒートポンプユニット２００に必要とされる分を、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、入力された直流電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。一方、制御装置１６０は、電力変換器１３０によって変換された直流電力のうち、残りの分を、電力線１７５を介して蓄電池１４０に蓄電する。
【００４８】
これにより、ヒートポンプユニット２００に対して必要以上の発電電力が得られる場合であっても、発電電力の一部を用いてヒートポンプユニット２００を作動させながら、余剰となる残りの分を同時に蓄電池１４０に蓄電できるので、発電電力を無駄にすることなく、有効に活用することができる。尚、蓄電された蓄電電力は、当然のことながら、次回のヒートポンプユニット２００の作動に使用される。
【００４９】
３．蓄電電力＋発電電力供給モード（図５）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量以上に得られない場合では、制御装置１６０は、発電電力のすべてと、電池１４０の蓄電電力とを合わせてヒートポンプ２００に供給する。
【００５０】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力のすべてを、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。併せて、蓄電池１４０に蓄電されている蓄電電力を、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、入力された直流電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５１】
これにより、ヒートポンプユニット２００に対して必要とされる発電電力が得られない場合であっても、発電電力と蓄電電力とを合わせて供給することで、ヒートポンプユニット２００に必要とされる電力を確保して、ヒートポンプユニット２００を駆動することができる。
【００５２】
４．発電電力供給モード（図６）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量として連続的に得られる場合では、制御装置１６０は、発電電力を直接的にヒートポンプユニット２００に供給する。
【００５３】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＡ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた交流の発電電力を、電力線１７２、１７４を介してフィルタ部２１１の入力側に供給する。供給された発電電力は、フィルタ部２１１でノイズ除去がなされ、次に昇圧部２１２によって昇圧され、次に整流部２１３によって交流から直流に整流され、インバータ部２１４に至る。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５４】
これにより、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、所定電力量以上となって、安定的にヒートポンプユニット２００に対して必要な電力が連続的に得られる場合は、得られた交流の発電電力を直接、インバータパワー部２１０に供給してヒートポンプユニット２００を駆動することができる。よって、電力変換器１３０による変換を不要として、電力変換器１３０による電力変換ロスをなくすことができる。
【００５５】
５．系統電力供給モード（図７）
太陽発電が不能となる夜間時間帯においては、基本的には発電電力を活用することができない。よって、制御装置１６０は、交流電源部１１０から供給される系統電力を用いて、ヒートポンプユニット２００を作動させる。
【００５６】
制御装置１６０は、系統電力を使用するにあたっては、夜間時間帯のうち、まず、電力料金の安価な深夜時間帯において、系統電力を使用してヒートポンプユニット２００を作動させる。制御装置１６０は、深夜時間帯の始まり時刻（例えば２３時）になると、沸き上げに必要な湯量と、沸き上げに必要な時間を算出し、深夜時間帯が終了する時刻（例えば７時）までに沸き上げが完了するように沸き上げ開始時刻を定めて、沸き上げ制御を行う。
【００５７】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＡ点側に接続すると共に、沸き上げ開始時刻になると、系統電力を、電力線１７１、１７４を介してフィルタ部２１１の入力側に供給する。供給された系統電力は、フィルタ部２１１でノイズ除去がなされ、次に昇圧部２１２によって昇圧され、次に整流部２１３によって交流から直流に整流され、インバータ部２１４に至る。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５８】
尚、深夜時間帯になる前の段階で湯切れが生ずるようであれば、上記と同様の電力供給制御を行うことで、ヒートポンプユニット２００を作動させて沸き増しすることができる。
【００５９】
これにより、太陽光発電装置１２０が使用できない夜間において、交流電源部１１０からの系統電力をインバータパワー部２１０に供給して、ヒートポンプユニット２００を駆動することができる。
【００６０】
尚、昼間時間帯において蓄電池１４０に蓄電した蓄電電力が充分残っていれば、夜間時間帯においても、蓄電電力を活用したヒートポンプユニット２００の作動が可能である。
【００６１】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、電気機器としてヒートポンプユニット２００を対象としたが、これに限定されることなく、他の電気機器を対象としても良い。
【００６２】
また、太陽光発電装置１２０で得られた発電電力は、ヒートポンプユニット２００のみに限らず、他の電気機器にも供給されるようにしても良い。これにより、発電電力が大きく得られる場合であって、発電電力をヒートポンプユニット２００の作動、および蓄電池１４０への蓄電に活用しても、更に発電電力が余剰となるようであれば、他の電気機器にも余剰電力を供給することで、発電電力を無駄なく有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００ 電力供給装置
１１０ 交流電源部
１２０ 太陽光発電装置
１３０ 電力変換器
１４０ 蓄電池
１５０ 電力供給線（電力出力部）
１６０ 制御装置
２００ ヒートポンプユニット（電気機器）
２１０ インバータパワー部（駆動部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用の系統電力、太陽光発電によって得られた発電電力、あるいは蓄電池の蓄電電力を電気機器へ供給する電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、系統電力あるいは太陽光発電ユニットから供給される発電電力を用いて、湯の沸き上げを行う貯湯式電気給湯機が知られている。
【０００３】
この貯湯式電気給湯機は、電力を用いて温水を生成する給湯ユニットと、生成された温水を保温貯蔵する貯湯タンクと、太陽光発電ユニットと、これらの作動を制御する制御装置とを備えている。そして、制御装置は、太陽光発電ユニットから供給される電力量が所定値以上の場合に、太陽光発電ユニットからの発電電力を用いて給湯ユニットを運転して温水を生成し、貯湯タンクに保温貯蔵するようにしている。尚、制御装置は、太陽光発電ユニットから供給される電力量が所定値以上得られない場合には、系統電力を用いて給湯ユニットを運転して、貯湯タンクへの貯湯あるいは沸き増しを行うようにしている。
【０００４】
また、特許文献１では、太陽光発電ユニットと制御装置との間に蓄電池を設け、太陽光発電ユニットから供給される電力を一旦、蓄電池に蓄電し、蓄電した充電電力を用いて給湯ユニットを運転するようにしても良い旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７１１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の貯湯式給湯機において蓄電池を用いる場合では、蓄電池への蓄電、および蓄電池からの放電は同時にはできない。つまり、蓄電池に発電電力を蓄電する場合と、蓄電池から放電して放電した電力を給湯ユニットに供給する場合との使い分けしかできない。
【０００７】
よって、天候によって例えば太陽光発電ユニットの発電量が急増した場合、蓄電池における蓄電量がフル状態になると、それ以上の蓄電が不可能となり、更に発電電力が得られているにもかかわらず、その分の電力は単なる余剰となって活用ができない。あるいは、太陽光発電ユニットの発電量が低下した場合、発電電力に蓄電電力を加えて給湯ユニットを作動させようとしても、それは不可能なことであり、少量の発電電力がありながらも、これを活用することができない。総じて、蓄電機能を持たせたと言っても、発電電力を有効に活用できるものにはなっていない。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、発電電力を無駄なく有効に活用できる電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、交流用の電気機器（２００）に電力を供給する電力供給装置において、
電気機器（２００）は、駆動部（２１０）を備え、駆動部（２１０）の電力制御によって、交流電力が供給された場合に加えて、直流電力が供給された場合での作動も可能となっており、
太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置（１２０）と、
太陽光発電装置（１２０）によって得られた発電電力を直流電力に変換する電力変換器（１３０）と、
電力変換器（１３０）によって変換された直流電力を蓄電する蓄電池（１４０）と、
電力変換器（１３０）と蓄電池（１４０）との間に設けられて、電力変換器（１２０）によって変換された直流電力、および蓄電池（１３０）に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を駆動部（２１０）に出力する電力出力部（１５０）と、
太陽光発電装置（１２０）による発電電力量に応じて、蓄電池（１４０）への蓄電電力量、あるいは電力出力部（１５０）から駆動部（２１０）へ出力される出力電力量を制御する制御装置（１６０）とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、天候の影響によって太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が大きく変動するような場合でも、制御装置（１６０）は、太陽光発電装置（１２０）によって得られた交流の発電電力を、電力変換器（１３０）によって直流電力に変換し、順次、蓄電池（１４０）に蓄電していくことができる。そして、蓄電池（１４０）にフル状態で蓄電された後には、蓄電電力を、電力出力部（１５０）を介して電気機器（２００）の駆動部（２１０）に出力することができる。駆動部（２１０）は、出力された蓄電電力を用いて、電気機器（２００）を駆動することがでる。このように、発電電力が大きく変動するような場合であっても、太陽光発電装置（１２０）によって発電された発電電力を、一旦、蓄電池（１４０）に蓄電した後、この蓄電電力を用いて、電気機器（２００）を一定の電力条件で駆動することができる。
【００１２】
ここで、天候の影響により、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が増大して、電気機器（２００）に対して必要以上の発電電力が得られる場合であっても、制御装置（１６０）は、電力変換器（１３０）で変換された直流電力の一部を、電力出力部（１５０）を介して駆動部（２１０）に供給して電気機器（２００）を駆動すると共に、変換された直流電力の残りを蓄電池（１４０）に蓄電することができるので、発電電力を無駄にすることなく、有効に活用することができる。
【００１３】
逆に、天候の影響により、太陽光発電装置（１２０）よって得られる発電電力が低下して、電気機器（２００）に対して必要な電力が得られない場合であっても、予め蓄電池（１４０）に蓄電されていれば、制御装置（１６０）は、電力変換器（１３０）で変換された直流電力のすべてを電力出力部（１５０）に供給すると共に、蓄電池（１４０）の蓄電電力を電力出力部（１５０）に供給し、両電力を駆動部（２１０）に供給することで、電気機器（２００）に必要とされる電力を確保して、電気機器（２００）を駆動することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、制御装置（１６０）は、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が、予め定めた所定電力量以上、得られる場合に、発電電力を駆動部（２１０）に直接供給することを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、太陽光発電装置（１２０）によって得られる発電電力が、所定電力量以上となって、安定的に電気機器（２００）に対して必要な電力が連続的に得られる場合は、制御装置（１６０）は、得られた交流の発電電力を直接、駆動部（２１０）に供給して、電気機器（２００）を駆動することができる。よって、電力変換器（１３０）による変換を不要として、電力変換器（１３０）による電力変換ロスをなくすことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、交流電力の供給源となる交流電源部（１１０）を備え、
制御装置（１６０）は、夜間において電気機器（２００）を作動させる際に、交流電源部（１１０）からの交流電力を駆動部（２１０）に供給することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、太陽光発電装置（１２０）が使用できない夜間において、交流電源部（１１０）からの交流電力を駆動部（２１０）に供給して、電気機器（２００）を駆動することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、電気機器（２００）は、電気給湯器において湯を生成するヒートポンプユニット（２００）であることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、発電電力を用いて、電気給湯器におけるヒートポンプユニット（２００）を駆動させることができるので、交流電源部（１１０）からの交流電力を用いずに、施設や家庭内の給湯をまかなうことができる。
【００２０】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電力供給装置の全体を示すブロック図である。
【図２】インバータパワー部の詳細を示す電気回路図である。
【図３】蓄電電力供給モードを示すブロック図である。
【図４】発電電力供給＋蓄電モードを示すブロック図である。
【図５】蓄電電力＋発電電力供給モードを示すブロック図である。
【図６】発電電力供給モードを示すブロック図である。
【図７】系統電力供給モードを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における電力供給装置１００の構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は電力供給装置１００の全体を示すブロック図、図２はインバータパワー部２１０の詳細を示す電気回路図である。
【００２４】
図１に示すように、電力供給装置１００は、交流用の電気機器１０に電力を供給する装置であり、例えば住宅に設けられている。電力供給装置１００は、交流電源部１１０、太陽光発電装置１２０、電力変換器１３０、蓄電池１４０、電力供給線１５０、および制御装置１６０等を備えている。また、電気機器１０は、ここでは、家庭用の電気給湯器におけるヒートポンプユニット２００としている。ヒートポンプユニット２００は、インバータパワー部２１０、および圧縮機用モータ２２０を備えている。
【００２５】
交流電源部１１０は、各住宅に引込まれる引込み線から分電盤および電力線１７１を介してヒートポンプユニット２００のインバータパワー部２１０に系統電力（例えば３相２００Ｖの交流電力）を供給する交流電力の供給源である。交流電源部１１０は、ヒートポンプユニット２００の他、エアコン、テレビ、冷蔵庫、照明等の各種家電機器（図示省略）にも系統電力を供給するようになっている。
【００２６】
太陽光発電装置１２０は、太陽電池パネル１２１とパワーコンディショナ１２２とを備えている。太陽電池パネル１２１は、光起電力効果を利用して太陽光エネルギを電気エネルギに直接的に変換して直流の電力を得る発電部である。また、パワーコンディショナ１２２は、太陽電池パネル１２１によって得られた直流の電力を交流に変換して発電電力として出力する変換部である。パワーコンディショナ１２２の出力側は、電力線１７２、１７３によって、電力変換器１３０に接続されている。また、パワーコンディショナ１２２の出力側は、電力線１７２、１７４によって、インバータパワー部２１０（後述するフィルタ部２１１）にも接続されている。
【００２７】
太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力量は、発電時の天候に大きく左右される。晴天時に比べて、曇天時、雨天時等では発電電力量は低下する。また、夏場に対して冬場では発電電力量は低下する。更に、日没後の夜間時では、太陽光発電装置１２０による発電電力は得られない。
【００２８】
電力変換器１３０は、太陽光発電装置１２０によって得られた交流の発電電力を直流電力に変換して、蓄電池１４０あるいは電力供給線１５０に出力する変換器である。電力変換器１３０の出力側は、電力線１７５によって、蓄電池１４０に接続されている。
【００２９】
蓄電池１４０は、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を一時的に蓄電する蓄電器である。具体的には、上記電力変換器１３０によって変換された直流電力を蓄電するようになっている。また、蓄電池１４０は、蓄電された蓄電電力を電力供給線１５０に出力、つまり放電することも可能となっている。
【００３０】
電力供給線１５０は、電力変換器１３０と蓄電池１４０との間に設けられて、電力変換器１３０で変換された直流電力、および蓄電池１４０から放電される蓄電電力の少なくとも一方を出力電力としてインバータパワー部２１０に出力する電力出力部である。具体的には、電力供給線１５０は、電力線１７５の途中部位から分岐されて、インバータパワー部２１０におけるインバータ部２１４の入力側に接続された電力線として形成されている。
【００３１】
制御装置１６０は、交流電源部１１０、太陽光発電装置１２０、電力変換器１３０、蓄電池１４０、電力供給線１５０、およびヒートポンプユニット２００等を効果的に作動制御することで、使用者の要求に合致する電力授受を行うと共に、経済的な電力の使用を可能とする制御装置となっている。特に、制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０で得られる発電電力量に応じて、上記各機器１１０〜１５０、２００の作動を制御し、発電された電力を無駄なく有効に活用するものとなっている。
【００３２】
ヒートポンプユニット２００は、電気給湯器において高温の湯を生成するユニットであり、ヒートポンプサイクルの冷媒としてＣＯ２を使用し、外気の熱によって湯の沸き上げを行うようになっている。ヒートポンプユニット２００によって沸き上げられた湯は、電気給湯器における貯湯タンク（図示省略）に貯湯され、貯湯された湯が給湯部へ供給されるようになっている。ヒートポンプユニット２００は、湯の生成において、開始から終了までの間で、ほぼ一定の電力を必要として作動する。
【００３３】
インバータパワー部２１０は、インバータパワー部２１０に供給される電力を調整して圧縮機用モータ２２０の駆動を制御するための駆動部であり、図２に示すように、フィルタ部２１１、昇圧部２１２、整流部２１３、インバータ部２１４、および切換えスイッチ２１５等を備えている。圧縮機用モータ２２０は、ヒートポンプサイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する圧縮機（図示せず）を作動させるための３相交流モータである。
【００３４】
フィルタ部２１１は、複数のコンデンサ２１１ａおよびリアクトル２１１ｂから形成されて、入力された電気信号に帯域制限をかけ、特定の周波数成分を取り出す回路部である。特定の周波数成分を取り出すことで、ノイズを除去することができる。フィルタ部２１１の入力部には、交流電源部１１０から供給される系統電力、あるいは太陽光発電装置１２０から供給される発電電力が入力されるようになっている。
【００３５】
昇圧部２１２は、フィルタ部２１１から出力される電力を、コイル２１２ａに蓄えることで昇圧する回路部である。
【００３６】
整流部２１３は、複数のダイオード２１３ａによってダイオードブリッジが形成されて、昇圧部２１２で昇圧された交流電力を直流電力に整流する回路部である。
【００３７】
インバータ部２１４は、整流部２１３によって整流された直流電力を、圧縮機用モータ２２０に供給する交流電力に変換する回路部である。インバータ部２１４は、圧縮機用モータ２２０の駆動制御に必要とされる交流電力を制御用の３相交流電力（以下、制御電力）として生成して圧縮機用モータ２２０に供給する。インバータ部２１４は、高電位側のスイッチング素子２１４ａと、低電位側のスイッチング素子２１４ｂとの直列接続体を３対備えている。また、高電位側のスイッチング素子２１４ａには逆並列にダイオード２１４ｃが接続されており、低電位側のスイッチング素子２１４ｂには、逆並列にダイオード２１４ｄが接続されている。各スイッチング素子２１４ａ、２１４ｂは、マイコン２１４ｅによって開閉切換えが制御されて、圧縮機用モータ２２０を駆動させるのに必要とされる制御電力が生成されるようになっている。
【００３８】
切換えスイッチ２１５は、整流部２１３（図２中のＡ部）とインバータ部２１４との接続、あるいは、電力変換器１３０および蓄電池１４０（図２中のＢ部）とインバータ部２１４との接続を切換えるスイッチである。切換えスイッチ２１５をＡ部側に接続することで、交流電源部１１０から供給される系統電力、あるいは太陽光発電装置１２０から供給される発電電力が、フィルタ部２１１、昇圧部２１２、整流部２１３を通りインバータ部２１４に供給されるようになっている。また、切換えスイッチ２１５をＢ部側に接続することで、電力変換器１３０からの直流電力、および蓄電池１４０からの蓄電電力の少なくとも一方が、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４に供給されるようになっている。
【００３９】
よって、インバータパワー部２１０は、切換えスイッチ２１５によって、交流電源部１１０あるいは太陽光発電装置１２０から交流電力が供給される場合に加えて、電力供給線１５０から直流電力が出力される場合でも、各電力を調整して圧縮機用モータ２２０の駆動を制御することができるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成に基づく電力供給装置１００の作動および作用効果について、図３〜図７を加えて説明する。
【００４１】
住宅においては、ヒートポンプユニット２００を作動させる際には、制御装置１６０は、交流電源部１１０からの系統電力、太陽光発電装置１２０からの発電電力、電力変換器１３０からの直流電力、あるいは蓄電池１４０からの充電電力を使用する。制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０が発電しうる昼間時間帯であるか否か、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力量が充分にあるか否か、更には電池地１４０における充電電力量が充分にあるか否か等により、最も経済的な電力、あるいは電力の組み合わせを選択して、以下のようなモードでヒートポンプユニット２００に電力を供給する。
【００４２】
１．蓄電電力供給モード（図３）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が時刻ごとに大きく変動するような場合では、一定の電力を必要として湯の生成を行うヒートポンプユニット２００に対して直接的に発電電力を供給しても、連続的に安定した湯の生成を行うことができない。よって、制御装置１６０は、一旦、発電電力を蓄電池１４０に蓄電し、その後に蓄電電力で、ヒートポンプユニット２００を作動させる。
【００４３】
即ち、制御装置１６０は、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力を、電力線１７５を介して蓄電池１４０に順次蓄電していく。
【００４４】
そして、制御装置１６０は、蓄電池１４０における蓄電量がフル状態となると、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続し、蓄電池１４０の蓄電電力を、出力電力として電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の蓄電電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００４５】
これにより、発電電力が大きく変動するような場合であっても、太陽光発電装置１２０によって発電された発電電力を、一旦、蓄電池１４０に蓄電した後、この蓄電電力を用いて、ヒートポンプユニット２００を一定の電力条件で駆動することができる。
【００４６】
２．発電電力供給＋蓄電モード（図４）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量よりも大きく得られる場合では、制御装置１６０は、発電電力の一部をヒートポンプ２００に供給しながら、発電電力の残りを余剰電力として蓄電池１４０へ蓄電していく。
【００４７】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力のうち、ヒートポンプユニット２００に必要とされる分を、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、入力された直流電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。一方、制御装置１６０は、電力変換器１３０によって変換された直流電力のうち、残りの分を、電力線１７５を介して蓄電池１４０に蓄電する。
【００４８】
これにより、ヒートポンプユニット２００に対して必要以上の発電電力が得られる場合であっても、発電電力の一部を用いてヒートポンプユニット２００を作動させながら、余剰となる残りの分を同時に蓄電池１４０に蓄電できるので、発電電力を無駄にすることなく、有効に活用することができる。尚、蓄電された蓄電電力は、当然のことながら、次回のヒートポンプユニット２００の作動に使用される。
【００４９】
３．蓄電電力＋発電電力供給モード（図５）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量以上に得られない場合では、制御装置１６０は、発電電力のすべてと、電池１４０の蓄電電力とを合わせてヒートポンプ２００に供給する。
【００５０】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＢ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた発電電力を、電力線１７２、１７３を介して電力変換器１３０に供給し、交流の発電電力を直流電力に変換する。そして、変換された直流電力のすべてを、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。併せて、蓄電池１４０に蓄電されている蓄電電力を、電力供給線１５０を介してインバータ部２１４の入力側に供給する。インバータ部２１４では、入力された直流電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５１】
これにより、ヒートポンプユニット２００に対して必要とされる発電電力が得られない場合であっても、発電電力と蓄電電力とを合わせて供給することで、ヒートポンプユニット２００に必要とされる電力を確保して、ヒートポンプユニット２００を駆動することができる。
【００５２】
４．発電電力供給モード（図６）
太陽発電が可能な昼間時間帯において、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、ヒートポンプユニット２００を作動させるために必要とされる所定電力量として連続的に得られる場合では、制御装置１６０は、発電電力を直接的にヒートポンプユニット２００に供給する。
【００５３】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＡ点側に接続すると共に、太陽光発電装置１２０によって得られた交流の発電電力を、電力線１７２、１７４を介してフィルタ部２１１の入力側に供給する。供給された発電電力は、フィルタ部２１１でノイズ除去がなされ、次に昇圧部２１２によって昇圧され、次に整流部２１３によって交流から直流に整流され、インバータ部２１４に至る。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５４】
これにより、太陽光発電装置１２０によって得られる発電電力が、所定電力量以上となって、安定的にヒートポンプユニット２００に対して必要な電力が連続的に得られる場合は、得られた交流の発電電力を直接、インバータパワー部２１０に供給してヒートポンプユニット２００を駆動することができる。よって、電力変換器１３０による変換を不要として、電力変換器１３０による電力変換ロスをなくすことができる。
【００５５】
５．系統電力供給モード（図７）
太陽発電が不能となる夜間時間帯においては、基本的には発電電力を活用することができない。よって、制御装置１６０は、交流電源部１１０から供給される系統電力を用いて、ヒートポンプユニット２００を作動させる。
【００５６】
制御装置１６０は、系統電力を使用するにあたっては、夜間時間帯のうち、まず、電力料金の安価な深夜時間帯において、系統電力を使用してヒートポンプユニット２００を作動させる。制御装置１６０は、深夜時間帯の始まり時刻（例えば２３時）になると、沸き上げに必要な湯量と、沸き上げに必要な時間を算出し、深夜時間帯が終了する時刻（例えば７時）までに沸き上げが完了するように沸き上げ開始時刻を定めて、沸き上げ制御を行う。
【００５７】
即ち、制御装置１６０は、切換えスイッチ２１５をＡ点側に接続すると共に、沸き上げ開始時刻になると、系統電力を、電力線１７１、１７４を介してフィルタ部２１１の入力側に供給する。供給された系統電力は、フィルタ部２１１でノイズ除去がなされ、次に昇圧部２１２によって昇圧され、次に整流部２１３によって交流から直流に整流され、インバータ部２１４に至る。インバータ部２１４では、マイコン２１４ｅによってスイッチング素子２１４ａ、２１４ｂの切換えがなされて、入力された直流の電力は、交流の制御電力に変換され、圧縮機用モータ２２０が駆動される。圧縮機用駆動モータ２２０が駆動されることで、ヒートポンプサイクルの圧縮機が作動され、ヒートポンプユニット２００にて湯の生成が実施される。
【００５８】
尚、深夜時間帯になる前の段階で湯切れが生ずるようであれば、上記と同様の電力供給制御を行うことで、ヒートポンプユニット２００を作動させて沸き増しすることができる。
【００５９】
これにより、太陽光発電装置１２０が使用できない夜間において、交流電源部１１０からの系統電力をインバータパワー部２１０に供給して、ヒートポンプユニット２００を駆動することができる。
【００６０】
尚、昼間時間帯において蓄電池１４０に蓄電した蓄電電力が充分残っていれば、夜間時間帯においても、蓄電電力を活用したヒートポンプユニット２００の作動が可能である。
【００６１】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、電気機器としてヒートポンプユニット２００を対象としたが、これに限定されることなく、他の電気機器を対象としても良い。
【００６２】
また、太陽光発電装置１２０で得られた発電電力は、ヒートポンプユニット２００のみに限らず、他の電気機器にも供給されるようにしても良い。これにより、発電電力が大きく得られる場合であって、発電電力をヒートポンプユニット２００の作動、および蓄電池１４０への蓄電に活用しても、更に発電電力が余剰となるようであれば、他の電気機器にも余剰電力を供給することで、発電電力を無駄なく有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００ 電力供給装置
１１０ 交流電源部
１２０ 太陽光発電装置
１３０ 電力変換器
１４０ 蓄電池
１５０ 電力供給線（電力出力部）
１６０ 制御装置
２００ ヒートポンプユニット（電気機器）
２１０ インバータパワー部（駆動部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流用の電気機器（２００）に電力を供給する電力供給装置において、
前記電気機器（２００）は、駆動部（２１０）を備え、前記駆動部（２１０）の電力制御によって、交流電力が供給された場合に加えて、直流電力が供給された場合での作動も可能となっており、
太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置（１２０）と、
前記太陽光発電装置（１２０）によって得られた前記発電電力を直流電力に変換する電力変換器（１３０）と、
前記電力変換器（１３０）によって変換された前記直流電力を蓄電する蓄電池（１４０）と、
前記電力変換器（１３０）と前記蓄電池（１４０）との間に設けられて、前記電力変換器（１２０）によって変換された前記直流電力、および前記蓄電池（１３０）に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を前記駆動部（２１０）に出力する電力出力部（１５０）と、
前記太陽光発電装置（１２０）による発電電力量に応じて、前記蓄電池（１４０）への蓄電電力量、あるいは前記電力出力部（１５０）から前記駆動部（２１０）へ出力される出力電力量を制御する制御装置（１６０）とを備えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記制御装置（１６０）は、前記太陽光発電装置（１２０）によって得られる前記発電電力が、予め定めた所定電力量以上、得られる場合に、前記発電電力を前記駆動部（２１０）に直接供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
交流電力の供給源となる交流電源部（１１０）を備え、
前記制御装置（１６０）は、夜間において前記電気機器（２００）を作動させる際に、前記交流電源部（１１０）からの前記交流電力を前記駆動部（２１０）に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記電気機器（２００）は、電気給湯器において湯を生成するヒートポンプユニット（２００）であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の電力供給装置。
【請求項１】
交流用の電気機器（２００）に電力を供給する電力供給装置において、
前記電気機器（２００）は、駆動部（２１０）を備え、前記駆動部（２１０）の電力制御によって、交流電力が供給された場合に加えて、直流電力が供給された場合での作動も可能となっており、
太陽光エネルギから交流の発電電力を得る太陽光発電装置（１２０）と、
前記太陽光発電装置（１２０）によって得られた前記発電電力を直流電力に変換する電力変換器（１３０）と、
前記電力変換器（１３０）によって変換された前記直流電力を蓄電する蓄電池（１４０）と、
前記電力変換器（１３０）と前記蓄電池（１４０）との間に設けられて、前記電力変換器（１２０）によって変換された前記直流電力、および前記蓄電池（１３０）に蓄電された蓄電電力の少なくとも一方を前記駆動部（２１０）に出力する電力出力部（１５０）と、
前記太陽光発電装置（１２０）による発電電力量に応じて、前記蓄電池（１４０）への蓄電電力量、あるいは前記電力出力部（１５０）から前記駆動部（２１０）へ出力される出力電力量を制御する制御装置（１６０）とを備えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記制御装置（１６０）は、前記太陽光発電装置（１２０）によって得られる前記発電電力が、予め定めた所定電力量以上、得られる場合に、前記発電電力を前記駆動部（２１０）に直接供給することを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
交流電力の供給源となる交流電源部（１１０）を備え、
前記制御装置（１６０）は、夜間において前記電気機器（２００）を作動させる際に、前記交流電源部（１１０）からの前記交流電力を前記駆動部（２１０）に供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記電気機器（２００）は、電気給湯器において湯を生成するヒートポンプユニット（２００）であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の電力供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７５８３０（Ｐ２０１２−１７５８３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６１５９（Ｐ２０１１−３６１５９）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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