JP2009229281A - 電力モニタリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】家庭内の消費電力関連データを表示するための消費電力を抑制できるとともに所望のタイミングで最新の消費電力関連データを得ることができる電力モニタリングシステムを提供する。
【解決手段】家庭で使用する電力を電力計測ユニット１９で時系列の電力データとして計測し、電力計測ユニット１９で計測した電力データを時系列に記憶部２１に記憶し、演算処理部２２は、記憶部２１に記憶された時系列の電力データに基づいて省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データを算出して表示部２４に表示する。そして、制御ユニット２３は、オフのときは演算処理部２２の演算処理動作を停止し、オンのときのみ演算処理部２２の消費電力関連データ算出の演算処理動作を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭で使用する電力について、省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データを算出して表示する電力モニタリングシステムに関する。

近年、地球温暖化の防止のために二酸化炭素の排出量の抑制や省エネルギー対策が採用されている。例えば、一般家庭内において太陽光発電設備等の自家発電システムを設置し、自家発電システムでの発電電力で家庭内で使用する電力の一部を賄うようにし、不足分を電力会社からの買電するようにして省エネルギーを図っている。

また、家庭内の電力使用量に関わる情報を表示器に表示して、居住者が情報表示部の表示から電力使用量に関わる情報をいつでも把握することができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなシステムでは、常時、家庭内の消費電力や自家発電システムの発電量等の消費電力関連データを算出して表示器に表示する。この表示器に表示された情報を元に、例えば、居住者は冷房設備の温度設定を１℃上げたり、暖房設備の設定温度を１℃下げたりして省エネルギーに貢献するようにしている。
特開２００２−３５４５６０号公報

しかし、このような電力モニタリングシステムでは、常に電力演算を定期的に実行し表示状態としているので、演算実行や表示器に表示するために消費する電力が常時数ワットから十数ワット必要となる。省エネルギーを促すためのシステムが常時数ワットから十数ワットの電力を消費するのは好ましいことではない。また、ネットワーク接続タイプでは、短時間にデータ更新を繰り返すと、通信線の占有時間が長くなり他の通信への影響もある。

そこで、自家発電システムの発電電力や家庭内の消費電力の計測のサンプリング時間を数分間隔に取り、定期的に行う電力演算の周期を長くすることも考えられるが、そうすると、所望のタイミングに家庭内の電力使用量に関わる情報の最新データが得られないという問題が発生する。

本発明の目的は、家庭内の消費電力関連データを表示するための消費電力を抑制できるとともに所望のタイミングで最新の消費電力関連データを得ることができる電力モニタリングシステムを提供することである。

請求項１の発明に係わる電力モニタリングシステムは、家庭で使用する電力を計測する電力計測ユニットと；前記電力計測ユニットで計測した電力を時系列の電力データとして記憶する記憶部と；前記記憶部に記憶された時系列の電力データに基づいて消費電力関連データを算出する演算処理部と；オフのときは前記演算処理部の演算処理動作を停止し、オンのときは前記演算処理部の演算処理動作を実行する制御ユニットと；を備えたことを特徴とする。

本発明及び以下の発明において用語の定義及び技術的意味は以下による。電力計測ユニットは、例えば、家庭内の分電盤の電流と電圧とに基づいて、単位時間あたりの電力を時系列に計測するものである。電力会社からの買電電力、家庭内に自家発電システムがある場合には自家発電システムの発電電力を計測する。自家発電システムは、例えば、燃料電池発電設備、太陽電池発電設備、風力発電設備などである。

記憶部は書込読込可能な記憶媒体、例えばＲＡＭで形成され、電力計測ユニットで計測した所定の期間の電力データを時系列に更新記憶する。例えば、所定の期間の最も古い電力データを消去して最新の電力データを書き込む。

演算処理部は、例えばマイクロコンピュータで形成される。省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データは、例えば、瞬時電力、積算電力、買電電力の料金、買電電力の二酸化炭素換算値、これらデータのグラフなどである。例えば、記憶部に記憶されるデータの所定の期間が５年間である場合には、各年の月間ごとの買電電力の料金や買電電力の二酸化炭素換算値を集計してグラフを作成する。

演算処理部によって演算された消費電力関連データは、例えば液晶ディスプレイ等の表示部に表示する。表示部は常に表示していてもよいし、制御ユニットのオンオフに合わせて表示、非表示させてもよい。

制御ユニットのオン、オフは例えば制御ユニットに設けられた操作スイッチで行うことができる。つまり、制御ユニットは、操作スイッチがオフのときは演算処理部の演算処理動作を停止しておき、操作スイッチがオンのときは演算処理部の演算処理動作を実行し演算処理部を起動する。また、操作スイッチによって制御ユニットをオンにしたときは、演算結果を表示するための表示部もオンにし、演算結果を表示できるようにしてもよい。このように構成された操作スイッチは、操作者が消費電力関連データを監視したい場合に操作される。

請求項２の発明に係わる電力モニタリングシステムは、請求項１の発明において、人が接近したことを検出する人感センサを設け、前記人感センサが動作したときは前記制御ユニットをオンにし、前記演算処理部の演算処理動作を実行することを特徴とする。

本発明は、人感センサを設け、人感センサが動作したときは演算処理部の演算処理動作を実行し起動するようにしたものである。

家庭内の電力使用量に関わる情報の演算にはある一定時間（数秒から数十秒）が必要となるため、操作者が最新のデータを更新するために演算処理を行うような指示操作をしても直ちには最新データが得られず、操作してから一定時間（数秒から数十秒）後に最新データが表示されることになる。この一定時間を待たなければならないので操作性が悪く感じることがある。そこで、本発明では人感センサで操作スイッチに近づく人を検知したときには、演算処理部の演算処理動作を起動し消費電力関連データの算出演算を開始する。そして、例えば表示部を表示させる操作が行われたときに表示部に表示出力する。これにより、最新のデータを更新するための指示操作を行ってから更新された消費電力関連データが表示部に表示される際の表示遅れを感じさせないようにする。

請求項３の発明に係わる電力モニタリングシステムは、請求項１または２の発明において、前記電力計測ユニット及び前記制御ユニットは前記外部ネットワークに接続され、前記記憶部及び前記演算処理部は外部ネットワークに接続されたサーバに設置されたことを特徴とする。

本発明は、記憶部及び演算処理部を外部ネットワークに接続されたサーバに設置するようにしたものである。

請求項１の発明によれば、操作スイッチがオンのときのみ演算処理部を起動して家庭内の消費電力関連データを表示するための演算を行うので、演算処理部による演算処理のための消費電力を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、人感センサを設けたので、消費電力関連データの表示遅れを感じさせることなく最新データを表示部に表示できる。

請求項３の発明によれば、電力計測ユニットで計測した所定の期間の電力データを記憶する記憶部、及び省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データを算出し表示部に表示する演算処理部を外部ネットワークに接続されたサーバに設置するので、住宅内の構成が簡略化できる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図である。電力モニタリングシステム１１は住宅内に設けられる。住宅には電力会社の配電線１２から電力の供給を受ける分電盤１３が設けられ、主幹ブレーカ１４及び分岐ブレーカ１５を介して住宅の負荷回路１６に電力が供給される。この分電盤１３には自家発電システム１７からの電力も供給される。

主幹ブレーカ１４と分岐ブレーカ１５との間には電流検出器１８ａが設けられ、また、分岐ブレーカ１５から負荷回路１６への各々の屋内配線に電流検出器１８ｂが設けられている。電力モニタリングシステム１１の電力計測ユニット１９には、電流検出器１８ａ、１８ｂで検出された電流値が入力され、予めディップスイッチ等（図示しない）によって配電線や屋内配線の各回路の電圧が設定される。電力計測ユニット１９は、これらの電流と電圧とに基づいて、単位時間あたりの電力を時系列に計測する。例えば、電流検出器１８ａの電流と配電線の電圧とから単位時間あたりの電力会社からの買電電力データが計測できる。また、電流検出器１８ｂの電流と屋内配線の電圧とから単位時間あたりの消費電力データが計測できる。そして、消費電力データから買電電力データを引き算することにより、自家発電システム１７の発電電力を計測する。

電力計測ユニット１９で計測された電力データは、内部ネットワーク（例えばＬＡＮ）２０を介して記憶部２１に時系列に記憶される。演算制御部２２は、記憶部２１に記憶された時系列の電力データに基づいて省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データを算出し、制御ユニット２３を介して表示部２４に表示するものである。省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データは、例えば、瞬時電力、積算電力、買電電力の料金、買電電力の二酸化炭素換算値、これらデータのグラフなどである。

制御ユニット２３には、演算処理部２２による消費電力関連データ算出の演算処理を実行するための操作スイッチ２５が設けられている。操作スイッチ２５は操作者によりオンオフされ、操作スイッチ２５がオフのときは、制御ユニット２３はオフとなり演算処理部２２の演算処理動作を停止する。従って、操作スイッチ２５がオフのときは、演算処理部２２は消費電力関連データの算出処理や表示処理は行わない。

一方、操作スイッチ２５がオンのときは演算処理部２２の演算処理動作を実行する。いま、操作スイッチ２５がオフからオンになったとすると、制御ユニット２３がオフとなり演算処理部２２は、記憶部２１に記憶された時系列データに基づき消費電力関連データを算出する。そして、その算出結果を表示部２４に表示出力する。この場合、操作スイッチ２５がオンの状態を継続しているときは、演算処理部２２は、記憶部２１の更新周期で消費電力関連データを算出する。すなわち、記憶部２１の電力データは単位時間ごとに時系列に更新記憶されるので、その更新周期に合わせて演算処理部２２は消費電力関連データを算出する。これにより、表示部２４の表示データも記憶部２１の電力データの更新周期で更新されることになる。

本発明の第１の実施の形態によれば、制御ユニット２３の操作スイッチ２５がオンのときのみ演算処理部２２を起動して消費電力関連データを表示するための演算を行うので、演算処理部２２による演算処理や表示部２４への表示のための消費電力を抑制できる。なお、制御ユニット２３は操作スイッチ２５によりオフからオンになったときのみ演算処理部２２の演算処理動作を実行してもよい。

図２は本発明の第２の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図である。この第２の実施の形態の操作スイッチ２５ａは、表示部２４への表示を行うために設けられたものであり、操作スイッチ２５ａの操作のために人が接近したことを検出する人感センサ２６を追加して設けたものである。なお、人感センサ２６には検出感度を調節するための感度調整部２７が設けられている。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。

図２に示すように、制御ユニット２３には操作スイッチ２５ａに加え、人感センサ２６が設けられている。人感センサ２６は操作スイッチ２５ａの操作のために人が接近したことを検出し、制御ユニット２３は人感センサ２６が動作したときは、演算処理部２２の演算処理動作を起動し、演算処理部２２は消費電力関連データを算出する。そして、操作者が操作スイッチ２５ａを操作したときに、その算出結果を表示部２４に表示出力する。

すなわち、操作スイッチ２５ａを操作するために人が近づくタイミングを人感センサ２６で事前に検出し、操作スイッチ２５ａが操作される前に電力データの収集及び消費電力関連データの演算を開始する。これにより、消費電力関連データの演算に一定時間（数秒から数十秒）を要しても、先行的に消費電力関連データの演算を開始しているので、操作者が操作スイッチ２５ａを操作したときに表示部２４への消費電力関連データの表示のタイムラグを最小限にすることができる。また、操作スイッチ２５ａに人が近づかない限り、演算処理部２２は待ち受け（スタンバイ）状態となり、特に電力消費が激しい数値演算と表示部２４の表示をカットすることができるので省電力効果が大きくなる。

ここで、人感センサ２６には検出感度を調節するための感度調整部２７が設けられている。この感度調整部２７により、遠距離人感及び近距離人感を設定し、遠距離人感で演算処理部２２の消費電力関連データの演算開始し、近距離人感または操作スイッチ２５ａのスイッチ操作で消費電力関連データの表示開始することも可能である。これにより、消費電力関連データを表示部２４に表示するにあたり、操作スイッチ２５ａの操作が不要になり、消費電力関連データの演算に一定時間（数秒から数十秒）を要しても、操作者に違和感を与えることなく消費電力関連データを表示部２４に表示できる。

第２の実施の形態によれば、操作スイッチ２５ａに加え人感センサ２６を設けたので、先行的に消費電力関連データの演算を開始することができるので、操作スイッチ２５ａを操作したときに、消費電力関連データを表示遅れを感じさせることなく表示部２４に表示できる。

図３は本発明の第３の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図である。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施の形態に対し、電力計測ユニット１９及び制御ユニット２３は、外部ネットワーク２８に接続され、記憶部２１及び演算処理部２２は外部ネットワーク２８に接続されたサーバ２９に設置するようにしたものである。図２と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図３に示すように、記憶部２１及び演算処理部２２は外部ネットワーク２８に接続されたサーバ２９に設置されている。電力計測ユニット１９で測定された時系列の電力データは、電力モニタリングシステム１１の内部ネットワーク２０を介して外部ネットワーク２８に送出される。そして、外部ネットワーク２８に接続されたサーバ２９の記憶部２１に時系列に記憶される。制御ユニット２３は、操作スイッチ２５ａや人感センサ２６の動作状態を外部ネットワーク２８を介してサーバ２９の演算処理部２２に送信する。サーバ２９の演算処理部２２は人感センサ２６の動作状態に応じて、記憶部２１に記憶された時系列の電力データに基づいて消費電力関連データを演算し、外部ネットワーク２８に送信する。制御ユニット２３は演算処理部２２で算出された消費電力関連データを内部ネットワーク２０を介して入力し、操作スイッチ２５ａの動作状態に応じて表示部２４に表示する。

第３の実施の形態によれば、住宅ごとに設けられた電力計測ユニットで計測した所定の期間の電力データを外部ネットワーク２８に接続されたサーバ２９の記憶部２１に記憶し、サーバ２９の演算処理部２２により省エネルギーを啓蒙するための消費電力関連データを算出し、外部ネットワーク２８を介して住宅内の表示部２４に表示するので、住宅内の構成が簡略化できる。

以上述べた各々の実施の形態において、消費電力関連データを表示する表示部２４は、ＴＶドアホンの表示部（モニタ）と兼用としてよい。図４は図２に示した第２の実施の形態に対し、表示部２４をＴＶドアホンの表示部と兼用とした場合の電力モニタリングシステムの構成図である。

図４に示すように、ＴＶドアホン３０は、玄関先に設けられる子機３１と住宅の内部に設けられる画像表示音声処理部３２とを有し、表示部２４は電力モニタリングシステム１１と兼用しており、画像表示音声処理部３２で画像表示処理された画像を表示する。子機３１には、呼び鈴３３、マイク３４、スピーカ３５、カメラ３６が設けられ、画像表示音声処理部３２には、表示制御スイッチ３７、マイク３８、スピーカ３９が設けられている。

子機３１の呼び鈴３３、マイク３４からの音情報は信号線４０を介して画像表示音声処理部３２に入力され、スピーカ３９に出力される。また、画像表示音声処理部３２の表示制御スイッチ３７を操作すると、子機３１のカメラ３６からの画像情報が信号線４０を介して画像表示音声処理部３２に入力され、表示部２４に表示される。また、画像表示音声処理部３２のマイク３８からの音声情報は信号線４０を介して子機３１のスピーカ３５に出力される。これにより、子機３１のマイク３４及び画像表示音声処理部３２のマイク３８にて、玄関先の来客との会話が可能となっている。

ＴＶドアホン３０においては、来客がない状態では、画像表示音声処理部３２の表示制御スイッチ３７はオフとなっており、表示部２４にはカメラ３６からの画像は表示されない。一方、来客があり、画像表示音声処理部３２の表示制御スイッチ３７がオンとなると、画像表示音声処理部３２はカメラ３６からの画像を表示部２４に表示する。

電力モニタリングシステム１１においては、操作スイッチ２５ａがオフの状態では表示部２４には消費電力関連データは表示されない。一方、操作スイッチ２５ａがオンとなると演算処理部２２で演算された消費電力関連データが表示される。

ここで、表示部２４はＴＶドアホン３０と電力モニタリングシステム１１とで兼用しているので、ＴＶドアホン３０の表示制御スイッチ３７のオンと電力モニタリングシステム１１の操作スイッチ２５ａのオンとが競合することがある。この場合、表示部２４に先に表示している方を優先して表示するようにしてもよいし、ＴＶドアホン３０あるいは電力モニタリングシステム１１のいずれかを優先して表示するようにしてもよい。また、表示選択スイッチを設け、表示選択スイッチで選択した方を優先して表示するようにしてもよい。

ＴＶドアホン３０と電力モニタリングシステム１１とで表示部２４を兼用するので、ＴＶドアホン３０あるいは電力モニタリングシステム１１のいずれかを設置済みである場合に、他方を追加設置する際には表示部２４の設置を省略できる。

本発明の第１の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図。 本発明の第２の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図。 本発明の第３の実施の形態に係わる電力モニタリングシステムの構成図。 図２に示した第２の実施の形態に対し表示部をＴＶドアホンの表示部と兼用とした場合の電力モニタリングシステムの構成図。

符号の説明

１１…電力モニタリングシステム、１９…電力計測ユニット、２１…記憶部、２２…演算処理部、２３…制御ユニット、２５，２５ａ…操作スイッチ、２６…人感センサ、２８…外部ネットワーク、２９…サーバ

Claims (3)

1. 家庭で使用する電力を計測する電力計測ユニットと；
   前記電力計測ユニットで計測した電力を時系列の電力データとして記憶する記憶部と；
   前記記憶部に記憶された時系列の電力データに基づいて消費電力関連データを算出する演算処理部と；
   オフのときは前記演算処理部の演算処理動作を停止し、オンのときは前記演算処理部の演算処理動作を実行する制御ユニットと；
   を備えたことを特徴とする電力モニタリングシステム。
2. 人が接近したことを検出する人感センサを設け、前記人感センサが動作したときは前記制御ユニットをオンにし、前記演算処理部の演算処理動作を実行することを特徴とする請求項１記載の電力モニタリングシステム。
3. 前記電力計測ユニット及び前記制御ユニットは前記外部ネットワークに接続され、前記記憶部及び前記演算処理部は外部ネットワークに接続されたサーバに設置されたことを特徴とする請求項１または２記載の電力モニタリングシステム。

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