JP2017175726A - 住宅の電力管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数世帯の居住に対応する住宅において、各世帯の居住者に省エネ行動を促すことが可能な住宅の電力管理システムを提供する。
【解決手段】電力管理システム2は、複数世帯の居住に対応し電力供給装置である太陽光発電装置13を備える住宅1において電力供給を制御する電力制御部202と、住宅1の電力情報を端末装置22,23に表示させる表示制御部203と、を備える。表示制御部203は、太陽光発電装置13から供給される電力の値を予め定められた比率に基づいて分割し、該分割した電力の値を世帯毎に端末装置22,23に表示させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、住宅の電力管理システムに関する。
住宅で消費される電力を管理するシステムとして、特許文献1に記載のものが知られている。当該システムは、主幹ブレーカと、複数の分岐ブレーカと、分岐電流検出部と、メモリと、演算部と、制御部とを備えている。
複数の分岐ブレーカは、主幹ブレーカの二次側から分岐して機器に電力を供給する分岐電路に各々設けられている。分岐電流検出部は、各分岐ブレーカを介して機器に供給される電流値を分岐ブレーカ毎に計測する。メモリには、それぞれの分岐ブレーカ毎に電力供給先の機器に対応した力率情報が記憶されている。演算部は、分岐電流検出部により検出される電流値と、メモリに記憶された力率情報に基づいて分岐ブレーカ毎の電力量を演算する。制御部は、演算部により演算された分岐ブレーカ毎の電力量を表す電力情報を生成し、生成された電力情報を端末装置に送信する。端末装置は、制御部から送信される電力情報を表示する。
このように構成された特許文献1記載のシステムでは、端末装置に電力情報を表示させることにより、住宅の居住者に省エネルギを促すことができる。例えば、住宅に設置された機器において比較的多くの電力を消費している場合は、居住者に電力情報を確認させることにより、当該機器の使用を控えさせ、電力事業者から購入する電力を可能な限り減らす行動を促すことができる(以下、このような居住者の行動を、単に「省エネ行動」とも称する)。
特許第4535052号公報
機器で消費されている電力のほかにも、住宅に備えられている電力供給装置から供給される電力を端末装置に表示させるシステムの検討も進められている。当該システムでは、太陽光発電装置、蓄電装置や、バッテリを有する車両等の、住宅に備えられている電力供給装置から住宅に供給される電力を電力情報として表示する。また、蓄電装置やバッテリの充電を行う際には、太陽光発電装置から蓄電装置やバッテリに供給される電力が電力情報として表示される。
ところで、近年、住宅の居住態様は多様化している。つまり、家族関係がある2つの世帯が居住する「2世帯住宅」のみならず、家族関係が無い複数の世帯が居住する「シェアハウス」や、住宅内の空室を家族ではない者に賃貸する、等の様々な居住態様がみられるようになっている。
前述した太陽光発電装置、蓄電装置や、バッテリを有する車両等の電力供給装置は、各住宅に多くとも1つ備えられることが一般的である。複数の世帯が居住する住宅では、このように1つしかない供給源から供給される電力に対して、自らの省エネ行動が十分なものであるか否かを居住者が確認できないおそれがあった。この場合、電力情報を表示しても、それが居住者の省エネ行動に繋がらない懸念がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数世帯の居住に対応する住宅において、各世帯の居住者に省エネ行動を促すことが可能な住宅の電力管理システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る住宅の電力管理システムは、複数世帯の居住に対応し電力供給装置(13)を備える住宅(1)において電力供給を制御する電力制御部(202)と、住宅の電力情報を端末装置に表示させる表示制御部(203)と、を備える。表示制御部は、電力供給装置から供給される電力の値を予め定められた比率に基づいて分割し、該分割した電力の値を世帯毎に端末装置に表示させる。
上記構成によれば、住宅に居住する各世帯は、端末装置の表示に基づいて、電力供給装置から供給され分割された電力の値を確認することができる。つまり、電力供給装置から住宅に供給される総ての電力を、自世帯だけで消費できると居住者が認識してしまうことを抑制できる。この結果、各世帯の居住者に省エネ行動を促すことが可能になる。
本発明によれば、複数世帯の居住に対応する住宅において、各世帯の居住者に省エネ行動を促すことが可能な住宅の電力管理システムを提供することができる。
実施形態に係る住宅を示すブロック図である。 端末装置を示す斜視図である。 端末装置に表示されるログイン画面を示す図である。 端末装置に表示される第1世帯用の画面を示す図である。 端末装置に表示される第2世帯用の画面を示す図である。 端末装置に表示される発電分配比率を示す図である。
以下、住宅の電力管理システムの一実施形態について説明する。本実施形態の住宅は、第1世帯H1に属する居住者と、第2世帯H2に属する居住者とが生活する、いわゆる2世帯住宅である。
図1に示されるように、本実施形態の住宅1には、分電盤10a,10bと、メータ11と、給湯装置121,122と、太陽光発電装置13と、PCS(Power Conditioning System)14と、を備えている。
太陽光発電装置13は、住宅1の屋上に配置されている。太陽光発電装置13は、不図示の太陽光パネルにより太陽光のエネルギを直流電力に変換することで直流電力を発生させる。太陽光発電装置13が発生させた直流電力は、PCS14に供給される。
PCS14は、太陽光発電装置13が発電させた直流電力を、住宅1で使用可能な交流電力に変換する。PCS14で変換された交流電力は分電盤10aに供給される。
分電盤10aは、電力系統3及びPCS14から供給される交流電力を第1世帯H1の機器30〜33及び分電盤10bに分配する。機器30,31は、第1世帯H1の部屋R10に設置されている。機器32,33は、第1世帯H1の部屋R11に設置されている。機器30〜33は、分電盤10aからの電力の供給に基づき駆動する。分電盤10aは、機器30〜33の消費電力を検出する機能を有している。また、分電盤10aは、PCS14から供給される電力、すなわち太陽光発電装置13の発電量を検出する機能も有している。
分電盤10bは、分電盤10aから供給される交流電力を第2世帯H2の機器40〜43に分配する。機器40,41は、第2世帯H2の部屋R20に設置されている。機器42,43は、第2世帯H2の部屋R21に設置されている。機器40〜43は、分電盤10bからの電力の供給に基づき駆動する。
メータ11は、電力系統3から分電盤10aに至る電力線の途中に設けられている。メータ11は、住宅1全体の消費電力を検出する。
給湯装置121,122は、ヒートポンプ式の構成を有しており、空気の熱を利用して温水を生成する。給湯装置121で生成される温水は第1世帯H1のみに供給され、給湯装置122で生成される温水は第2世帯H2のみに供給される。給湯装置121,122は、メータ11から分電盤10aに至る電力線に接続されている。すなわち、給湯装置121,122には、電力系統3から直接電力が供給される。給湯装置121,122は、自身の消費電力を監視する機能を有している。
住宅1には、住宅1の電力状態を統括的に管理する電力管理システム2が設けられている。電力管理システム2は、HEMS(Home Energy Management System)装置20と、無線ルータ21と、端末装置22,23とを備えている。
HEMS装置20は、分電盤10a,10b、メータ11、給湯装置121,122、第1世帯H1の機器30,32、及び第2世帯H2の機器40,42とローカルエリアネットワーク(LAN)25を介して通信可能に接続されている。HEMS装置20は、分電盤10a,10b、メータ11、及び給湯装置121,122からLAN25を介して各種電力情報を取得するとともに、取得した電力情報に基づいて住宅1の電力状態を管理する。
具体的には、HEMS装置20は、記憶部200と、管理部201と、電力制御部202と、表示制御部203と、を備えている。
管理部201は、住宅1の電力情報を管理している。管理部201は、例えば以下の(a1)〜(a9)に示される電力情報を取得している。
(a1)管理部201は、分電盤10aから機器30〜33の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第1世帯H1の消費電力の情報を取得する。
(a2)管理部201は、分電盤10aから機器30,31の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第1世帯H1の部屋R10の消費電力の情報を取得する。
(a3)管理部201は、分電盤10aから機器32,33の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第1世帯H1の部屋R11の消費電力の情報を取得する。
(a4)管理部201は、分電盤10bから機器40〜43の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第2世帯H2の消費電力の情報を取得する。
(a5)管理部201は、分電盤10bから機器40,41の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第2世帯H2の部屋R20の消費電力の情報を取得する。
(a6)管理部201は、分電盤10bから機器42,43の消費電力の情報を取得し、それらの総計により第2世帯H2の部屋R21の消費電力の情報を取得する。
(a7)管理部201は、分電盤10aから太陽光発電装置13の発電量の情報を取得する。
(a8)管理部201は、メータ11から住宅1全体の消費電力の情報を取得する。
(a9)管理部201は、給湯装置121,122からその消費電力の情報を取得する。
管理部201は、(a1)〜(a9)に示される電力情報を取得するとともに、取得した電力情報の現在の情報及び過去の情報を記憶部200に記憶させている。記憶部200は、半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体である。
また、管理部201は、給湯装置121,122、及び機器30,32,40,42等の住宅1の機器の動作状態を管理している。具体的には、管理部201は、LAN25を介して給湯装置121,122、及び機器30,32,40,42と通信を行うことにより、それらが駆動及び停止のいずれの状態であるかを監視している。
電力制御部202は、住宅1内への電力供給を制御する。具体的には、電力制御部202は、太陽光発電装置13において発生した電力と、住宅1の機器30等で消費される電力と、のバランスに基づいて、電力供給の制御をおこなう。例えば、住宅1において消費される電力に対して、太陽光発電装置13の電力供給装置から住宅1に供給される電力が不足している場合、電力制御部202は、電力系統3から電力の供給を受けるように制御する。また、住宅1において消費される電力に対して、太陽光発電装置13の電力供給装置から住宅1に供給される電力が大きい場合は、電力制御部202は余剰の電力を電力事業者に販売するように制御する。
表示制御部203は、端末装置22,23における表示内容を制御する。具体的には、表示制御部203は、管理部201により管理されている住宅1の電力情報を端末装置22,23に表示させる。
無線ルータ21は、端末装置22,23と無線通信可能に接続されている。また、無線ルータ21は、住宅のLAN25を介してHEMS装置20と通信可能に接続されている。無線ルータ21は、端末装置22,23から無線送信される情報をHEMS装置20に送信する。また、無線ルータ21は、HEMS装置20から送信される情報を端末装置22,23に無線送信する。
端末装置22,23は、電力管理システム2専用の装置である。端末装置22,23は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、無線ルータ21と無線通信を行うための不図示の通信装置等を備えている。図2に示されるように、端末装置22は、電力管理システム2に関する各種情報を表示するタッチパネル220を備えている。端末装置22では、タッチパネル220に触れることにより入力操作を行うことも可能である。すなわち、タッチパネル220は、操作部としての機能も有している。
図1に示されるように、端末装置22は、第1世帯H1の住人により使用される。端末装置22は、タッチパネル220に対する操作情報を無線ルータ21を介してHEMS装置20に無線送信する。
端末装置23も、端末装置22と同様の構成を有している。端末装置23は、第2世帯H2の住人により使用される。
HEMS装置20の表示制御部203は、端末装置22,23から送信される操作情報に基づいて住宅1の電力情報を端末装置22,23に送信することで、タッチパネル220に住宅1の電力情報を表示させる。
次に、図3乃至図6を参照しながら、表示制御部203が端末装置22,23に表示させる内容について説明する。なお、端末装置22,23のいずれが操作された場合でも表示制御部203により実行される処理は同一であるため、以下では、端末装置22が操作された例を説明する。
表示制御部203は、まず、図3に示されるログイン画面G1を端末装置22に表示させる。ログイン画面G1は、ID及びパスワードを入力する画面からなる。第1世帯H1及び第2世帯H2は、それぞれに予め与えられている固有のID及びパスワードをログイン画面G1で入力する。表示制御部203は、この固有のID及びパスワードに対応する電力情報を端末装置22に表示させる。
図4は、第1世帯H1に与えられたID及びパスワードが図3のログイン画面G1で入力された場合に、表示制御部203が端末装置22に表示させる電力情報画面G10を示している。電力情報画面G10は、表示項目として、「発電分配量」及び「機器消費量」を含んでいる。各表示項目の右側には、それぞれの各表示項目に対応する電力の値が表示されている。この値は、電力情報画面G10を表示させているタイミングにおける瞬時値であり、状況とともに変化する。
「発電分配量」は、太陽光発電装置13が発生させている電力のうち、第1世帯H1において消費することが妥当な電力の最大値を示している。この電力情報画面G10は、太陽光発電装置13が発電している電力のうち1.8kWが、第1世帯H1において消費することが妥当なものの最大値であることを示している。
また、「機器消費量」は、第1世帯H1に備えられている機器30〜33において消費されている電力を示している。
第1世帯H1に属する居住者は、電力情報画面G10を確認することにより、太陽光発電装置13が発生させている電力のうち、1.8kWが自世帯において消費することが妥当な電力の最大値であるとともに、自世帯の機器30〜33において2.0kWの電力を消費していることを確認する。
また、第1世帯H1に属する居住者は、機器30〜33における電力の消費が自世帯の発電分配量よりも大きかったことから、0.2kW分の電力消費を抑制する省エネ行動を自身に求められていることを確認できる。
電力情報画面G10には、「発電分配量」等の表示項目のほかにも、「発電分配比率変更」、「ログアウト」のそれぞれのアイコンA11,A12が表示されている。このうち、「発電分配比率変更」のアイコンA11は、予め管理者権限を与えられている第1世帯H1の電力情報画面G10のみで表示される。
一方、図5は、図3のログイン画面G1において、第2世帯H2に与えられたID及びパスワードが入力された場合に、表示制御部203が端末装置22に表示させる電力情報画面G11を示している。電力情報画面G11は、前述した第1世帯H1用の電力情報画面G10と同様に、表示項目として、「発電分配量」及び「機器消費量」を含んでいる。各表示項目の詳細は、電力情報画面G10に関して説明したものと同様である。各表示項目の右側に表示されている値も、電力情報画面G11を表示させているタイミングにおける瞬時値であり、状況とともに変化する。
ここで、図5に示される電力情報画面G11は、図4に示される電力情報画面G10と同一タイミングにおけるものを表示している。つまり、電力情報画面G10に示したように、第1世帯H1における発電分配量が1.8kWであるタイミングにおいて、第2世帯H2における発電分配量は1.2kWである。
当該タイミングにおいて、第1世帯H1、第2世帯H2の発電分配量の合計は3.0kWである。このことから、太陽光発電装置13が発生させた電力のうち、電力事業者に販売した分を除いたものの値が3.0kWであり、当該3.0kW分の電力を住宅1に供給可能であることがわかる。また、前述した表示制御部203は、太陽光発電装置13から住宅1に供給可能な3.0kWの電力のうち、60%に相当する1.8kW分の電力を第1世帯H1の発電分配量とし、40%に相当する1.2kW分の電力を第2世帯H2の発電分配量としていることがわかる。
第2世帯H2に属する居住者は、電力情報画面G11を確認することにより、太陽光発電装置13が発生させている電力のうち、自世帯において消費することが妥当な電力の最大値が1.2kWであることと、機器40〜43において1.0kWの電力を消費していることを確認する。
また、第2世帯H2に属する居住者は、機器40〜43における電力の消費が、自世帯の発電分配量よりも小さかったことで、自身の省エネ行動が、電力消費を抑制する観点で妥当であることを確認できる。
電力情報画面G10には、「発電分配量」等の表示項目のほかにも、「ログアウト」のそれぞれのアイコンA13が表示されている。前述したように、第2世帯H2に属する居住者は管理者権限を与えられていないため、電力情報画面G10の「発電分配比率変更」に相当するアイコンが表示されない。
管理者権限を与えられている第1世帯H1に属する居住者が、図4に示される「発電分配比率変更」アイコンA11を選択すると、表示制御部203は、図6に示される電力情報画面G12を端末装置22に表示させる。電力情報画面G12は、太陽光発電装置13から供給する電力の値を、表示制御部203が第1世帯H1のものと第2世帯H2のものとに分割する際の比率を示すものである。
表示制御部203は、当該比率を、第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの電力の消費実績に基づいて変更する。詳細には、表示制御部203は、所定期間(例えば、1週間)における第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの消費電力の積算値に基づいて、当該比率を変更する。
図6に示される電力情報画面G12は、太陽光発電装置13から供給する電力のうち、60%の電力が第1世帯H1の発電分配量とされ、残りの40%の電力が第2世帯H2の発電分配量とされることを示している。これは、所定期間における第1世帯H1と第2世帯H2との消費電力の積算値の比率が6:4であったことに基づいて定められたものである。すなわち、表示制御部203は、所定期間における消費電力の積算値が大きかった第1世帯H1に、当該積算値が小さかった第2世帯H2に比べて大きな電力を供給するように、比率を変更する。
尚、所定期間における第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの消費電力として、当該所定期間における給湯装置121,122の消費電力を用いることができる。すなわち、第1世帯H1の消費電力の代表値として、第1世帯H1のみに湯水を供給する給湯装置121の消費電力を用いるとともに、第2世帯H2の消費電力の代表値として、第2世帯H2のみに湯水を供給する給湯装置122の消費電力を用いることができる。
給湯装置121,122がそれぞれ供給する湯水の量は、第1世帯H1、第2世帯H2のそれぞれに属する居住者の数と概ね比例する。そして、その供給する湯水の量は、給湯装置121,122のそれぞれの消費電力と概ね比例する。すなわち、所定期間における第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの消費電力として、当該所定期間における給湯装置121,122の消費電力を用いることにより、第1世帯H1、第2世帯H2のそれぞれに属する居住者の数の比に応じて、太陽光発電装置13から供給する電力の値を分割する際の比率を変更することができる。
また、電力情報画面G12には、図4に示される電力情報画面G10に戻るための「ホーム」アイコンA14や、変更用アイコンA15が表示されている。管理者権限を与えられている第1世帯H1に属する居住者は、変更用アイコンA15を入力操作することができる。表示制御部203は、第1世帯H1に属する居住者の入力操作に基づいて、比率を当該居住者が所望するものに変更する。
以上説明したように、電力管理システム2によれば、電力供給装置である太陽光発電装置13から供給される電力は、住宅1に居住する第1世帯H1及び第2世帯H2に供給される。そして、太陽光発電装置13から供給される電力の値が予め定められた比率に基づいて分割され、当該分割した電力の値が、端末装置22,23に世帯毎に表示される。
これにより、住宅1に居住する第1世帯H1及び第2世帯H2は、端末装置22,23の表示に基づいて、太陽光発電装置13から供給され分割された電力の値を確認することができる。つまり、太陽光発電装置13から住宅1に供給される総ての電力を、当該自世帯だけで消費できると居住者が認識してしまうことを抑制できる。この結果、各世帯の居住者に省エネ行動を促すことが可能になる。
また、表示制御部203は、電力の値を分割する際の比率を変更可能である。これにより、第1世帯H1と第2世帯H2との関係や、それぞれの電力の消費状況等に応じて、適切に電力の値を分割することが可能になる。
また、表示制御部203は、第1世帯H1及び第2世帯H2のうち予め定められた世帯の入力操作に基づいて比率を変更する。これにより、比率が不用意に変更され、電力の値の分割が不適切なものになってしまうことを抑制することが可能になる。
また、表示制御部203は、第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの電力の消費実績に基づいて比率を変更する。これにより、第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの電力消費の実態に応じて電力の値を分割することが可能になる。
また、表示制御部203は、所定期間における第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの消費電力の積算値に基づいて比率を変更する。これにより、突発的に電力を消費したことによるノイズの影響を抑制し、より第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれの電力消費の実態に応じて電力の値を分割することが可能になる。
また、表示制御部203は、所定期間における消費電力の積算値が大きい世帯に、該積算値が小さい世帯に比べて大きな電力を供給するように比率を変更する。これにより、各世帯の消費電力の積算値の大きさに応じて電力の値を分割し、電力系統3から供給を受ける電力を抑制することが可能になる。
また、表示制御部203は、第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれに湯水を供給する給湯装置121,122の所定期間における消費電力に基づいて比率を変更する。これにより、第1世帯H1及び第2世帯H2のそれぞれに属する居住者の数の比に応じて、電力の値を分割する際の比率を変更することが可能になる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
2:電力管理システム
121,122:給湯装置
13:太陽光発電装置(電力供給装置)
22,23:端末装置
202:電力制御部
203:表示制御部
H1:第1世帯
H2:第2世帯

Claims (7)

  1. 複数世帯の居住に対応し電力供給装置(13)を備える住宅(1)において電力供給を制御する電力制御部(202)と、
    前記住宅の電力情報を端末装置に表示させる表示制御部(203)と、を備え、
    前記表示制御部は、前記電力供給装置から供給される電力の値を予め定められた比率に基づいて分割し、該分割した電力の値を世帯毎に前記端末装置に表示させる、住宅の電力管理システム。
  2. 前記表示制御部は、前記比率を変更可能である、請求項1に記載の住宅の電力管理システム。
  3. 前記表示制御部は、前記複数世帯のうち予め定められた世帯の入力操作に基づいて前記比率を変更する、請求項2に記載の住宅の電力管理システム。
  4. 前記表示制御部は、前記複数世帯のそれぞれの電力の消費実績に基づいて前記比率を変更する、請求項2に記載の住宅の電力管理システム。
  5. 前記表示制御部は、所定期間における前記複数世帯のそれぞれの消費電力の積算値に基づいて前記比率を変更する、請求項4に記載の住宅の電力管理システム。
  6. 前記表示制御部は、所定期間における消費電力の積算値が大きい世帯に、該積算値が小さい世帯に比べて大きな電力を供給するように前記比率を変更する、請求項5に記載の住宅の電力管理システム。
  7. 前記表示制御部は、前記複数世帯のそれぞれに湯水を供給する給湯装置の所定期間における消費電力に基づいて前記比率を変更する、請求項5に記載の住宅の電力管理システム。
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