JP2010200473A - エネルギーモニタリングシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】建物より払出し可能なエネルギーの生成設備により生成されるエネルギーの生成量を測定する生成量測定手段と、建物に供給されるエネルギーの供給量を測定する供給量測定手段と、供給エネルギーとは逆向きのエネルギーを建物からの払い出しエネルギーとして払出し量を測定する払出し量測定手段と、これら測定手段からの測定値に基づいてエネルギー使用量を算出する使用量算出手段を具備させ、使用量算出手段に、生成量測定手段による測定の有無を判定する判定手段と、測定があったと判定された場合に測定値の各積算値に基づいて特定期間のエネルギー使用量を算出し、測定がなかったと判定された場合に供給量測定値の積算値を特定期間のエネルギー使用量と認定する使用量特定手段を具備させる。
【選択図】図1
Description
(1)建物に設けられて当該建物より払出し可能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備により生成されるエネルギーの生成量を測定する生成量測定手段と、
前記建物に供給されるエネルギーの供給量を測定する供給量測定手段と、
前記供給エネルギーとは逆向きに流れるエネルギーを建物から払い出されるエネルギーとして払出し量を測定する払出し量測定手段と、
これら生成量測定手段、供給量測定手段、払出し量測定手段から得られる測定値に基づいて前記建物内で使用されるエネルギー使用量を算出する使用量算出手段と、を備え、
該使用量算出手段は、
前記生成量測定手段による測定の有無を判定する測定判定手段と、
前記測定があったと判定された場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各積算値に基づいて特定期間の前記エネルギー使用量を算出し、前記測定がなかったと判定された場合に前記供給量測定値の積算値を前記特定期間のエネルギー使用量と認定する使用量特定手段と、
を備えていることを特徴としている。
前記使用量算出手段には、
前記測定判定手段に前記生成量測定値の積算値に基づいて測定の有無を判定させ、且つ、
前記使用量特定手段に前記生成量測定値の積算値から測定があったと判定する場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各積算値に基づいて前記特定期間のエネルギー使用量を算出させ、前記積算値から測定がなかったと判定する場合に前記供給量測定値の積算値を前記特定期間のエネルギー使用量と認定させる特定期間処理制御手段を備えていることが好ましい。
これによれば、1時間、1日、1週間、1年等、予め規定した特定期間のエネルギー使用量を正確に算出することができる。
前記測定判定手段に前記生成量測定値の瞬時値測定の有無を判定させ、且つ、
前記使用量特定手段に前記生成量測定値の瞬時値測定があったと判定する場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各瞬時値に基づいて前記エネルギー使用量の瞬時値を算出させ、前記生成量測定値の瞬時値測定がなかったと判定する場合に前記供給量測定値の瞬時値を前記エネルギー使用量の瞬時値と認定させる瞬時処理制御手段を備えていることが好ましい。
これによれば、単位時間あたりのエネルギー使用量を上記と同様に正確に算出することができる。
なお、瞬時値とは、一秒〜十数秒として設定される単位期間に各測定器が測定するエネルギー量のことを示しており、当該単位期間のいずれかの瞬間にエネルギー量を測定し、当該エネルギー量に単位期間の時間を乗じることで得ることとすることも可能であるし、微小期間のエネルギー量を単位期間の始まりから終わりに亘って累積すること等により得ることとすることも可能である。
供給量測定値の瞬時値が0以上か否かを判断する測定値判断手段と、
当該供給量測定値の瞬時値が0以上の場合には当該払出し量測定値の瞬時値を0と認定し、供給量測定値の瞬時値が0より小さい場合には当該供給量測定値の瞬時値を0と認定した上で、エネルギー使用量を夫々演算する演算手段とを備えていることが好ましい。
これによれば、供給量測定値の瞬時値が0以上の場合には、払出しエネルギーが存在していない状態であるので、払出しエネルギーを0と認定しておくことで、当該払出し測定値を考慮せずに実測に即した演算を行うことができる。同様に、供給量測定値が0以下の場合には、エネルギー供給は発生せずに生成エネルギーの余剰分が払い出されているエネルギー払出し状態であるため、当該供給量測定値を0と認定しておくことで、供給量測定値を考慮せずに実測に即した演算を行うことができる。
これによれば、払出し可能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備を備えると共に払出し不能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備を備えた住宅に対しても、正確にエネルギーの使用量を算出することができる。
図1は、戸建て住宅における電力系統図に本発明の一実施形態に係るエネルギーモニタリングシステムを加えて示した図で、図中1は電力会社との間で電力の授受を行う商用AC電源、2は商用AC電源1が接続された分電盤、3は太陽光発電装置、4はガスコジェネレーション装置である。
商用AC電源1には分電盤2から伸びる単相3線の幹線の一端が接続され、これによって電力会社から電力が供給されると共に、戸建て住宅で発電された電力の一部が逆潮流される。
分電盤2内には、上記商用AC電源1に接続された幹線の他端が接続された主幹ブレーカ5と、太陽光発電装置3からの電力供給系統に設置されると共に該主幹ブレーカ5にも単相3線によって接続された太陽光発電用ブレーカ6と、ガスコジェネレーション装置4からの電力供給系統に設置されると共に主幹ブレーカ5にも単相3線によって接続されたガスコジェネレーション用ブレーカ7が設けられている。主幹ブレーカ5には分岐線が接続され、各部屋内のコンセント等に個別のブレーカ8を介して接続されている。よって、商用AC電源1から供給された電力、太陽光発電装置3から得られた電力、及びガスコジェネレーション装置4から得られた電力が全て主幹ブレーカ5を介して各個別のブレーカ8に送られ、各部屋内のコンセント等に供給される構成とされている。
なお、各測定器10〜13は、適宜公知の測定器を採用可能であるが、本実施例においては、電流を測定する電流センサと、電圧を測定する電圧センサと、各センサによる電流値と電圧値に力率を加味して電力量を計測する構成のものを採用することとしている。
ガスコジェネ発電電力測定器11はガスコジェネレーション用ブレーカ7と主幹ブレーカ5とを接続する単相3線に取り付けられ、ガスエンジン発電ユニット4aからガスコジェネレーション用ブレーカ7へと該単相3線を流れる電流の電流値及び電圧値を一定秒(例えば4秒)毎にサンプリングして測定することができる。
なお、瞬時値とは、上述の如く1秒〜数秒として設定される単位期間に測定器が測定(計測)する電力(W)のことを示しており、当該単位期間のいずれかの瞬間に計測される電力に単位期間の時間を乗じることで電力量を得ることとすることも可能であるし、微小期間における電力を当該単位期間の始まりから終わりにわたって累積するなどにより得ることとすることも可能である。
上記各測定器10〜13の検出信号は、図2のブロック図から分かるように、各測定器10〜13に付設された通信制御手段17の受信手段17bに送信され、受信手段17bから使用量算出装置(使用量算出手段)14に取り込まれる構成とされている。
よって、使用量算出装置14は、各測定器10〜13からの測定値をそれぞれ認識する各測定器測定値認識手段18と、
測定器を通過して得られる各測定器からの測定値を格納する測定値格納手段19と、
該測定値格納手段19に格納された測定値を用いて当該戸建て住宅の電力使用量の瞬時値を算定するために必要な制御信号を出力する瞬時処理制御手段20と、
該測定値格納手段19に格納された測定値を用いて該戸建て住宅における特定期間の電力使用量X’を算出するために必要な制御信号を出力する特定期間処理制御手段21と、
前記測定器10〜13の中でも太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11からの測定の有無を判定する測定判定手段23aと、
前記測定値格納手段19に格納された測定値のうち、太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11の測定値に基づいて電力生成の有無を判定する測定判定手段23bと、
該測定判定手段23aからの結果と、瞬時期間処理制御手段20からの制御信号とにより測定値格納手段19に格納されている各瞬時値を用いて電力使用量瞬時値Xを算出すると共に、測定判定手段23bからの結果と、特定期間処理制御手段21からの制御信号とにより測定値格納手段19に格納されている電力量を用いて電力使用量X’を算出する使用量特定手段24と、
該使用量特定手段24に接続されて、演算処理を行う演算手段25と、
演算処理時に蓄積データを利用したり取得したデータを蓄積する等のために記憶手段26とを具備している。
なお、電力量の導出は、瞬時値を単に積算する等して導出することが可能であるが、本実施例では、上記特定期間における瞬時値の平均値(W)を導出し、当該平均値に特定期間の時間(h)を乗じることによって電力量(Wh)を導出することとしている。
先ず、測定値格納手段19に格納される瞬時値に次のような符号を付す。
A:買電電力測定器12からの瞬時値(W)
B:売電電力測定器13からの瞬時値(W)
C:太陽光発電電力測定器10からの瞬時値(W)
D:ガスコジェネ発電電力測定器11からの瞬時値(W)
電力使用量瞬時値Xは、これらの各測定器10〜13からの電力量A〜Dから、次式
X=A+C+D−B
によって算出される。よって、該処理手順では、太陽光発電力測定器10、ガスコジェネ発電電力測定器11、買電電力測定器12、売電電力測定器13からの各計測値が電力量A〜Dとして得られる(ステップS1)。ついで、瞬時処理制御手段20が測定判定手段23aに、太陽光発電電力測定器10からの電力量C及びガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量Dがあるか否かを判定させ(ステップS2)、何れの測定器10、11からの電力量C、Dもなかった場合は、電力使用量Xは、X=Aと特定される(ステップS3)。
一方、太陽光発電電力測定器10からの電力量Cかガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量Dがあった場合は、買電電力測定器12からの電力量Aがゼロ以上であるか否かが判定され(ステップS4)、買電電力測定器12からの電力量Aがゼロ以上の場合、つまり買電状態にある場合には、買電電力測定器12と売電電力測定器13は向きを逆にして取り付けてあるので、売電電力測定器13からの電力量Bはおよそ−Aとなるが、システム全体としては売電はなされていない状態であるので、B=0であると認定する(ステップS5)。よって、電力使用量Xは、X=A+C+Dとして算出される(ステップS6)。
これに対して、買電電力測定器12からの電力量Aがゼロ以上ではないと判定された場合には、今度は売電電力測定器13からの電力量Bが正の値を取っており、システム全体として売電状態にあるので、A=0であると認定し(ステップS7)、電力使用量Xは、X=C+D−Bとして算出される(ステップS8)。
ここで、特定期間電力使用量X’の算出の場合には、測定判定手段23bは、測定値格納手段19に格納されている電力量に基づいて太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11の測定値に基づく当該特定期間の電力量があるか否かを判定し、使用量特定手段24は、測定判定手段23bにより太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量が少なくとも何れかについてあったと判定された場合に各電力量に基づいて戸建て住宅における特定期間の電力使用量を演算し、測定判定手段23bにより太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量が何れについてもなかったと判定された場合に買電電力測定器12からの電力測定値の電力量を電力使用量X’と認定する構成とされている。
先ず、測定値格納手段19から、各測定器10〜13からの測定値から算出された電力量が送られてくる(ステップS10)。各電力量について瞬時値の場合と同様に次のような符号を付す。
A’:買電電力測定器12からの電力量(Wh)
B’:売電電力測定器13からの電力量(Wh)
C’:太陽光発電電力測定器10からの電力量(Wh)
D’: ガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量(Wh)
ついで、特定期間処理制御手段21が測定判定手段23bに、太陽光発電電力測定器10及びガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量C’、D’が少なくとも何れかについてあったか否かを判定させ(ステップS12)、何れの測定器10、11からの電力量C’、D’もなかった場合は、電力使用量X’は、X’=A’と定められる(ステップS13)。
一方、太陽光発電電力測定器10からの電力量C’かガスコジェネ発電電力測定器11からの電力量D’があった場合は、特定期間の電力使用量X’は、X’=A’+C’+D’−B’として算出される(ステップS14)。
また、入力手段29により入力された情報は必要に応じて出力制御手段27により加工され、送信手段17aを介して各測定器10〜13に送信される。これにより、各測定器の設定等を変更することができるものとなる。
例えば、上記実施形態では、払い出し可能な電力を生成する設備である太陽光発電装置3と、払い出し不能な電力を生成する設備であるガスコジェネレーション装置4を設備している場合を考えたが、払い出し不能な電力を生成するガスコジェネレーション装置4を有さない場合にもそのまま適用できる。
また、上記実施形態では、発電設備として太陽光発電装置3とガスコジェネレーション装置4を考えたが、その他の種類の発電設備が設置されている場合でも同様に実施することができる。例えば燃料電池コージェネレーション装置、風力コージェネレーション装置、水力コージェネレーション装置、地熱コージェネテーション装置等である。
更またエネルギーの使用量として代表的な電力使用量を考えたが、その他のガス、水道水等のエネルギー使用量をモニターする場合にも適用可能である。
2 分電盤
3 太陽光発電装置(払出し可能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備)
3a 太陽光集熱パネル
3b パワーコンディショナー
4 ガスコジェネレーション装置(払出し不能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備)
4a ガスエンジン発電ユニット
4b 給湯暖房ユニット
5 主幹ブレーカ
6 太陽光発電用ブレーカ
7 ガスコジェネレーション用ブレーカ
8 個別のブレーカ
10 太陽光発電電力測定器(生成量測定手段)
11 ガスコジェネ発電電力測定器(更なる生成量測定手段)
12 買電電力測定器(供給量測定手段)
13 売電電力測定器(払出し量測定手段)
14 使用量算出装置(使用量算出手段)
15 ディスプレイ装置
16 サーバ
17 通信制御手段
17a 送信手段
17b 受信手段
18 測定器測定値認識手段
19 測定値格納手段
20 瞬時処理制御手段
21 特定期間処理制御手段
22 積算手段
23a,23b 測定判定手段
24 使用量特定手段
25 演算手段
26 記憶手段
27 出力制御手段
28 表示制御手段
29 入力手段
X 電力使用量瞬時値
X’ 特定期間の電力使用量
Claims (5)
- 建物に設けられて当該建物より払出し可能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備により生成されるエネルギーの生成量を測定する生成量測定手段と、
前記建物に供給されるエネルギーの供給量を測定する供給量測定手段と、
前記供給エネルギーとは逆向きに流れるエネルギーを建物から払い出されるエネルギーとして払出し量を測定する払出し量測定手段と、
これら生成量測定手段、供給量測定手段、払出し量測定手段から得られる測定値に基づいて前記建物内で使用されるエネルギー使用量を算出する使用量算出手段と、を備え、
該使用量算出手段は、
前記生成量測定手段による測定の有無を判定する測定判定手段と、
前記測定があったと判定された場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各積算値に基づいて特定期間の前記エネルギー使用量を算出し、前記測定がなかったと判定された場合に前記供給量測定値の積算値を前記特定期間のエネルギー使用量と認定する使用量特定手段と、
を備えていることを特徴とするエネルギーモニタリングシステム。 - 前記各測定手段のそれぞれ又は前記使用量算出手段には、各測定手段による各測定値を積算して特定期間の積算値を求める積算手段が設けられると共に、
前記使用量算出手段には、
前記測定判定手段に前記生成量測定値の積算値に基づいて測定の有無を判定させ、且つ、
前記使用量特定手段に前記生成量測定値の積算値から測定があったと判定する場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各積算値に基づいて前記特定期間のエネルギー使用量を算出させ、前記積算値から測定がなかったと判定する場合に前記供給量測定値の積算値を前記特定期間のエネルギー使用量と認定させる特定期間処理制御手段を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギーモニタリングシステム。 - 前記使用量算出手段は、
前記測定判定手段に前記生成量測定値の瞬時値測定の有無を判定させ、且つ、前記使用量特定手段に前記生成量測定値の瞬時値測定があったと判定する場合に前記生成量測定値、供給量測定値及び払出し量測定値の各瞬時値に基づいて前記エネルギー使用量の瞬時値を算出させ、前記生成量測定値の瞬時値測定がなかったと判定する場合に前記供給量測定値の瞬時値を前記エネルギー使用量の瞬時値と認定させる瞬時処理制御手段を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギーモニタリングシステム。 - 前記瞬時処理制御手段は、
供給量測定値の瞬時値が0以上か否かを判断する測定値判断手段と、
当該供給量測定値の瞬時値が0以上の場合には当該払出し量測定値の瞬時値を0と認定し、供給量測定値の瞬時値が0より小さい場合には当該供給量測定値の瞬時値を0と認定した上で、エネルギー使用量を夫々演算する演算手段と
を備えていることを特徴とする請求項3に記載のエネルギーモリタリングシステム。 - 建物に設けられて当該建物より払出し不能なエネルギーを生成するエネルギー生成設備により生成されるエネルギーの生成量を測定する更なる生成量測定手段を備え、前記使用量算出手段は、前記更なる生成量測定手段から得られる測定値を加えて前記エネルギー使用量を算出する構成とされたことを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のエネルギーモニタリングシステム。
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