JP2013058395A - 消費電力削減支援システム、消費電力削減支援装置、消費電力削減支援方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実施形態によれば、建物における消費電力の削減を支援する消費電力削減支援システムは、計測部と、室内照度算出部と、電力削減可能量算出部とを具備する。計測部は、建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測する。室内照度算出部は、計測された外光照度に基づいて光による室内照度を算出する。電力削減可能量算出部は、算出された室内照度に基づいて、室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する。
【選択図】 図2
Description
次世代の電力系統では、電力系統を安定して運用するために電力需要側の電力消費量をインテリジェントに制御することが想定されている。すなわち電力の供給側と需要側との間に通信環境を構築し、需要側での電力消費量を供給側で監視することなどを可能とする旧来にはない電力供給網が形成されようとしている。
目的は、電力消費を抑えることの可能な消費電力削減支援システム、消費電力削減支援装置、消費電力削減支援方法およびプログラムを提供することにある。
図2は、第1の実施形態に係わる消費電力削減支援システムの一例を示す機能ブロック図である。実施形態では、建物の窓際に設けられるブラインドのスラット角度の最適な値を算出してユーザに伝えることで、見える化を促すことの可能な構成を示す。見える化を促すことにより、実施形態のシステムは建物の電力消費量の削減を支援する。ブラインドはスラット角度を制御量として与えられる、光の遮光量を可変可能な遮光手段の一例として捉えることができる。
建物情報入力部11は、サーバ装置1に備わるキーボードやマウスなどのユーザインタフェースの形態をとっても良いし、または、必要なデータを書き込まれたディスク媒体やUSB(Universal Serial Bus)などの記憶媒体であっても良い。あるいは、ユーザ端末40を用いてサーバ装置1に建物情報を与えるようにしても良い。
減光パターンとは、複数配設される照明機器のうちどれを点灯/消灯するかを示す情報である。照明機器(蛍光灯、LEDなど)が例えばアレイ状に配設されているとすれば、例えば一つおきに点灯、消灯を繰り返すパターンが例として挙げられる。どの照明機器をオン/オフするかに応じて多様な態様の減光パターン(減光態様)が考えられる。
図3は、図2に示されるシステムにおける処理手順を示すフローチャートである。処理が開始されると、サーバ装置1はブラインドの最適スラット角度を算出する(ステップS1)。このステップでは、最適スラット角度導出部16が、壁面方位角(建物各面の方角)、ブラインド面の方向、ブラインドのスラット幅やスラット間隔、外光照度計測部12にて計測された全天日射による外光照度などに基づいて、室内への直達日射を避けつつ、天空日射による最大限の室内照度を確保可能なスラット角度の最適値を算出する。この最適値の算出に要するデータは建物情報入力部11を介してサーバ装置1に入力される。
次にサーバ装置1は、消費電力削減指令部30からの電力削減指令を待ち受ける(ステップS5)。データ送受信部14を介して電力削減指令を受信すると(ステップS5でYES)、サーバ装置1は、ステップS1で算出したブラインドの最適スラット角度と、ステップS4で算出した照明機器の減光パターンとを、最適設定通知部15を介してユーザ端末40に送信する(ステップS6)。これを受けてユーザ端末40はスラット角度の最適値と減光パターンとを、モニタ表示あるいは音声による報知などによりユーザに伝える。
図5は、ブラインドを真横から見た状態を示す図である。ブラインドに参照符号Bを付して示す。図5においてブラインド軸から右側を窓側(外側)とし、左側を室内側とする。
一般に照明機器の輝度に比較して太陽からの直達日射の輝度は著しく大きいので、室内に直達日射を取り込むと在室者はまぶしさを感じ、不快感を覚える。また、強い指向性を持つ直達日射による採光は室内照度の分布を不均一にし、さらに、採光による照明電力の低減以上に冷房負荷の増大により空調消費電力の増加を引き起こす懸念がある。よって実施形態では、直達日射を避けた状態で天空日射により室内照度を最大限確保可能なスラット角度を、スラット角度の最適値として算出する。
最適スラット角度の算出のため、まず太陽位置を太陽高度h[度:deg.]と、ブラインドに対する太陽入射角φ[deg.]とをパラメータとして特定する。図5を参照して太陽高度hとブラインドの最適スラット角度の関係を説明する。
日の入り直前、または日の出直後のように、太陽高度hが0[deg.]近傍であれば、ブラインドスラット角度を90[deg.](垂直全閉)として、直達日射の室内への入射を防ぐようにする。
次に、外光による室内照度を算出(推定)する手順につき説明する。この手順では、ブラインドのスラット角度と外光(天空日射)による室内照度との関係(ブラインド特性、建物情報入力部11により入力される)を用いて、外光照度計測部12により計測された外光照度とステップS1で算出された最適スラット角度とに基づいて、外光による室内照度を算出する。
以上の手順により、外光による室内照度IX[lx]を室内の任意点について算出することができる。次に、任意点における室内照度IXを用いて照明に要する電力の削減可能な量を推定する手順につき説明する。外光による採光のみでは室内の照度設定値IX-SP[lx]を満足できないケースがある。そこで、先ず、照明機器に要求される機器要求照度IX-L[lx]を式(10)を用いて算出する。
さらに、デマンドレスポンス環境において、室内照度および削減可能な電力消費量を事前に推定することで、室内の利便性、快適性を維持しつつ事前に見積もった通りの正確な電力制御が可能となる。
図13は、第2の実施形態に係わる消費電力削減支援システムの一例を示す機能ブロック図である。図13において図2と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。第2の実施形態では、室内照明の調光制御手段を備える建物システムを想定する。システムはさらに、この調光制御手段に付随して室内照度センサ(図示せず)を備える。すなわち第2の実施形態では、室内照度センサにより計測される室内照度を適正値に保つべく、照明機器の光束が自動制御されるシステムを想定する。
図14のステップS16において、最適スラット角度導出部16により算出された最適スラット角度は、最適スラット角度通知部19を解してユーザ端末41に通知される。ユーザ端末41は最適スラット角度をユーザに通知する。
図15は、第3の実施形態に係わる消費電力削減支援システムの一例を示す機能ブロック図である。図15において図2、図13と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図15に示す制御装置3は、人物在/不在情報受信部20を備える。人物在/不在情報受信部20は、カメラ、赤外線、オフィス室内における各人のパソコンの状態、体温センサなどにより、室内任意点における人物の在、および不在を検知するものである。ここでいう任意点は、人が存在すると考えられる、床に近い位置に限定しても良い。
また、外光照度計測部12として、建物に取り付けられた太陽電池を利用することも可能である。
図18は、太陽電池を備える建物の一例を示す図である。建物の屋根、あるいは壁面には太陽電池200が取り付けられ、その出力がダイオード150を介して室内に導かれる。ダイオードの出力は蓄電池160に導かれて蓄電されるとともに、配電盤180を介してコンセントCから室内各部に供給される。各種の制御はコントローラ170により実施される。コントローラ170には、室内照度を計測する照度センサ4aが接続されることもある。なお太陽電池をブラインドに搭載することもできる。近年ではシースルーの太陽電池も提供されている。
Claims (32)
- 建物における消費電力の削減を支援する消費電力削減支援システムにおいて、
前記建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測する計測部と、
前記計測された外光照度に基づいて前記光による室内照度を算出する室内照度算出部と、
前記算出された室内照度に基づいて、前記室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する電力削減可能量算出部とを具備する、消費電力削減支援システム。 - さらに、前記室内に設置され遮光量を可変可能な遮光手段を具備し、
前記室内照度算出部は、前記遮光手段の前記室外からの光の導入特性と、前記計測された外光照度とに基づいて前記室内照度を算出する、請求項1に記載の消費電力削減支援システム。 - さらに、前記光の入射方向と前記遮光手段の設置面とのなす角と、前記遮光手段の特性データとの少なくとも一方に基づいて、消費電力削減のための前記遮光手段に対する制御量の推奨値を算出する推奨値算出部と、
前記算出された推奨値を通知する通知部とを具備する、請求項2に記載の消費電力削減支援システム。 - 前記推奨値算出部は、前記室内への直達日射を抑制した状態で前記光による室内照度を最大限に確保可能な前記制御量の最適値を算出し、
前記通知部は、前記最適値を含む前記遮光手段の操作ガイドをユーザに通知する、請求項3に記載の消費電力削減支援システム。 - さらに、前記照明機器の減光態様を、前記算出された室内照度と前記室内の照度設定値とに基づいて算出する減光態様算出部と、
前記算出された減光態様を通知する通知部とを具備する、請求項1に記載の消費電力削減支援システム。 - さらに、前記室内に存在する人物の位置を求める位置特定手段を具備し、
前記減光態様算出部は、前記照明機器の減光態様を、前記室内に存在する人物の位置に基づいて算出する請求項5に記載の消費電力削減支援システム。 - 前記建物は太陽電池を備え、
前記計測部は、前記太陽電池の出力に基づいて前記外光照度を計測する、請求項1に記載の消費電力削減支援システム。 - さらに、前記削減可能量を、通信回線を介して上位システムに送信する送信部を具備する、請求項1に記載の消費電力削減支援システム。
- 建物における消費電力の削減を支援する消費電力削減支援装置において、
前記建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測する計測手段により計測された外光照度に基づいて前記光による室内照度を算出する室内照度算出部と、
前記算出された室内照度に基づいて、前記室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する電力削減可能量算出部とを具備する、消費電力削減支援装置。 - 前記室内照度算出部は、前記室内に設置され遮光量を可変可能な遮光手段の前記室外からの光の導入特性と、前記計測された外光照度とに基づいて前記室内照度を算出する、請求項9に記載の消費電力削減支援装置。
- さらに、前記光の入射方向と前記遮光手段の設置面とのなす角と、前記遮光手段の特性データとの少なくとも一方に基づいて、消費電力削減のための前記遮光手段に対する制御量の推奨値を算出する推奨値算出部と、
ユーザインタフェースと、
前記算出された推奨値を前記ユーザインタフェースを介して通知する通知部とを具備する、請求項10に記載の消費電力削減支援装置。 - 前記推奨値算出部は、前記室内への直達日射を抑制した状態で前記光による室内照度を最大限に確保可能な前記制御量の最適値を算出し、
前記通知部は、前記最適値を含む前記遮光手段の操作ガイドをユーザに通知する、請求項11に記載の消費電力削減支援装置。 - さらに、前記照明機器の減光態様を、前記算出された室内照度と前記室内の照度設定値とに基づいて算出する減光態様算出部と、
前記算出された減光態様を通知する通知部とを具備する、請求項9に記載の消費電力削減支援装置。 - さらに、前記室内に存在する人物の位置を求める位置特定手段を具備し、
前記減光態様算出部は、前記照明機器の減光態様を、前記室内に存在する人物の位置に基づいて算出する請求項13に記載の消費電力削減支援装置。 - 前記計測部は、前記建物に備わる太陽電池の出力に基づいて前記外光照度を計測する、請求項9に記載の消費電力削減支援装置。
- さらに、前記削減可能量を、通信回線を介して上位システムに送信する送信部を具備する、請求項9に記載の消費電力削減支援装置。
- 建物における消費電力の削減を支援する消費電力削減支援方法において、
前記建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測し、
前記計測された外光照度に基づいて前記光による室内照度を算出し、
前記算出された室内照度に基づいて、前記室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する、消費電力削減支援方法。 - 前記室内照度を算出することは、前記室内に設置され遮光量を可変可能な遮光手段の前記室外からの光の導入特性と、前記計測された外光照度とに基づいて前記室内照度を算出する、請求項17に記載の消費電力削減支援方法。
- さらに、前記光の入射方向と前記遮光手段の設置面とのなす角と、前記遮光手段の特性データとの少なくとも一方に基づいて、消費電力削減のための前記遮光手段に対する制御量の推奨値を算出し、
前記算出された推奨値を通知する、請求項18に記載の消費電力削減支援方法。 - 前記推奨値を算出することは、前記室内への直達日射を抑制した状態で前記光による室内照度を最大限に確保可能な前記制御量の最適値を算出し、
前記通知することは、前記最適値を含む前記遮光手段の操作ガイドをユーザに通知する、請求項19に記載の消費電力削減支援方法。 - さらに、前記照明機器の減光態様を、前記算出された室内照度と前記室内の照度設定値とに基づいて算出し、
前記算出された減光態様を通知する、請求項17に記載の消費電力削減支援方法。 - さらに、前記室内に存在する人物の位置を求め、
前記減光態様を算出することは、前記照明機器の減光態様を、前記室内に存在する人物の位置に基づいて算出する、請求項21に記載の消費電力削減支援方法。 - 前記計測することは、前記建物に備わる太陽電池の出力に基づいて前記外光照度を計測する、請求項17に記載の消費電力削減支援方法。
- さらに、前記削減可能量を、通信回線を介して上位システムに送信する、請求項17に記載の消費電力削減支援方法。
- 建物における消費電力の削減を支援するコンピュータにより実行されるプログラムであって、
前記建物の室内に照射される光の照度である外光照度を計測し、
前記計測された外光照度に基づいて前記光による室内照度を算出し、
前記算出された室内照度に基づいて、前記室内の照明機器により消費される電力の削減可能量を算出する、プログラム。 - 前記室内照度を算出することは、前記室内に設置され遮光量を可変可能な遮光手段の前記室外からの光の導入特性と、前記計測された外光照度とに基づいて前記室内照度を算出する、請求項25に記載のプログラム。
- さらに、前記光の入射方向と前記遮光手段の設置面とのなす角と、前記遮光手段の特性データとの少なくとも一方に基づいて、消費電力削減のための前記遮光手段に対する制御量の推奨値を算出し、
前記算出された推奨値を通知する、請求項26に記載のプログラム。 - 前記推奨値を算出することは、前記室内への直達日射を抑制した状態で前記光による室内照度を最大限に確保可能な前記制御量の最適値を算出し、
前記通知することは、前記最適値を含む前記遮光手段の操作ガイドをユーザに通知する、請求項27に記載のプログラム。 - さらに、前記照明機器の減光態様を、前記算出された室内照度と前記室内の照度設定値とに基づいて算出し、
前記算出された減光態様を通知する、請求項25に記載のプログラム。 - さらに、前記室内に存在する人物の位置を求め、
前記減光態様を算出することは、前記照明機器の減光態様を、前記室内に存在する人物の位置に基づいて算出する、請求項29に記載のプログラム。 - 前記計測することは、前記建物に備わる太陽電池の出力に基づいて前記外光照度を計測する、請求項25に記載のプログラム。
- さらに、前記削減可能量を、通信回線を介して上位システムに送信する、請求項25に記載のプログラム。
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