JP2014032151A - 電力表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】各家庭における電力消費のパターンを分かり易く表示可能とし、家庭ごとにおける効率的な電力使用を促進可能とするための電力表示器を得ること。
【解決手段】住宅内における消費電力を計測する消費電力計測手段である計測ユニット６および表示ユニット７を有し、表示ユニット７は、消費電力計測手段における消費電力の計測結果を、予め設定された単位時間ごとのデータとして保存する記憶手段と、ある集計期間において記憶手段に保存された消費電力のデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、集計期間における時間帯ごとの消費電力をグラフとして表示する表示手段と、集計期間を保持する期間保持手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力表示器、特に、太陽光発電システムによる発電電力や住宅内の電気機器等による消費電力などのデータを表示する電力表示器に関する。

近年、地球温暖化の原因となるＣＯ_２の排出量削減問題や、いずれ枯渇が予想される化石燃料に対する代替エネルギーへの関心が高まっている。中でも、クリーンでかつ無尽蔵のエネルギー源である太陽光による太陽光発電システムが注目を集めている。さらに、消費者の省エネルギーへの意識を高め、かつその実践をサポートするための種々の機器も製品化されてきている。

例えば、特許文献１には、各電気機器の消費電力と発電システムの発電電力とを時系列で計測し、それらの差分である余剰電力を推測して、各電気機器の動作を制御する技術が開示されている。

特開２０１１−２２９２０８号公報

上述の従来技術では、余剰電力の推測のために必要な期間、例えば前日分あるいは過去数日分など比較的短期間における、時系列による消費電力の計測結果を使用する。また、その期間は固定的なものとしている。この場合、家庭でのある一定期間における時間帯別の消費電力の情報を得られるようなものではなく、各家庭での電力消費の傾向の詳細を把握することが困難である。従来技術により得られた情報は、例えば、家庭ごとの生活状況に応じて、省エネルギーを実践することや、電力使用料がより割安となるように電力会社との契約プランの変更を検討すること等への活用には、不十分なものとなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各家庭における電力消費のパターンを分かり易く表示可能とし、家庭ごとにおける効率的な電力使用を促進可能とするための電力表示器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、住宅内における消費電力を計測する消費電力計測手段と、前記消費電力計測手段における前記消費電力の計測結果を、予め設定された単位時間ごとのデータとして保存する記憶手段と、ある集計期間において前記記憶手段に保存された前記消費電力のデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、前記集計期間における前記時間帯ごとの前記消費電力をグラフとして表示する表示手段と、前記集計期間を保持する期間保持手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電力表示器は、任意の集計期間における時間帯ごとの消費電力を表示することで、各家庭における電力消費のパターンを分かり易く表示可能とする。これにより、電力表示器は、家庭ごとにおける効率的な電力使用を促進させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる電力表示器と、太陽光発電システムおよび住宅内分電盤との接続構成を示す図である。 図２は、表示ユニットの構成を示すブロック図である。 図３は、表示手段の画面による表示例を示す図である。 図４は、時間帯の設定時における、表示手段の画面の表示例を示す図である。 図５は、集計期間の設定時における、表示手段の画面の表示例を示す図である。 図６は、複数の集計期間と除外期間とを設定する際における、表示手段の画面の表示例を示す図である。 図７は、表示手段の画面による、買電電力および売電電力の表示例を示す図である。

以下に、本発明にかかる電力表示器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる電力表示器と、太陽光発電システムおよび住宅内分電盤との接続構成を示す図である。

太陽光発電システムは、太陽電池モジュール１およびパワーコンディショナ２を備える。複数の太陽電池モジュール１は、例えば住宅の屋上に設置されている。各太陽電池モジュール１には、それぞれパワーコンディショナ２が接続されている。

太陽電池モジュール１は、太陽光を受けて発電し、直流電力を発生させる。パワーコンディショナ２は、太陽電池モジュール１で発生した直流電力を、交流電力へ変換する。パワーコンディショナ２の出力線５は、分電盤３に接続されている。太陽光発電システムからの交流電力は、分電盤３内の分岐ブレーカーを経由して、住宅内の電気機器４で消費される。

曇天時や雨天時など、発電電力が少ない場合や、夜間など発電できない場合には、商用電源（系統電源）から分電盤３を経由して電力が各電気機器４に供給される（買電）。これとは逆に、発電電力が、そのときに住宅内の各電気機器４で消費されている全消費電力より多い場合は、その余剰分は分電盤３を経由して商用電源に逆潮流される（売電）。

電力表示器である太陽光発電用表示器は、計測ユニット６および表示ユニット７を備える。計測ユニット６は、電力のデータを収集し、電力量を演算する。計測ユニット６は、住宅内における消費電力を計測する消費電力計測手段として機能する。

表示ユニット７は、計測ユニット６からの入力に応じて、電力や電力量などのデータ、グラフなどを表示する。計測ユニット６および表示ユニット７は、互いのデータのやり取りを、例えば無線ＬＡＮによる通信で行う。

計測ユニット６との間で送受信可能な通信機能をパワーコンディショナ２が有している場合、太陽光発電システムで発電された電力は、パワーコンディショナ２および計測ユニット６の間に配線された通信線８を介して、計測ユニット６へ送られる。

計測ユニット６との間で送受信可能な通信機能がパワーコンディショナ２に無い場合、パワーコンディショナ２から分電盤３への出力線５に電流センサ９が設けられる。その電流センサ９の出力が、計測ユニット６の電流センサ入力部１０に入力されることにより、計測ユニット６は、そのパワーコンディショナ２からの発電電力のデータを収集する。

分電盤３内に装着された売買電力検出用電流センサ１１は、商用電源および分電盤３の間に流れる電流の値と向きを計測する。売買電力検出用電流センサ１１は、商用電源から供給される買電電力を計測する買電電力計測手段として機能する。計測ユニット６は、売買電力検出用電流センサ１１での計測結果から、売電電力および買電電力のデータを収集する。

分電盤３内の分岐ブレーカーの二次側には、それぞれ電流センサ１２が装着されている。電流センサ１２は、分岐ブレーカーごとの電流を計測する。計測ユニット６は、電流センサ１２での計測結果から、分岐ブレーカーの出力側に接続された電気機器４ごとに、消費されている電力のデータを収集する。

電力線１３は、計測ユニット６および分電盤３を接続する。計測ユニット６は、電力線１３を介して、分電盤３内の１分岐ブレーカーから配線されたコンセントに接続、あるいは１分岐ブレーカーの二次側に直接接続されるなどにより、計測ユニット６自身の電源を得ている。計測ユニット６は、この電源の電圧値を計測し、電流センサ１２などによって得られた電流値との演算を行って、各種電力データを得ている。

図２は、表示ユニットの構成を示すブロック図である。表示ユニット７は、表示手段２１、記憶手段２２、期間保持手段２３および時間帯保持手段２４を有する。表示手段２１は、消費電力のデータを表示する。記憶手段２２は、計測ユニット６における消費電力の計測結果を、予め設定された単位時間ごとのデータとして保存する。期間保持手段２３は、消費電力のデータを集計するための集計期間を保持する。集計期間は、年月日と、当日からの日数との少なくともいずれかとして設定されている。時間帯保持手段２４は、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして消費電力を集計するための、時間帯の情報を保持する。

次に、表示ユニット７による時間帯別の消費電力の表示について、詳細に説明する。上述したような構成により、計測ユニット６は、分電盤３内の各分岐ブレーカーでの消費電力を計測し、それらを加算することで、住宅内全体の消費電力を検知する。また、計測ユニット６は、売買電力検出用電流センサ１１で計測された売電電力あるいは買電電力のデータと、パワーコンディショナ２から得られる発電電力のデータとを使用する演算によって、住宅内全体の消費電力を検知しても良い。

計測ユニット６は、検知した消費電力のデータを、無線通信により表示ユニット７へ送信する。記憶手段２２は、計測ユニット６から表示ユニット７へ送信された消費電力のデータを、予め設定された単位時間ごと、例えば１時間ごとのデータとして保存する。記憶手段２２は、単位時間ごとの消費電力のデータを蓄積する。記憶手段２２が蓄積する消費電力の単位は、Ｗｈ、ｋＷｈなどとする。

図３は、表示手段の画面による表示例を示す図である。表示手段２１は、ある集計期間において記憶手段２２に保存された消費電力のデータを読み出す。表示手段２１は、読み出したデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、画面表示に必要な加工を施す。表示手段２１は、集計期間における時間帯ごとの消費電力をグラフとして画面に表示する。画面は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とする。

図示する表示中、「Ａ：０〜７ ２３〜０」の棒グラフは、０時から７時および２３時から０時の時間帯における消費電力を表す。「Ｂ：７〜９」の棒グラフは、７時から９時の時間帯における消費電力を表す。「Ｃ：９〜１７」の棒グラフは、９時から１７時の時間帯における消費電力を表す。「Ｄ：１７〜２３」の棒グラフは、１７時から２３時の時間帯における消費電力を表す。また、グラフの上方に表示されている年月日は、集計期間を表す。なお、画面で表示するグラフは、図示のものである場合に限られず、各時間帯の消費電力を比較可能なものであればいずれのものとしても良い。表示手段２１は、例えば、グラフと併せて、消費電力の数値を表示しても良い。

太陽光発電用表示器は、任意の集計期間における時間帯別の消費電力を、表示ユニット７にて表示する。太陽光発電用表示器を導入した家庭において、使用者は、表示ユニット７の画面を目視することにより、時間帯ごとの電力消費の傾向を容易に把握することができる。

使用者は、表示ユニット７の表示から、家庭においてどの時間帯に多くの電力を消費しているかを把握できる。使用者は、電力使用料がより割安となるように電力会社との契約プランの変更を検討するときに、表示から得られた情報を活用できる。電力会社が提示するプランとしては、例えば、電力使用料が時間帯によらず一律であるプラン、一日を２つの時間帯や３つの時間帯に分けてそれぞれの時間帯で電力使用料に差を設けた時間帯別のプランなどがある。例えば、日中の電力消費が少なく、朝と夜に電力消費が集中している家庭では、昼の時間帯を割高かつ夜の時間帯を割安とするような時間帯別のプランが適している。

また、使用者は、表示ユニット７の表示を、電力消費を削減する意識の高揚や、消費電力の削減の実践に役立てることができる。例えば、ある時間帯の消費電力が非常に高かった場合に、電力を無駄に消費している電気機器４が無いか、電気機器４の使用の仕方を見直す契機とすることができる。以上により、太陽光発電用表示器は、家庭ごとにおける効率的な電力使用を促進させることができるという効果を奏する。

次に、時間帯の設定および集計期間の設定について説明する。使用者は、一日を複数の時間帯とし、その情報を、例えば、表示手段２１の画面上における操作により表示ユニット７へ入力する。かかる時間帯は、任意の時刻範囲として設定可能であるものとする。時間帯保持手段２４は、使用者の入力操作により設定された複数の時間帯を保持する。

図４は、時間帯の設定時における、表示手段の画面の表示例を示す図である。表示手段２１は、使用者により入力された時間帯の情報を、画面に表示する。図示する表示中、「時間帯の分割数」の欄は、一日を分割させた時間帯の数を表す。図示する例では、時間帯の分割数は「４」とする。

図示する例では、時間帯の分割数「４」に応じて、４つの時間帯Ａ〜Ｄが設定されている。図示する表示中、「時間帯Ａ」、「時間帯Ｂ」、「時間帯Ｃ」および「時間帯Ｄ」の各欄は、各時間帯の時刻範囲を表す。「時間帯Ａ：２３：００〜７：００」の表示は、時間帯Ａの開始時刻が２３時００分、終了時刻が翌日の７時００分であることを表す。「時間帯Ｂ：７：００〜９：００」の表示は、時間帯Ｂの開始時刻が７時００分、終了時刻が９時００分であることを表す。「時間帯Ｃ：９：００〜１７：００」は、時間帯Ｃの開始時刻が９時００分、終了時刻が１７時００分であることを表す。「時間帯Ｄ：１７：００〜２３：００」は、時間帯Ｄの開始時刻が１７時００分、終了時刻が２３時００分であることを表す。

「確定」は、画面に表示されている内容で時間帯の設定を確定するためのアイコンを表す。このアイコンがクリックされると、時間帯保持手段２４は、画面上に表示されている内容で時間帯の設定を確定し、確定した時間帯の情報を保持する。

太陽光発電用表示器は、時間帯の分割数と、各時間帯の開始時刻および終了時刻とを任意に設定可能であるものとする。使用者は、例えば、一日のうち家庭内の消費電力が多いと想定される時間帯と、電力会社が提示するプランとを参考にして、時間帯の分割数を決定しても良い。時間帯の分割数および時間範囲を任意に設定可能とすることで、太陽光発電用表示器は、家庭での電力消費の傾向に応じて、効率的な電力使用のための有益な情報を使用者に提供することができる。

図５は、集計期間の設定時における、表示手段の画面の表示例を示す図である。表示手段２１は、使用者により入力された集計期間の情報を、画面に表示する。集計期間の開始時および終了時は、例えば、年月日と、当日を基準として遡った日数とのいずれかを選択して設定可能であるものとする。図示する表示では、集計期間の開始日とする年月日および終了日とする年月日と、開始日および終了日を何日前とするかを表す日数とを含む。

「確定」は、画面に表示されている内容で集計期間の設定を確定するためのアイコンを表す。このアイコンがクリックされると、期間保持手段２３は、画面上に表示されている内容で集計期間の設定を確定し、確定した集計期間の情報を保持する。

集計期間を「○○日前〜△△日前」と指定可能とすることで、年月日入力とする場合よりも集計期間の入力を簡潔にできる上、過去の入力内容を流用することもできる。集計期間の設定を流用できれば、消費電力のデータの集計を実施するごとの入力操作が不要となる点で有用である。これにより、過去の一定期間の時間帯別の消費電力を簡易かつ定常的に確認することができる。

年月日により集計期間を指定可能とすることは、例えば季節ごとの電力消費の傾向を確認する上で有用である。時間帯別の電力消費の傾向は季節に大きく依存するものであるから、電力会社との契約プランを一年以上変更しない場合は、直近の期間のみならず一年を通じた消費電力の確認が有用となる。例えば、契約プランを３ヶ月程度おきに変更する場合には、その季節の３ヶ月分の消費電力を確認すれば良い。これにより、季節等に応じた時間帯別の消費電力を、精度良く把握することができる。なお、集計期間は、年月日と、当日を基準とする日数との少なくともいずれかによって指定可能であれば良いものとする。

図６は、複数の集計期間と除外期間とを設定する際における、表示手段の画面の表示例を示す図である。期間保持手段２３は、使用者の設定操作により指定された二以上の集計期間を保持可能とする。図示する例では、２つの集計期間が設定されている。複数の集計期間を設定可能とすることで、使用者は、所望の二以上の期間を指定して、消費電力を自在に確認することができる。

また、期間保持手段２３は、使用者の設定操作により指定された除外期間を保持可能とする。表示手段２１は、除外期間において記憶手段２２に保存された消費電力のデータを、集計から除外する。期間保持手段２３は、二以上の除外期間を保持可能とする。図示する例では、２つの除外期間が設定されている。除外期間は、年月日により指定される。

除外期間を設定可能とすることは、例えば、家族全員が不在となるなどにより電力消費の傾向が平常時に比べて大きく異なるような期間がある場合に、そのような期間を集計から除外する場合に有用である。これにより、平常時の平均的な消費電力のデータを精度良く得ることができる。除外期間は、使用者によって必要に応じて設定されるものとする。設定する除外期間は２つである場合に限られず、いくつであっても良い。

「確定」は、画面に表示されている内容で集計期間の設定を確定するためのアイコンを表す。このアイコンがクリックされると、期間保持手段２３は、画面上に表示されている内容で集計期間および除外期間の設定を確定し、確定した集計期間の情報と除外期間の情報とを保持する。

本実施の形態にかかる太陽光発電用表示器は、時間帯別の消費電力の表示に代えて、時間帯別の買電電力および売電電力を表示するものとしても良い。図７は、表示手段の画面による、買電電力および売電電力の表示例を示す図である。

記憶手段２２は、売買電力検出用電流センサ１１における買電電力の計測結果を、予め設定された単位時間ごとのデータとして保存する。表示手段２１は、記憶手段２２から読み出したデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、画面表示に必要な加工を施す。表示手段２１は、集計期間における時間帯ごとの買電電力および売電電力を、グラフとして画面に表示する。

図示する表示では、例えば、基準ラインより上の棒グラフは買電電力、基準ラインより下の棒グラフは売電電力をそれぞれ表す。図示する例では、時間帯Ａ（０時から７時および２３時から０時）、時間帯Ｂ（７時から９時）および時間帯Ｄ（１７時から２３時）の各棒グラフが買電電力、時間帯Ｃ（９時から１７時）の棒グラフが売電電力をそれぞれ表す。

太陽光発電システムで発電した電力を家庭で使用する場合、家庭での消費電力と買電電力とは一致しないこととなる。集計期間における買電電力および売電電力を把握することは、電力会社との契約プランの検討において有用である。これにより、太陽光発電システムによる電力供給を加味した電力売買の状況を基に、プランを検討することができる。

１ 太陽電池モジュール、２ パワーコンディショナ、３ 分電盤、４ 電気機器、５ 出力線、６ 計測ユニット、７ 表示ユニット、８ 通信線、９ 電流センサ、１０ 電流センサ入力部、１１ 売買電力検出用電流センサ、１２ 電流センサ、１３ 電力線、２１ 表示手段、２２ 記憶手段、２３ 期間保持手段、２４ 時間帯保持手段。

Claims (5)

1. 住宅内における消費電力を計測する消費電力計測手段と、
   前記消費電力計測手段における前記消費電力の計測結果を、予め設定された単位時間ごとのデータとして保存する記憶手段と、
   ある集計期間において前記記憶手段に保存された前記消費電力のデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、前記集計期間における前記時間帯ごとの前記消費電力をグラフとして表示する表示手段と、
   前記集計期間を保持する期間保持手段と、を備えることを特徴とする電力表示器。
2. 前記期間保持手段は、年月日と、当日からの日数との少なくともいずれかとして設定された前記集計期間を保持することを特徴とする請求項１に記載の電力表示器。
3. 前記期間保持手段は、さらに、前記記憶手段に保存された前記消費電力のデータを集計から除外するための除外期間を保持可能とし、
   前記表示手段は、前記除外期間を除外して、前記集計期間における前記消費電力を表示することを特徴とする請求項１または２に記載の電力表示器。
4. 任意の時刻範囲として設定された前記時間帯の情報を保持する時間帯保持手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電力表示器。
5. 商用電源から供給される買電電力を計測する買電電力計測手段と、
   前記買電電力計測手段における前記買電電力の計測結果を、予め設定された時間単位ごとのデータとして保存する記憶手段と、
   ある集計期間において前記記憶手段に保存された前記買電電力のデータを、一日を複数の時間帯に区切った時間帯ごとのデータとして集計し、前記集計期間における前記時間帯ごとの前記買電電力をグラフとして表示する表示手段と、
   前記集計期間を保持する期間保持手段と、を備えることを特徴とする電力表示器。

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