JP2015132872A

JP2015132872A - エネルギー消費量計算装置

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Publication number: JP2015132872A
Application number: JP2014002367A
Authority: JP
Inventors: 有策井尻; Yuusaku Ijiri; 章文貞利; Akifumi Sadatoshi
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: JP6414797B2

Abstract

【課題】実際の稼動状況や時間的な変化があってもなるべく正確な、エネルギー消費量を計測する。【解決手段】あらかじめ設定した通常時の固定按分率と、系統毎電力計１で測定した電力実測値収集部２の実測の電力量に加え、電力供給系統毎に、センサー部３で測定したデータを組織稼動状況収集部４で収集し、組織毎稼働率算出部５にて算出した稼働率に基づき固定の按分率の修正を行い、より実際に近い値で按分し、使用区分ごとの消費量を算出して出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、省エネルギーの対象となる組織や地域において、適切な省エネルギーに対する情報を提供する装置に関し、具体的には、電力などのエネルギー消費量を細かく区分ごとに算出する装置に関する。

原子力発電所の停止により、電力量の枯渇が心配されている。そこで、太陽光発電システムなどの自然エネルギーを用いた分散型電源がクリーンなエネルギーとして導入が盛んになってきている。しかし、自然エネルギーを用いた太陽光発電システムなどの発電量は、自然状態に左右され安定して大量の電力を供給することは難しい。即ち、すぐに大量のエネルギーがまかなえるわけではないので、まずは、会社や事業所での省エネルギー対策が必要になってくる。

各電力会社からは、電力消費量が多くなる夏のピーク時はいうまでもなく、普段から省エネルギーの要請が行われている。これに対する具体的な省エネルギー対策として、電力使用量の大きい空調・照明・ＯＡ機器などの節電を挙げるが事業所が多い。特に空調に関しては、夏場の冷房の設定温度を２８℃に抑えるなどして、省エネルギー対策を進めている。しかしながら、操業日や営業日を土日祝日に振り替えるなどまで踏み込んだ対策を実施することは、まだまだ難しく実施している事業所は１割程度である。

そこでまず、手軽にできる日常での、省エネルギー対策を実施する必要がある。その為には、現在の電力消費量を的確に把握し、どこの事業部門のどの箇所の電力が制限できる可能性があるのかを知る必要がある。例えば、節電目標が１５％とした場合、目標の１５％を達成するのは、１日の電力使用量を抑えることも重要だが、電力需要がピーク時となる午後２時前後を中心にピークカットを行えばいい。このためには、蓄電池などの電力貯蔵装置を利用して、ピークを超える分の電力の供給を行えばいいが、実際にどの時間帯がピークになっているかを知る必要がある。

例えば、特開２０１１−１７６９８４号には、複数の機器や広範囲の組織や地域で消費されるエネルギーなどの量を、詳細区分ごとに算出・推定する方法が開示されている。全ての消費量を直接計測しなくても、配分した消費エネルギー量を算出・推定できる。前記特許文献では、各組織区分での個別の時系列消費パターンを複数用意し、適切に選択することで、より実際に近いエネルギー消費量を算出・推定するようにしている。

特開２０１１−１７６９８４号公報

しかしながら、実測できない区分の消費電力を固定の按分率で求める方法が一番一般的ではあるが、実際の稼動状況や時間的な変化にまでは、追従できない。従って、次第に誤差が大きくなっていく。さらに、消費パターンを区分ごとに作成する必要があるが、実測、あるいは稼働パターンから作成する必要があり、処理が煩雑である。区分が細かくなるほど、計算処理量もそのぶんだけ多く必要となり、実態との誤差も大きくなる。突発的な事象（臨時停止・休業など）で消費パターン以外の状態になったとき、結果が大きくずれる可能性がある。算出・推定結果が得られた過程がわかりにくいため、出力データの評価が困難であるという課題がある。

本発明は、データ収集装置と使用区分ごとの消費電力状況を収集する装置と、使用区分ごとに、消費電力を按分する為の按分率を入力する手段、及びその按分率を保持する手段を備え、各使用区分の稼動状況に応じて、按分率を再計算し、前記収集した消費電力を各使用区分に按分し、使用区分ごとの消費量を算出して出力することを特徴とする。

本発明は、時系列に変動する要素を考慮して算出するため、特殊な変動にも対応でき実際に近い値が算出でき、各組織の内容に適合した適切な稼動データを収集すればよいので、容易にデータ収集することができる。固定の按分が基本であるため、異常な入力が入ったとしても、稼働率が一定であれば按分に従うので、データの検証が容易で、極端な値を出力することがない。算出過程が明確で、再算出、出力データの検証が容易にできる。これを基に、固定の按分率の修正を行い、より実際に近い値に近づけることができるという効果がある。

本発明におけるブロック図本発明における電力系統の一実施例本発明における組織系統の一実施例本発明における実施例（系統毎、組織毎、按分率データ一覧）固定按分でのグラフ固定按分で、Ｃ区分の稼働率が低下した場合稼働率を考慮したグラフＣ区分の稼働率

図１から図８を用いて本発明のエネルギー消費量算出装置について説明する。図１は、本発明のブロック図である。エネルギー消費量算出装置は、系統毎電力計１、電力実測値収集部２、センサー部３、組織稼働状況収集部４、組織毎稼働率算出部５、組織毎電力量算出部６、系統毎組織毎按分率算出部７、データ確認入力処理部８、データ出力部７を備えている。

図２は、どの系統がどのような電力供給を行なっているかを示す、電力供給系統の一実施例である。図３は、経理部、人事部、事業部等の組織系統の一実施例である。

各組織の電力消費の変動の求め方の概要を説明する。活動に関連する例えば、部屋への人の出入り、パソコンの稼働率、部屋の温度・湿度などをセンサー部３で測定することで、そのデータを組織稼動状況収集部４に収集する。組織稼働状況収集部４は、所定の情報を格納する手段であり、センサー部３からの入力以外に、稼働率算出のための情報として、装置の稼働状況、スケジュールパターンなど入力して使用できるように構成されている。

収集したそれぞれのデータから組織毎稼働率算出部５にて稼働率を算出する。例えば、出社人数であれば、出社率＝出社人数／全組織人数。パソコンの起動台数であれば、パソコン稼動率＝起動台数／全パソコン台数などで算出する。あらかじめ設定した通常時の固定按分率と、系統毎電力計１で測定したデータを格納した電力実測値収集部２の実測の電力量に加え、前記の稼動率を加え、組織毎電力量算出部６で消費電力を算出する。算出されたデータはデータ出力部９に出力され、データ確認入力処理部８にて、データの確認を行う。確認されたデータをもとに、系統毎組織毎按分率算出部７にて固定の按分率の修正を行いより実際に近い値に近づけることができる。

図１〜４を用いて、各組織の消費電力を求める手順を説明する。系統毎の固定按分率をR1、R2、R3 …、（R1+R2+R3+R4=1、R6+R7=1）とし、系統毎の按分後の電力量を系統１−１＝W1、系統１−２＝W2、系統１−３＝W3、系統１−４＝W4、系統２−１＝W5、系統２−２＝W6、系統２−３＝W7とする。

各組織毎(例えば、経理・人事部の組織系統を組織ａと、工務設備部を組織ｂ、Ａ事業部Ａ設計部を組織ｃ、Ａ事業部ａ製品製造部を組織ｄ、Ａ事業部ｂ製品製造部を組織ｅ、Ｂ事業部ｘ製品製造部を組織ｆとすると、系統１−１の固定按分率を、経理・人事部（組織ａ）から順に、Ra1、Rb1、Rc1、Rd1、Re1、Rf1となり、系統１−１の按分率の総和は、Ra1+Rb1+Rc1+Rd1+Re1+Rf1＝１となる。同様に系統１−２では経理・人事部（組織ａ）から順にRa2、Rb2、Rc2、Rd2、Re2、Rf2となり、系統１−２の按分率の総和はRa2+Rb2+Rc2+Rd2+Re2+Rf2＝１となる。以下同様に系統１−３では、Ra3、Rb3、Rc3…。Ra3+Rb3+Rc3+・・・＝１・・・、系統２−３では、Ra7、Rb7、Rc7…。Ra7+Rb7+Rc7+・・・＝１となる。

組織毎の稼動率を経理・人事部Ka、工務設備部Kb、Ａ事業部Ａ設計部を組織Kｃ・・・（０〜１に変動）とすると、組織経理・人事部ａ、工務設備部b、Ａ事業部Ａ設計部ｃ・・・の組織消費電力を、それぞれWa、Wb、Wｃ・・・とすると、
Wa＝W1×Ra1×Ka／sRK1 + W2×Ra2×Ka／sRK2 + W3×Ra3×Ka／sRK3 +・・・
Wb＝W1×Rb1×Kb／sRK1 + W2×Rb2×Kb／sRK2 + W3×Rb3×Kb／sRK3 +・・・
Wc＝W1×Rc1×Kc／sRK1 + W2×Rc2×Kc／sRK2 + W3×Rc3×Kc／sRK3 +・・・
--- ---(1)
なお、上記記号sRK1は、系統１−１（１Ｆ電灯）の総電力量を表す。sRK1＝（Ra1×Ka + Rb1×Kb +
Rc1×Kc +・・・）、同様に系統１−２（２Ｆ電灯）の総電力量sRK2＝（Ra2×Ka + Rb2×Kb + Rc2×Kc +・・・）、系統１−３（動力）の総電力量RK3＝（Ra3×Ka + Rb3×Kb + Rc3×Kc +・・・）、・・・である。

次に、稼動率を考慮した系統電力の按分率を求める。系統１−１の補正後の按分率はR1から
R1（補正後）=R1×sRK1／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）
同様に
R2（補正後）=R2×sRK2／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）---(2)
で求めることができるので、系統1-1の消費電力W1は、系統1の消費電力W01から
W1＝W01×R1×sRK1／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）
W2＝W01×R2×sRK2／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）
・・・
---(3)

よって組織ａ、b、・・・ｆの消費電力はWa、Wb・・・Wfは(3)のW1、W2、・・・W7の値を(１)へ代入し、
Wa＝W01×R1×sRK1／（R1×sRK1 + R2×sRK2 + R3×sRK3 ・・・）×Ra1×Ka／sRK1
＋W01×R2×sRK2／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Ra2×Ka／sRK2
＋W01×R3×sRK3／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Ra3×Ka／sRK3
・・・
＋W01×R7×sRK3／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Ra7×Ka／sRK3
Wb= W01×R1×sRK1／（R1×sRK1 + R2×sRK2 + R3×sRK3 ・・・）×Rb1×Kb／sRK1
＋W01×R2×sRK2／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Rb2×Kb／sRK2
＋W01×R3×sRK3／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Rb3×Kb／sRK3
・・・
＋W01×R7×sRK3／（R1×sRK1 + R2×sRK2 +
R3×sRK3 ・・・）×Ra7×Kb／sRK3
以下同様の手順でWc、Wd、We、Wfの値を求めることができる。

図５〜図８を用いて稼働率を考慮した場合の按分に関する説明を行う。図５は、通常の消費電力按分を示している。図６は、１３時以降にC区分の稼働率が低下したにもかかわらず、固定按分でそのまま配分した場合である。実際には、稼働している割合が少ないCの配分が多くなる。図７は、 Cの稼働率が低下した場合、固定按分率を下げる考慮を行った結果を示したグラフである。本実施例の場合は、Ｃの固定按分率を３０％、Ｃの稼働率を０時〜６時までを１０％。６時２０％、７時５０％、８時８０％、９〜１１時１００％、１２時１０％、１３時１００％、１４時〜２０時までを２０％、２１時〜２４時を１０％（図８）として、計算した結果を示している。

稼働率算出の為の情報として、本願では、人の在籍有無、パソコン等の装置の稼働状況などを使用したが、その他電気の使用状況は季節、曜日、時間帯によって異なるので、そのパターンが分かっているデータであれば、そのデータを使用することができる。データの出力としては、時間・日にち別の帳票他、グラフ表示、掲示板等へのパソコン画面状へのリアルタイム表示、組織の経営情報データベースなどがある。

なお本願では、電力に関して説明したが、ガス、水道などの使用量算出にも、もちろん適用することができる。

以上のように、本発明は、企業の組織毎のエネルギー使用量の算出。集合住宅、共同居住区、テナント施設での個別のエネルギー使用量を算出することができる。組織毎のエネルギー計測により状況に応じた省エネルギー活動を行うことができる。

１系統毎電力計
２電力実測値収集部
３センサー部
４組織稼動状況収集部
５組織毎稼働率算出部
６組織電力量算出部
７系統毎組織毎按分率算出部
８データ確認入力処理部
９データ出力部

Claims

組織の活動状況稼動データ収集部と、使用区分ごとの部分的な電力などの消費量を収集する装置と、使用区分ごとに消費電力を按分する為の按分率を入力し保持する手段を備え、各使用区分の稼動状況に応じて按分率を再計算し、前記収集した消費電力を各使用区分に按分し、使用区分ごとの消費量を算出して出力することを特徴とするエネルギー消費量計算装置。