JP6076651B2 - 電力消費量フィ−ドバック照明制御システム - Google Patents

Description

この発明は、住宅における電力消費量を監視して照明器具の出力を制御する電力消費量フィ−ドバック照明制御システムに関する。

従来、部屋ごとの電力使用状況を、表示パネルにおける住宅平面図の各部屋の領域に表示する電力使用情報提供システムが提案されている（特許文献１）。また、省エネを目的として、タイマ−により、照明器具の点灯開始時の輝度から所定割合まで、所定時間をかけて徐々に減光する照明装置（特許文献２）や、人体感知センサによって光量を制御する照明システム（特許文献３）、人の滞在時間や検出頻度に応じて減光する照明制御システム（特許文献４）が提案されている。

特開２０１１−１６０３５８号公報 特開２０１１−２３３２９２号公報 特開２００９−１４０６４４号公報 特開２００９−０３２４６１号公報

特許文献１の部屋ごとの電力使用状況を表示パネルに示すシステムは、電力使用状況が明確にわかることで優れているが、電力消費量を使用者が気づくためには、表示パネルを見に行き、操作するという行動を使用者が積極的に行う必要がある。このため、電力消費量が多くなっても、使用者が気づかず、対処することができない場合が多くある。
特許文献２の点灯開始時から徐々に減光する照明装置は、光環境の低下を抑えて省エネが図れるが、電力消費量の低下が必要な時間帯等とは関係なく低下させるため、輝度が高い方が好ましく、また電力消費量を抑える必要性が低いときにも輝度を低下させることになる。
特許文献３，４の人体の感知に応じて減光する制御は、省エネの面で優れるが、これも電力消費量を抑える必要性を考慮した制御ではなく、電力消費量を抑える必要性に応じた適切な制御とはならない。

この発明の目的は、使用者が特に行動を起こすことなく、また電力消費量を抑える必要性に応じて、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる電力消費量フィ−ドバック照明制御システムを提供することである。

この発明の電力消費量フィ−ドバック照明制御システム（１）は、住宅における目標電力消費量を設定した目標消費量設定手段（２１）と、商用電源（１１）を供給する電力会社から通信ネットワーク（１５）を介して与えられる地域等の電力使用の予測値を反映させて、定められた規則により、前記目標消費量設定手段（２１）の時間帯毎の目標電力消費量を定める電気予報反映手段（２９）と、前記住宅内の電力消費量が前記目標電力消費量に達したか否かを監視する電力消費量監視手段（２２）と、この電力消費量監視手段（２２）で前記目標電力消費量に達したことが検出されると、前記住宅内で使用中の照明器具（３）の情報を得て設定節電代があるか否かを判定する節電代判定手段（２３）と、この節電代判定手段（２３）で設定節電代があると判定されたときに前記使用中の照明器具（３）の出力を、設定低下比まで設定低下速度で漸減させる減光制御手段（２４）、とを備えることを特徴とする。

この構成によると、電力消費量監視手段（２２）は、住宅内の電力消費量が目標電力消費量に達したか否かを監視する。目標電力消費量に達したことが検出されると、節電代判定手段（２３）により設定節電代があるか否かを判定し、設定節電代があるときは、減光制御手段（２４）により前記使用中の照明器具（３）の出力を、設定低下比まで設定低下速度で漸減させる。
このように、住宅内の電力消費量を監視し、目標電力消費量に達した場合に減光制御を行うため、電力消費量を抑える必要性に応じて減光でき、電力消費量の制限の必要性の低いときは、減光を行うことなく、最適の照明環境を維持することができる。しかも、使用者が特に行動を起こすことなく、この必要性に応じた減光の制御が行える。減光制御手段（２４）は、照明器具（３）の出力低下を、設定低下比までに抑え、かつ設定低下速度で漸減させるので、これら設定低下比、設定低下速度を適切な値に設定しておくことで、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。
このように、使用者が特に行動を起こすことなく、また電力消費量を抑える必要性に応じて、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。

この発明において、前記設定低下比および設定低下速度は、前記照明器具（３）の出力の低下が一般的な使用者が減光に気づかない範囲とすることが好ましい。試験によると、使用者が気づき難い出力の低下比および低下速度の各最大値が求められた。個人差や環境等による差が生じても、大体の前記最大値は定まる。このように、照明器具（３）の出力の低下が一般的な使用者が気づかない範囲とすることで、使用者が無意識で、かつ不快感を生じることなく、より快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。なお、前記設定低下比および設定低下速度は、住宅内の照明器具（３）につき一律に定めても良く、また部屋毎や、照明器具（３）毎に定め、そのように定めた減光制御を行うようにしても良い。

前記目標消費量設定手段（２１）に設定する目標電力消費量は、時間帯に応じて設定することが好ましい。一日の時間帯、および季節等より、商用電力の住宅への給電能力が異なるため、時間帯に応じて目標電力消費量を設定しておくことで、節電の必要性に、より適切に対等した減光が行える。

この発明において、前記節電代判定手段（２３）により前記設定節電代がないと判定されたときに、前記設定低下比よりも大きな比率の２次設定低下比まで、定められた低下速度で漸減させる２次減光制御手段（２５）を設けても良い。
前記設定節電代がないと判定されたときであっても、さらに節電が必要な場合がある。そのような場合は、使用者が減光に気づく程度の減光であっても、違和感の生じ難い範囲でさらに大きな比率の２次設定低下比まで出力を漸減することで、快適な照明環境の低下を抑えて節電を実施することができる。

この発明において、この照明制御システム（１）における制御状況を画像表示装置（１６）の画面に表示し、制御状況が定められた条件である場合に警告の表示を前記画面に表示するモニター手段（２６）を設けても良い。
制御状況を画像表示装置（１６）の画面に表示することで、使用者が減光に気づいた場合にも、画像表示装置（１６）の画面を見て、減光制御を行っているために減光されたことが分かる。また、減光の余地がない場合等の、定められた条件である場合に警告の表示が画像表示装置（１６）の画面に表示されることで、節電が必要な状態になっていることを使用者が認識でき、照明器具（３）以外の機器（５）を操作することで、節電を行うことができる。

この発明の電力消費量フィ−ドバック照明制御システムは、住宅における目標電力消費量を設定した目標消費量設定手段と、商用電源を供給する電力会社から通信ネットワークを介して与えられる地域毎の電力使用の予測値を反映させて、定められた規則により、前記目標消費量設定手段の時間帯毎の目標電力消費量を定める電気予報反映手段と、前記住宅内の電力消費量が前記目標電力消費量に達したか否かを監視する電力消費量監視手段と、この電力消費量監視手段で前記目標電力消費量に達したことが検出されると、前記住宅内で使用中の照明器具の情報を得て設定節電代があるか否かを判定する節電代判定手段と、この節電代判定手段で設定節電代があると判定されたときに前記使用中の照明器具の出力を、設定低下比まで設定低下速度で漸減させる減光制御手段とを備えるため、使用者が特に行動を起こすことなく、また電力消費量を抑える必要性に応じて、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。

この発明の電力消費量フィ−ドバック照明制御システムの概要を示す説明図である。 同システムの処理の流れ図である。 同システムの概念構成のブロック図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この電力消費量フィ−ドバック照明制御システムの概要を、図２は同システムの処理の流れを、図３は同システムの概念構成のブロック図をそれぞれ示す。なお、以下の説明において、「電力消費量フィ−ドバック照明制御システム」は、単に「照明制御システム」と略称する。

図１に示すように、この照明制御システム１は、住宅のホームサーバー２等に設けられ、電力消費量を監視して目標電力消費量を達した場合に、照明器具３の出力を、使用者４が気づかない程度の低下比まで漸減するものである。ホームサーバー２は、照明器具３の他の、テレビや空調機器等の他機器５の制御や監視を兼ねる。屋根６上等に太陽光発電装置７がある場合は、その太陽光発電量を電力消費量から差し引いた値を、前記目標電力消費量と比較しても良い。前記住宅は、戸建住宅であっても、また集合住宅における１戸または複数の住宅であっても良い。

図３において、ホームサーバー２は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータと、これに実行されるプログラム（図示せず）とで構成され、住宅内のローカルエリアネットワーク８を介して、複数の照明器具３と複数の他機器５とに接続されている。接続する照明器具３は、住宅内の各部屋の全ての照明器具であっても、一部の照明器具であっても良い。前記他機器５は、照明器具３外の電気機器であり、空調装置や、テレビ、冷蔵庫等の家電機器等である。各照明器具３は、照明を行う器具本体３ａとその制御を行う制御部３ｂとを有する。なお、照明器具３は、必ずしも制御部３ａを有しないものであっても良いが、その照明器具３の出力制御する場合は、宅内の分電盤（図示せず）から照明器具３に至るまでの何処かに、出力の制御部（図示せず）を設ける。他機器５も、一般的には、機器本体５ａとその制御を行う制御部５ｂとで構成されるが、機器本体５ａと制御部５ｂとに理論的に分けられないものであっても良い。

ローカルエリアネットーク８には、この他に、商用電源１１に接続された分電盤（図示せず）内の電力計１２の情報通信部（図示せず）と、前記太陽光発電装置７の情報通信部（図示せず）とが接続されている。

ホームサーバー２は、ローカルエリアネットーク８と接続されて通信の制御を行う宅内通信手段１３と、宅外の通信ネットワーク１５に接続されて通信の制御を行う宅外通信手段１４とを有している。通信ネットワーク１５は、インターネット等のコンピュータ通信網や電話回線網等である。各部の通信は、有線の配線による他に、無線で行うものであっても良い。また、ホームサーバー２は、液晶表示装置等の画像を表示する画像表示装置１６と、キーボードやタッチパネル等の入力機器１７とが接続されている。これら画像表示装置１６および入力機器１７は、それぞれ１つであっても複数であっても良い。画像表示装置１６は、このホームサーバー２に専用のものであっても、テレビや出入り口のモニタ−等を兼ねるものであっても良く、ローカルエリアネットーク８を介して接続されていても良い。

ホームサーバー２の処理を行う手段としては、この照明制御システム１を構成する各手段と、他機器制御手段１８がある。他機器制御手段１８は、ホームサーバー２のうち、この照明制御システム１を構成する手段の他の各機能達成手段を総称したものであり、前記他機器５の制御の他、照明器具３の、この照明制御システム１による制御の他の制御、例えば別室からのオンオフ制御や出先からの電話による制御等を行う手段も他機器制御手段１８に含まれる。

照明制御システム１は、目標消費量設定手段２１、電力消費量監視手段２２、節電代判定手段２３、減光制御手段２４、２次減光制御手段２５、およびモニター手段２６を備えている。照明制御システム１は、この他に電気予報反映手段２９、発電量反映手段３０、照明利用報知手段２７、および他機器節電制御手段２８を備えていても良い。また、この照明制御システム１の機能をオンオフするモード切換手段（図示せず）や、この照明制御システム１の目標電力消費量以外の各種の設定を行う手段（図示せず）を備えている。

目標消費量設定手段２１は、住宅における目標電力消費量を設定した手段であり、一日における時間帯毎の目標電力消費量が設定される。この他に、一月単位の目標電力消費量や、一日単位の目標電力消費量が設定されるようにしても良い。目標消費量設定手段２１は、入力機器１７等からの入力により各設定値の設定，変更が可能である。前記の時間帯毎の目標電力消費量は、時間帯毎の人が住宅に居る状況、外出頻度の予測等に基づき、日中および夜間の目標電力消費量をそれぞれ設定する。この予測や設定は、使用者または業者が行う。日中と夜間との２区分の他に、さらに細かく、例えば時間単位で設定しても良く、また季節や日時に応じて設定値が異なっていても良い。

電気予報反映手段２９は、商用電源１１を供給する電力会社から通信ネットワーク１５を介して与えられる会社毎等の電力使用の予測値等を反映させて、定められた規則により、前記目標消費量設定手段２１の時間帯毎の目標電力消費量を定める手段である。

電力消費量監視手段２２は、住宅内の電力消費量を監視して前記目標電力消費量に達したか否かを判定する手段である。電力消費量監視手段２２は、設定時間毎、例えば１時間毎に前記判定を行う。前記目標電力消費量は、判定時に対応した目標電力消費量を用いる。住宅内の電力消費量は、前記電力計１２から得る。判定する電力消費量は、例えば判定を行う間隔毎の電力消費量である。また、目標電力消費量に達したか否かは、目標電力消費量以上になったことで達したと判定しても、目標電力消費量を超えた場合に目標電力消費量に達したと判定しても良い。

発電量反映手段３０は、太陽光発電装置７を備える場合に、住宅内の消費した電力消費量から太陽光発電装置７で発電した電力を差し引いた値を、電力消費量監視手段２２による判定対象の電力消費量とする手段である。

節電代判定手段２３は、電力消費量監視手段２２で前記目標電力消費量に達したと判定されると、前記住宅内で使用中の照明器具３の情報を得て設定節電代があるか否かを判定する手段である。節電代判定手段２３は、この例では、この照明制御システム１による節電対象となるいずれかの照明器具３が使用中であって、かつこの照明制御システム１により既に出力制限中でない場合に「あり」と判定し、それ以外の場合、つまり節電対象の照明器具３が使用されていない場合、および節電対象の照明器具３が使用されているがその照明器具３が既にこの照明制御システム１により節電状態にある場合に「なし」と判定する。

減光制御手段２４は、節電代判定手段２３で設定節電代があると判定されたときに、前記使用中の照明器具３の出力を、その照明器具３の最大出力に対する設定低下比まで設定低下速度で漸減させる手段である。前記設定低下比および設定低下速度は、任意に設定すれば良いが、照明器具３の出力の低下が一般的な使用者が気づかない範囲とすることが望ましい。試験の結果では、例えば、３０秒かけて出力を３０％落としても、使用者が気づき難い、つまり大部分の使用者が気づかないことが確認できた。また、３５％まで落とすと気づく使用者が多かった。したがって、例えば、設定低下比を３０％に設定し、設定低下速度は、この３０％の低下に至るまでの時間を３０秒に設定する。減光制御手段２５は、この実施形態では節電対象の全ての照明器具３を同じ設定低下比，同じ設定低下速度で出力を低下させるようにしたが、照明器具３の種類や環境等によって、使用者４による気づき易さが異なることも考えられるため、照明器具３毎や、部屋毎、適宜の照明器具３のグループ毎に設定低下比，設定低下速度を異ならせて設定しても良い。なお、前記「設定低下比」は、上記の説明では節電制御前の出力に対して低下する部分の割合で説明したが、節電制御前の出力に対して低下後の出力の割合が幾らとするかの値を設定しても良い。

２次減光制御手段２５は、前記節電代判定手段２３により前記設定節電代がないと判定されたときに、前記設定低下比よりも大きな比率の２次設定低下比まで、定められた低下速度で漸減させる手段である。例えば、前記設定低下比を、最大出力に対する低下後の出力が７０％である場合に、２次設定低下比は６０％とする。

モニター手段２６は、この照明制御システム１における制御状況を画像表示装置１６の画面に表示し、制御状況が定められた条件である場合に警告の表示を前記画面に表示する手段である。モニター手段２６についての具体例は、後に図２の流れ図と共に行う。

照明利用報知手段２７は、前記電力消費量監視手段２２により目標電力消費量に達したと判定されたときに、いずれかの照明器具３につき、敢えて急速に減光や色温度を変える手段であり、これにより使用者に対して目標電力消費量に達したことを認知させる手段である。照明利用報知手段２７は、モード切換の操作等によって減光制御手段２４と選択的に機能するようにしても良く、また減光制御手段２４による制御対象以外の照明器具３につき制御を行うようにしても良い。例えば、普段は照明として使用していない、電力使用量のお知らせ専用の照明器具３を、照明利用報知手段２７による制御対象としても良い。

他機器節電制御手段２８は、電力消費量監視手段２２で目標電力消費量に達したと判定された場合に、前記減光制御手段２４による照明器具３の出力低減の制御と共に、他機器５について定められた節電の制御を行う手段である。他機器節電制御手段２８による制御対象となる他機器５は、節電の制御が可能な電気機器であり、例えば空調装置が挙げられる。空調装置の場合、冷房時または暖房時は、設定温度を強制的に変更する制御とする。

次に、図２と共に、この照明制御システム１の制御の流れを説明する。図２の各ステップと図３の各手段との関係を説明すると、ステップＳ１の処理を行う手段が目標消費量設定手段２１であり、ステップＳ２の処理を行う手段が電力消費量監視手段２２であり、ステップＳ４，Ｓ５の処理を行う手段が節電代判定手段２３、ステップＳ６の処理を行う手段が減光制御手段２４である。また、ステップＳ９，Ｓ１０の処理を行う手段が２次減光制御手段、ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の処理を行う手段がモニター手段２６である。

図２において、先ず、ステップＳ１で、一月単位の目標電力消費量、一日単位の目標電力消費量、および時間帯毎の目標電力消費量を設定する。目標消費量設定手段２１につき前述したように、前記の時間帯毎の目標電力消費量は、時間帯毎の人が住宅に居る状況、外出頻度の使用者による予測等に基づき、日中および夜間の目標電力消費量をそれぞれ設定する。なお一月単位の目標電力消費量、および一日単位の目標電力消費量は、必ずしも設定しなくても良い。

ステップ２では、節電が必要であるか否かの判定、つまり住宅内の電力消費量を監視して前記目標電力消費量に達したか否かを判定する。節電が不要な場合は、モニター手段２６によって画像表示装置１６の画面に、電力消費量が目標電力消費量に対する何パーセントであるか、およびこの照明制御システム１による節電制御の待機中である旨の表示を行う（ステップＳ８）。
節電が必要である場合は、モニター手段２６によって画像表示装置１６に警告（アラーム）の表示、およびこの照明制御システム１による節電動作の起動中である旨を示す表示を行った後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、各照明器具３の使用の情報を得てステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、節電代があるかないかの判定を行う。この判定は、前述のように、この照明制御システム１による節電対象となるいずれかの照明器具３が使用中であって、かつこの照明制御システム１により既に出力制限中でない場合に「あり」と判定し、それ以外の場合、つまり節電対象の照明器具３が使用されていない場合、および節電対象の照明器具３が使用されているがその照明器具３が既にこの照明制御システム１により節電状態にある場合に「なし」と判定する。

節電代ありと判定された場合は、ステップ６に進み、ここで減光の制御を行う。この減光制御は、例えば、各照明器具３の出力を、最大出力または現在の出力に対する７０％まで、３０秒かけて低減させる処理とする。これにより、使用者４が無意識で、かつ使用者４に不快感を与えることなく、消費電力を抑えることができる。

減光制御の開始の後、モニター手段２６によって画像表示装置１６に、節電モード中である旨、およびどの照明器具３を何パーセントの出力にしているかの表示を行わせる。

前記節電代の判定ステップＳ５で、節電代がないと判定された場合は、この照明制御システム１の減光制御手段２４によって既に節電の起動中であるか否かを判定する。起動中でない場合は、ステップＳ１１に進み、ここで、モニター手段２６によって画像表示装置１６に、電気使用量が多めである旨、および家電をあまり使用しないこと勧める旨の警告を表示する。

起動中でない場合は、ステップＳ１０に進み、各照明器具３の出力を、前記減光制御手段２４による前記設定低下比よりも大きな比率の２次設定低下比まで、定められた低下速度で漸減させる。例えば、最大出力に対して６０％になるまで、３０秒かけて出力低下させる。この後、ステップＳ７に進み、同ステップＳ７につき前述した表示を行う。

この照明制御システム１によると、このように、住宅内の電力消費量を監視し、目標電力消費量に達した場合に減光制御を行うため、電力消費量を抑える必要性に応じて減光でき、電力消費量の制限の必要性の低いときは、減光を行うことなく、最適の照明環境を維持することができる。しかも、使用者４が特に行動を起こすことなく、この必要性に応じた減光の制御が行える。減光制御手段２４は、照明器具３の出力低下を、設定低下比までに抑え、かつ設定低下速度で漸減させるので、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。
このように、使用者が特に行動を起こすことなく、また電力消費量を抑える必要性に応じて、使用者が減光を気づき難い快適な照明環境を維持しつつ、電力消費量を抑えることができる。

また、節電代判定手段２３によって設定節電代がないと判定されたときは、２次減光制御手段２５により、前記設定低下比よりも大きな比率の２次設定低下比まで、定められた低下速度で漸減させる。この場合、使用者が減光に気づく程度の減光であっても、違和感の生じ難い範囲でさらに大きな比率の２次設定低下比まで出力を漸減することで、快適な照明環境の低下をある程度抑えて節電を実施することができる。

この照明制御システム１の制御状況は、画像表示装置１６の画面に表示し、特に、制御状況が定められた条件である場合に警告の表示を前記画面に表示する。このため、使用者が減光に気づいた場合にも、画像表示装置１６の画面を見て、減光制御を行っているために減光されたことが分かる。また、減光の余地がない場合等の、定められた条件である場合に警告の表示が画像表示装置１６の画面に表示されることで、節電が必要な状態になっていることを使用者が認識でき、照明器具３以外の操作で節電を行うことができる。

１…照明制御システム
２…ホームサーバー
３…照明器具
４…使用者
５…他機器
７…太陽光発電装置
１２…電力計
１６…画像表示装置
１７…入力機器
２１…目標消費量設定手段
２２…電力消費量監視手段
２３…節電代判定手段
２４…減光制御手段
２５…２次減光制御手段
２６…モニター手段
２９…電気予報反映手段
３０…発電量反映手段

Claims (5)

1. 住宅における目標電力消費量を設定した目標消費量設定手段と、
   商用電源を供給する電力会社から通信ネットワークを介して与えられる地域毎の電力使用の予測値を反映させて、定められた規則により、前記目標消費量設定手段の時間帯毎の目標電力消費量を定める電気予報反映手段と、
   前記住宅内の電力消費量が前記目標電力消費量に達したか否かを監視する電力消費量監視手段と、
   この電力消費量監視手段で前記目標電力消費量に達したことが検出されると、前記住宅内で使用中の照明器具の情報を得て設定節電代があるか否かを判定する節電代判定手段と、
   この節電代判定手段で設定節電代があると判定されたときに前記使用中の照明器具の出力を、設定低下比まで設定低下速度で漸減させる減光制御手段、
   とを備えることを特徴とする電力消費量フィ−ドバック照明制御システム。
2. 請求項１において、前記設定低下比および設定低下速度は、前記照明器具の出力の低下が一般的な使用者が減光に気づかない範囲とする電力消費量フィ−ドバック照明制御システム。
3. 請求項１または請求項２において、前記目標消費量設定手段に設定した目標電力消費量は、時間帯に応じて設定した目標電力消費量である電力消費量フィ−ドバック照明制御システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記節電代判定手段により前記設定節電代がないと判定されたときに、前記設定低下比よりも大きな比率の２次設定低下比まで、定められた低下速度で漸減させる２次減光制御手段を設けた電力消費量フィ−ドバック照明制御システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、この照明制御システムにおける制御状況を画像表示装置の画面に表示し、制御状況が定められた条件である場合に警告の表示を前記画面に表示するモニター手段を設けた電力消費量フィ−ドバック照明制御システム。

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