JP7033688B1 - 電力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線工事を簡素化し、簡便に導入可能な電力制御装置を提供する。
【解決手段】電力制御装置１０は、負荷機器２の使用電力を制御する電力制御装置１０であって、負荷機器２に接続される制御回路１１と、制御回路１１に電力を供給する電源回路２１と、を備え、制御回路１１は、節電設定情報を記憶する記憶部１３と、負荷機器２を操作する接点部１５と、節電設定情報に基づき、接点部１５を操作する制御部１２と、を有し、電源回路２１は、太陽電池パネル２２と、二次電池２４と、太陽電池パネル２２の発電電力の一部を二次電池２４に充電する充電部２３と、を有し、電源回路２１は、太陽電池パネル２２の発電電力を制御回路１１に供給し、余剰電力を二次電池２４に充電し、太陽電池パネル２２から発電電力を供給できない場合、二次電池２４から制御回路１１に電力を供給する。
【選択図】 図２
【解決手段】電力制御装置１０は、負荷機器２の使用電力を制御する電力制御装置１０であって、負荷機器２に接続される制御回路１１と、制御回路１１に電力を供給する電源回路２１と、を備え、制御回路１１は、節電設定情報を記憶する記憶部１３と、負荷機器２を操作する接点部１５と、節電設定情報に基づき、接点部１５を操作する制御部１２と、を有し、電源回路２１は、太陽電池パネル２２と、二次電池２４と、太陽電池パネル２２の発電電力の一部を二次電池２４に充電する充電部２３と、を有し、電源回路２１は、太陽電池パネル２２の発電電力を制御回路１１に供給し、余剰電力を二次電池２４に充電し、太陽電池パネル２２から発電電力を供給できない場合、二次電池２４から制御回路１１に電力を供給する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、電力制御装置に係り、特に空調機等の負荷機器の電力量を調整可能な電力制御装置に関する。
電力の使用量が大きい工場又はビル等では、節電のために電力使用量が電力会社と契約した電力を越えないようデマンド制御システムが導入されるようになった。デマンド制御システムにより、年間を通じて最大となる需要電力を低く抑えることができ、それにより基本料金を安価に設定することができる（例えば特許文献１参照）。
このようなデマンド制御システムを、既存の施設に導入する場合、使用した電力量を監視する監視装置や建物内部及び周囲の環境（外気の温度・湿度等）を測定する環境情報測定装置を新たに設ける必要があった。更に、それらの装置に電力を供給したり、装置同士が通信したりできるよう配線工事を行わなくてはならない。
特に、空調機は室外機が建物の屋外に設置されていることから、室外機を制御する制御装置を室外機の近くに設置するための電気配線工事費及び通信用配線工事費が高くついていた。この配線工事にコストがかかることが、導入をためらう要因の一つとなっていた。
特に、空調機は室外機が建物の屋外に設置されていることから、室外機を制御する制御装置を室外機の近くに設置するための電気配線工事費及び通信用配線工事費が高くついていた。この配線工事にコストがかかることが、導入をためらう要因の一つとなっていた。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、配線工事等を簡素化し、より簡便に導入可能な電力制御装置を提供することにある。
前記課題は、負荷機器の使用電力を制御する電力制御装置であって、前記負荷機器に接続される制御回路と、該制御回路にのみ電力を供給する電源回路と、を備え、前記制御回路は、節電設定情報を記憶する記憶部と、前記負荷機器を操作する接点部と、前記節電設定情報に基づき、前記接点部を操作する制御部と、を有し、前記電源回路は、太陽電池パネルと、二次電池と、前記太陽電池パネルの発電電力の一部を前記二次電池に充電する充電部と、を有し、前記電源回路は、前記太陽電池パネルの前記発電電力を前記制御回路に供給し、余剰電力を前記二次電池に充電し、前記太陽電池パネルから前記発電電力を供給できない場合、前記二次電池から前記制御回路に電力を供給することにより、解決される。
上記の構成によれば、電力制御装置の稼働に必要な電力を太陽電池又は二次電池から供給することができる。また、使用電力を制御するための節電設定情報は、制御回路に記憶されているものを使用することから、従来のデマンド制御システムのように計測した電力量に基づき常時、使用する電力を変更するサーバ等を用意する必要がない。そのため、電力を供給したり常に電力制御装置を管理するサーバ等と接続したりするための配線工事が簡素化され、簡便に電力制御装置を設置することができ、容易に節電することが可能となる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記電源回路は一次電池を備え、前記太陽電池パネルから発電電力を供給できず且つ前記二次電池が電池切れした場合に、前記一次電池から前記制御回路に電力を供給するとよい。
上記構成により、例えば雨天が続き太陽電池から給電できず且つ二次電池も電池切れになった場合でも、一次電池に切り替えて制御回路に電力を供給することができ、より長期間電力制御装置を稼働させることができる。
上記構成により、例えば雨天が続き太陽電池から給電できず且つ二次電池も電池切れになった場合でも、一次電池に切り替えて制御回路に電力を供給することができ、より長期間電力制御装置を稼働させることができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記制御回路は、外部の端末装置から、無線通信により前記節電設定情報を受信する無線通信部を備え、前記記憶部は、前記無線通信部により受信した前記節電設定情報を記憶するとよい。
外部の端末装置から、無線通信により節電設定情報を簡便に更新することができる。
外部の端末装置から、無線通信により節電設定情報を簡便に更新することができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記制御回路は、環境情報を測定する環境情報測定装置から、無線通信により前記環境情報を受信する無線通信部を備え、前記制御回路の前記制御部は、受信した前記環境情報と前記節電設定情報とに基づき、前記接点部を操作して前記負荷機器の前記使用電力を制御するとよい。
環境情報を利用して負荷機器の使用電力を制御することで、環境に即した節電を行うことができる。
環境情報を利用して負荷機器の使用電力を制御することで、環境に即した節電を行うことができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記環境情報測定装置は温度センサと湿度センサとを有し、前記制御部は、前記温度センサ及び前記湿度センサにより取得した温度及び湿度から不快指数を算出し、該不快指数に基づいて節電レベルを設定するとよい。
不快指数に基づいて、負荷機器の節電レベルを設定することで、より環境に即した節電を行うことができる。
不快指数に基づいて、負荷機器の節電レベルを設定することで、より環境に即した節電を行うことができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記環境情報測定装置は照度を測定する照度センサ又は二酸化炭素の濃度を測定する二酸化炭素センサを有し、前記環境情報は前記照度センサが測定した照度又は前記二酸化炭素センサが測定した二酸化炭素の濃度の情報を含むとよい。
照度又は二酸化炭素の濃度を測定することで、室内にいる人の有無を判定し、その判定結果に基づいて負荷機器の使用電力を制御することができる。
照度又は二酸化炭素の濃度を測定することで、室内にいる人の有無を判定し、その判定結果に基づいて負荷機器の使用電力を制御することができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記制御回路の無線通信部は、前記電力制御装置に障害が発生した場合に、前記電力制御装置に関する障害情報を前記環境情報測定装置に送信するとよい。
障害情報を環境情報測定装置に送信することにより、例えば環境情報測定装置から管理用サーバに送信することができ、障害が発生した場合に即座に対応して修理等を行うことができる。また、電力制御装置自身は、管理用サーバに送信する遠距離通信用の無線通信装置を用いることが無いことから、駆動するための電力を削減することができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記制御回路は、前記負荷機器である空調機の室外機に接続し、前記室外機の電源及び前記室外機の駆動能力を調整することにより前記空調機の使用電力を制御するとよい。
障害情報を環境情報測定装置に送信することにより、例えば環境情報測定装置から管理用サーバに送信することができ、障害が発生した場合に即座に対応して修理等を行うことができる。また、電力制御装置自身は、管理用サーバに送信する遠距離通信用の無線通信装置を用いることが無いことから、駆動するための電力を削減することができる。
また、本発明の電力制御装置について好適な構成を述べると、前記制御回路は、前記負荷機器である空調機の室外機に接続し、前記室外機の電源及び前記室外機の駆動能力を調整することにより前記空調機の使用電力を制御するとよい。
本発明の電力制御装置によれば、電力を供給したり情報を送受信したりするための配線工事が簡素化されることから、簡便に導入して節電することができる。
＜＜節電システム＞＞
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、電力制御装置１０を用いた節電システム１の全体を示す構成図である。
節電システム１は、空調機２等の負荷機器の使用電力量を下げて節電するシステムである。節電システム１は、室内の温度や湿度を調整する空調機２（負荷機器）と、環境情報測定装置３と、管理用サーバ４と、入力用端末５と、空調機２の使用電力を制御する電力制御装置１０と、から構成される。
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、電力制御装置１０を用いた節電システム１の全体を示す構成図である。
節電システム１は、空調機２等の負荷機器の使用電力量を下げて節電するシステムである。節電システム１は、室内の温度や湿度を調整する空調機２（負荷機器）と、環境情報測定装置３と、管理用サーバ４と、入力用端末５と、空調機２の使用電力を制御する電力制御装置１０と、から構成される。
以下では、先ず、負荷機器である空調機２、環境情報測定装置３、管理用サーバ４及び入力用端末５の説明を行い、その後本発明の要である電力制御装置１０について説明する。
＜＜空調機＞＞
本実施形態における負荷機器である空調機２は、室内機２ａと室外機２ｂとから構成される。室内機２ａは建物内部に設置され室内の温度や湿度を調整し、室外機２ｂは屋外に設置され、室内機２ａに冷媒配管及び電線を通じて接続されている。空調機２は、室内機２ａを直接操作することにより電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定温度又は湿度等を変更することが可能である。また、空調機２は、室外機２ｂの電源をＯＮ／ＯＦＦしたり、室外機２ｂの駆動能力を制御したりすることによって使用電力を調整することができる。例えば、室外機２ｂのコンプレッサ等の出力を絞ることにより、設定温度にまで室内の温度が達する到達時間を遅らせて、それにより使用電力を減らすことができる。
また、室外機２ｂの筐体は金属製であり、磁石により電力制御装置１０を筐体の側面に取り付けることができる。
なお、本実形態では負荷機器として空調機２を用いているが、これは一例であり、負荷機器は照明器具、冷凍装置又は冷蔵装置であってもよい。
本実施形態における負荷機器である空調機２は、室内機２ａと室外機２ｂとから構成される。室内機２ａは建物内部に設置され室内の温度や湿度を調整し、室外機２ｂは屋外に設置され、室内機２ａに冷媒配管及び電線を通じて接続されている。空調機２は、室内機２ａを直接操作することにより電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定温度又は湿度等を変更することが可能である。また、空調機２は、室外機２ｂの電源をＯＮ／ＯＦＦしたり、室外機２ｂの駆動能力を制御したりすることによって使用電力を調整することができる。例えば、室外機２ｂのコンプレッサ等の出力を絞ることにより、設定温度にまで室内の温度が達する到達時間を遅らせて、それにより使用電力を減らすことができる。
また、室外機２ｂの筐体は金属製であり、磁石により電力制御装置１０を筐体の側面に取り付けることができる。
なお、本実形態では負荷機器として空調機２を用いているが、これは一例であり、負荷機器は照明器具、冷凍装置又は冷蔵装置であってもよい。
＜＜環境情報測定装置＞＞
環境情報測定装置３は、空調機２が設置された建物の外部周辺の環境情報を測定する装置である。本実施形態の環境情報測定装置３は、環境情報として温度及び湿度を測定するよう構成されており、測定された温度及び湿度の情報は、無線通信により電力制御装置１０に送信される。また、環境情報測定装置３は、同期信号を電力制御装置１０に送信してもよい。
環境情報測定装置３は、空調機２が設置された建物の外部周辺の環境情報を測定する装置である。本実施形態の環境情報測定装置３は、環境情報として温度及び湿度を測定するよう構成されており、測定された温度及び湿度の情報は、無線通信により電力制御装置１０に送信される。また、環境情報測定装置３は、同期信号を電力制御装置１０に送信してもよい。
図２に環境情報測定装置３のハードウェア構成を示す。環境情報測定装置３は、データの演算・制御する処理装置としてのＣＰＵ３１と、記憶装置としてのＲＯＭ・ＲＡＭ３２と、無線通信によりデータの送受信を行う無線通信装置３３、環境情報を測定するセンサ３４及び電源装置３５を備える。また、センサ３４は、温度を測定する温度センサ３４ａ、湿度を測定する湿度センサ３４ｂを有する。
環境情報測定装置３はコンピュータであり、記憶装置であるＲＯＭ・ＲＡＭ３２には、コンピュータとして必要な機能を果たすメインプログラムの他、センサ３４により取得した環境情報の測定値を電力制御装置１０に送信するプログラム等が記憶されている。記憶されているプログラムがＣＰＵ３１によって実行されることにより、環境情報測定装置３の機能が発揮される。
環境情報測定装置３の無線通信装置３３は「ＬｏＲａ」と称される無線通信方式により電力制御装置１０とデータの送受信を行う。ＬｏＲａ方式は、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）方式の無線通信の一つで、なるべく消費電力を抑えて遠距離通信を実現する国際的な通信技術であり、１回当たりの伝送容量が１００バイト以下のＵＮＢ（ウルトラナローバンド）通信ネットワークである。ＬＰＷＡ方式は、ＬｏＲａ以外に、例えば、セルラＬＰＷＡ、ＳＩＧＦＯＸ、又はＬｏＲａＷＡＮがある。この通信方式を採用することで、数キロメートル程度の無線通信を実現することが可能である。
なお、環境情報測定装置３は、Ｗｉｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による無線通信を用いて電力制御装置１０とデータの送受信をしてもよい。
また、環境情報測定装置３は、ＳＩＭを搭載し、３G又はＬＴＥ接続により管理用サーバ４と接続してもかまわない。
また、環境情報測定装置３は、ＳＩＭを搭載し、３G又はＬＴＥ接続により管理用サーバ４と接続してもかまわない。
環境情報測定装置３は、測定した温度及び湿度の情報を電力制御装置１０に送るだけでなく、電力制御装置１０から電力制御装置１０の状態情報又は故障情報を受信してもよい。電力制御装置１０の保守を行う保守員は、環境情報測定装置３をノートパソコン等の保守用端末に接続して、電力制御装置１０から状態情報又は故障情報を収集する。保守員は、受信した情報を基に、例えば環境情報測定装置３と電力制御装置１０との間に通信障害がないかを確認したり、電波の受信状況等を確認したりする。また、電力制御装置１０の１次電池又は２次電池の残り電力量を取得し稼働可能か否かを判断する。また、保守員は、ハードウェアの状態やファームウェアのバージョン情報を取得し、必要に応じて点検・修理を実施する。状態情報及び故障情報は保守員の作業時に取得される。また、状態情報や故障情報を一定期間、環境情報測定装置３の記憶部に記録できるようにしてもよい。保守点検時に記憶部に記録された故障情報を纏めて環境情報測定装置３から取得し、電力制御装置１０の一定期間前の状態を確認できるようになる。
環境情報測定装置３が無線通信により電力制御装置１０に接続することで、有線接続するためのＬＡＮケーブル等を設置する通信用配線工事しなくてもよくなる。
環境情報測定装置３が無線通信により電力制御装置１０に接続することで、有線接続するためのＬＡＮケーブル等を設置する通信用配線工事しなくてもよくなる。
環境情報測定装置３は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子を備えており、ＵＳＢ端子をパソコン等のＵＳＢポートに接続することにより、記憶装置に記憶された環境情報を接続されたパソコン等に送信してもよい。
また、環境情報測定装置３は、このＵＳＢ端子を電源装置３５として利用してもよく、環境情報測定装置３を稼働させる電力をＵＳＢ端子経由で取得する。例えば、環境情報測定装置３は、ＵＳＢポートを有する充電器を利用することでコンセントから電力を取得する。環境情報測定装置３の電源装置３５は、アルカリ電池やリチウム電池などの一次電池、ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池などの二次電池、ＡＣアダプタ等であってもよい。
＜＜管理用サーバ＞＞
管理用サーバ４は、有線又は無線のネットワークＮを介して環境情報測定装置３から情報を取得して、電力制御装置１０による節電量や、電力制御装置１０の故障の有無等を表示する装置である。管理用サーバ４は、図示しないキーボードやモニタ等の入出力装置を有する。
また、管理用サーバ４は、入力用端末５及び環境情報測定装置３と情報の送受信を行う通信装置を備える。管理用サーバ４は、環境情報測定装置３から電力制御装置１０による節電情報及び故障情報等を受信し、記憶装置に節電情報及び故障情報等を記録している。
また、管理用サーバ４のモニタに、受信した節電情報及び故障情報等が表示されようプログラムされており、電力制御装置１０の状態を遠隔地からも確認することが可能となっている。
管理用サーバ４は、有線又は無線のネットワークＮを介して環境情報測定装置３から情報を取得して、電力制御装置１０による節電量や、電力制御装置１０の故障の有無等を表示する装置である。管理用サーバ４は、図示しないキーボードやモニタ等の入出力装置を有する。
また、管理用サーバ４は、入力用端末５及び環境情報測定装置３と情報の送受信を行う通信装置を備える。管理用サーバ４は、環境情報測定装置３から電力制御装置１０による節電情報及び故障情報等を受信し、記憶装置に節電情報及び故障情報等を記録している。
また、管理用サーバ４のモニタに、受信した節電情報及び故障情報等が表示されようプログラムされており、電力制御装置１０の状態を遠隔地からも確認することが可能となっている。
＜＜入力用端末＞＞
入力用端末５は、外部の端末装置として、電力制御装置１０を空調機２に取り付ける際に作業者が用いる携帯端末である。入力用端末５は、例えばノートパソコン、スマートフォン又はタブレット等である。作業者は、入力用端末５の無線通信機能、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により入力用端末５と電力制御装置１０と接続し、入力用端末５を操作することで電力制御装置１０の節電設定情報等の設定を行う。
また、入力用端末５はネットワークＮを経由して管理用サーバ４と接続することができる。作業者は、管理用サーバ４が管理する情報を、入力用端末５を用いて閲覧することができる。設定する際、入力用端末５により管理用サーバ４に記録された過去の節電状況の実績を確認することができ、例えば、作業者は、過去の節電実績等に基づいて、節電設定情報を電力制御装置１０に入力することができる。
入力用端末５は、外部の端末装置として、電力制御装置１０を空調機２に取り付ける際に作業者が用いる携帯端末である。入力用端末５は、例えばノートパソコン、スマートフォン又はタブレット等である。作業者は、入力用端末５の無線通信機能、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により入力用端末５と電力制御装置１０と接続し、入力用端末５を操作することで電力制御装置１０の節電設定情報等の設定を行う。
また、入力用端末５はネットワークＮを経由して管理用サーバ４と接続することができる。作業者は、管理用サーバ４が管理する情報を、入力用端末５を用いて閲覧することができる。設定する際、入力用端末５により管理用サーバ４に記録された過去の節電状況の実績を確認することができ、例えば、作業者は、過去の節電実績等に基づいて、節電設定情報を電力制御装置１０に入力することができる。
＜＜電力制御装置＞＞
以下では、図２－図４を用いて、本実施形態の電力制御装置１０について説明する。
電力制御装置１０は、節電設定情報に基づき、室外機２ｂを操作して駆動能力を調整することにより、空調機２の使用電力を制御する装置である。電力制御装置１０は、空調機２の室外機２ｂと有線（ケーブル２７）により接続されている。
例えば節電設定情報に、所定時間、室外機２ｂの駆動能力を半分に下げるよう設定されていた場合、電力制御装置１０は、接続された室外機２ｂ内のコンプレッサの出力を下げ、駆動能力が半分に下がるよう操作する。
また、電力制御装置１０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の無線通信により入力用端末５から情報を取得することができる。電力制御装置１０は、空調機２の使用電力を制御する際のパラメータ等を含む節電設定情報を入力用端末５から受信する。
また、電力制御装置１０は、ＬｏＲａ方式の無線通信により、環境情報測定装置３から温度及び湿度の情報を取得することができる。
以下では、図２－図４を用いて、本実施形態の電力制御装置１０について説明する。
電力制御装置１０は、節電設定情報に基づき、室外機２ｂを操作して駆動能力を調整することにより、空調機２の使用電力を制御する装置である。電力制御装置１０は、空調機２の室外機２ｂと有線（ケーブル２７）により接続されている。
例えば節電設定情報に、所定時間、室外機２ｂの駆動能力を半分に下げるよう設定されていた場合、電力制御装置１０は、接続された室外機２ｂ内のコンプレッサの出力を下げ、駆動能力が半分に下がるよう操作する。
また、電力制御装置１０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の無線通信により入力用端末５から情報を取得することができる。電力制御装置１０は、空調機２の使用電力を制御する際のパラメータ等を含む節電設定情報を入力用端末５から受信する。
また、電力制御装置１０は、ＬｏＲａ方式の無線通信により、環境情報測定装置３から温度及び湿度の情報を取得することができる。
＜電力制御装置のハードウェア構成＞
電力制御装置１０のハードウェア構成について図２を用いて説明する。電力制御装置１０は、図２に示すように、制御回路１１と制御回路１１に電力を供給する電源回路２１とから構成されるコンピュータである。
電力制御装置１０のハードウェア構成について図２を用いて説明する。電力制御装置１０は、図２に示すように、制御回路１１と制御回路１１に電力を供給する電源回路２１とから構成されるコンピュータである。
＜制御回路＞
制御回路１１は、データの演算・制御処理を行うＣＰＵ１２（制御部）と、記憶装置であるＲＯＭ・ＲＡＭ１３（記憶部）を備える。また、制御回路１１は、入力用端末５又は環境情報測定装置３とデータの送受信を行う無線通信装置１４（無線通信部）と、空調機２を操作する接点回路１５（接点部）と、を備える。
制御回路１１は、データの演算・制御処理を行うＣＰＵ１２（制御部）と、記憶装置であるＲＯＭ・ＲＡＭ１３（記憶部）を備える。また、制御回路１１は、入力用端末５又は環境情報測定装置３とデータの送受信を行う無線通信装置１４（無線通信部）と、空調機２を操作する接点回路１５（接点部）と、を備える。
電力制御装置１０の記憶装置（ＲＯＭ・ＲＡＭ１３）には、コンピュータとして必要な機能を果たすメインプログラムに加えて、入力用端末５から受信した節電設定情報に基づき接点回路１５を操作するプログラムが記憶されている。記憶されたプログラムがＣＰＵ１２によって実行されることにより、電力制御装置１０の機能が発揮される。
電力制御装置１０は、無線通信装置１４として、環境情報測定装置３とデータを送受信するようＬａＲａ方式で通信可能な無線通信ユニットを備えている。この無線通信ユニットは、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信ユニットであってもよい。
また、電力制御装置１０に障害が発生した場合、無線通信装置１４により障害情報が環境情報測定装置３に送信されてもよい。
また、電力制御装置１０に障害が発生した場合、無線通信装置１４により障害情報が環境情報測定装置３に送信されてもよい。
また、電力制御装置１０は、ＬａＲａ方式の無線通信ユニットとは別に、無線通信装置１４としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の無線通信ユニットを備えている。作業者は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により、入力用端末５と電力制御装置１０とを接続して、電力制御装置１０の節電設定情報を確認したり変更したりすることができる。入力用端末５と電力制御装置１０とを無線通信により接続することで、ケーブル等の接続手段を用意することなく、データの授受を簡単に行うことができる。
電力制御装置１０の接点回路１５は４つの接点から構成されており、電力制御装置１０は節電設定情報に基づき、リレー制御することにより、空調機２（より詳しくは室外機２ｂ）を操作する。なお、接点回路１５の接点数は４つに限定されるものではなく、必要に応じて増減される。
＜電源回路＞
電源回路２１は、上述のように制御回路１１、すなわちＣＰＵ１２、ＲＯＭ・ＲＡＭ１３、無線通信装置１４、接点回路１５に電力を供給する装置である。電源回路２１は、太陽電池パネル２２と、充電回路２３（充電部）と、リチウムイオン二次電池２４（二次電池）と、リチウム一次電池２５（一次電池）とから構成される。
電源回路２１は、上述のように制御回路１１、すなわちＣＰＵ１２、ＲＯＭ・ＲＡＭ１３、無線通信装置１４、接点回路１５に電力を供給する装置である。電源回路２１は、太陽電池パネル２２と、充電回路２３（充電部）と、リチウムイオン二次電池２４（二次電池）と、リチウム一次電池２５（一次電池）とから構成される。
太陽電池パネル２２は、太陽光で発電を行うためのパネルである。また、充電回路２３は、太陽電池パネル２２による発電電力の一部をリチウムイオン二次電池２４に充電する装置である。
リチウムイオン二次電池２４は、蓄電池であり、充電することにより繰り返し使用することができる電池である。使用する二次電池は、リチウムイオン二次電池２４に限定されず、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池等、他の二次電池であってもよい。
電源回路２１が、太陽電池パネル２２とリチウムイオン二次電池２４とにより構成されているため、電源を供給するために電気配線工事をしなくても、室外機２ｂに取り付けるだけで電力制御装置１０を稼働させることができる。
また、日中の照度が不足している場合、例えば曇りや雨の日が数日続いた場合、太陽電池パネル２２が発電できず、且つ、リチウムイオン二次電池２４からも電力を供給できなくなる可能性がある。このような場合に備えて、電源回路２１は、リチウム一次電池２５をバックアップ電源として有している。電源回路２１は、リチウムイオン二次電池２４からの電力が不足する場合、リチウム一次電池２５から電力を制御回路１１に供給する。
リチウム一次電池２５は、直流電力の放電のみができる化学電池であり、交換することが可能になっている。一次電池は、マンガン乾電池・アルカリマンガン乾電池等の乾電池であってもよい。
リチウムイオン二次電池２４からの電力が不足する場合であっても、リチウム一次電池２５から電力を制御回路１１に供給することができ、より長い期間連続して電力制御装置１０を稼働させることができる。
リチウムイオン二次電池２４からの電力が不足する場合であっても、リチウム一次電池２５から電力を制御回路１１に供給することができ、より長い期間連続して電力制御装置１０を稼働させることができる。
図３に電力制御装置１０の外観を示す。図３（ａ）は、室外機２ｂの側面に取り付けられた電力制御装置１０の正面図であり、図３（ｂ）は、側方から見た側面図である。電力制御装置１０は、四角錐台に形成された筐体１０ａを有し、筐体１０ａの内部に、制御回路１１、充電回路２３、リチウムイオン二次電池２４、リチウム一次電池２５が収容されている。筐体１０ａの下方端部から、空調機２の室外機２ｂと接続するケーブル２７が延びている。
また、電力制御装置１０では、筐体１０ａの正面１０ｂに太陽電池パネル２２が配置されている。また、筐体１０ａの背面１０ｃに板状の磁石２６が設けられていて、磁石２６を用いることにより室外機２ｂの筐体に着脱可能に取り付けることが可能になっている。磁石として、ネオジム磁石等の強力磁石が用いられてもよい。電力制御装置１０の取り付けに磁石２６を用いることで、ねじ止めする場合よりも容易に取り付けることができる。また、容易に室外機２ｂの筐体から取り外しすることができるため、電力制御装置１０本体の交換やリチウム一次電池２５の交換も容易である。
図４を用いて、電源回路２１が制御回路１１に電力を供給する処理について説明する。
電源回路２１は日中において、太陽電池パネル２２により発電する（Ｓ１０１）。このとき、電源回路２１は制御回路１１が動作するのに充分な電力を供給可能か否か判断する（Ｓ１０２）。充分な電力を供給可能である場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、電源回路２１は、制御回路１１に太陽電池パネル２２による発電電力を制御回路１１に供給する（Ｓ１０３）。このとき、余剰電力が有るか否かを判断する（Ｓ１０４）。余剰電力がある場合、電源回路２１は充電回路２３により、リチウムイオン二次電池２４に余剰電力を充電する（Ｓ１０５）。
電源回路２１は日中において、太陽電池パネル２２により発電する（Ｓ１０１）。このとき、電源回路２１は制御回路１１が動作するのに充分な電力を供給可能か否か判断する（Ｓ１０２）。充分な電力を供給可能である場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、電源回路２１は、制御回路１１に太陽電池パネル２２による発電電力を制御回路１１に供給する（Ｓ１０３）。このとき、余剰電力が有るか否かを判断する（Ｓ１０４）。余剰電力がある場合、電源回路２１は充電回路２３により、リチウムイオン二次電池２４に余剰電力を充電する（Ｓ１０５）。
夜間においては、太陽電池パネル２２により発電は行われないため、制御回路１１に充分な電力を供給することができない（Ｓ１０２でＮｏ）。そのため、電源回路２１は、リチウムイオン二次電池２４で供給することができるか否かを判断する（Ｓ１０６）。電力の供給が可能である場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、電源回路２１は、リチウムイオン二次電池２４に充電された電力を制御回路１１に供給する（Ｓ１０７）。
太陽電池パネル２２から発電電力を供給できず且つリチウムイオン二次電池２４からも充分な電力を供給することができない場合（Ｓ１０６でＮｏ）、リチウム一次電池２５から電力を制御回路１１に供給する（Ｓ１０８）。
太陽電池パネル２２から発電電力を供給できず且つリチウムイオン二次電池２４からも充分な電力を供給することができない場合（Ｓ１０６でＮｏ）、リチウム一次電池２５から電力を制御回路１１に供給する（Ｓ１０８）。
＜節電設定情報＞
節電設定情報及びその節電設定情報を用いた節電方法について説明する。節電設定情報は、例えば所定の時間における節電レベルが登録された情報であり、電力制御装置１０のＲＯＭ・ＲＡＭ１３に記憶される。節電レベルとは、負荷機器の稼働中に、どの程度節電させるかを示す情報である。例えば、曜日毎に節電を実施する実施開始時間及び実施終了時間が設定され、その時間における節電レベルが登録される。電力制御装置１０は、ＲＯＭ・ＲＡＭ１３に記憶される節電設定情報に基づいて、空調機２の室外機２ｂを操作する。
節電設定情報及びその節電設定情報を用いた節電方法について説明する。節電設定情報は、例えば所定の時間における節電レベルが登録された情報であり、電力制御装置１０のＲＯＭ・ＲＡＭ１３に記憶される。節電レベルとは、負荷機器の稼働中に、どの程度節電させるかを示す情報である。例えば、曜日毎に節電を実施する実施開始時間及び実施終了時間が設定され、その時間における節電レベルが登録される。電力制御装置１０は、ＲＯＭ・ＲＡＭ１３に記憶される節電設定情報に基づいて、空調機２の室外機２ｂを操作する。
節電レベルの設定項目として、「１０％－中」、「１０％－強」、「２０％－中」、「２０％－強」、「３０％－中」、「３０％－強」、「４０％－中」、「４０％－強」、「６０％－中」、「６５％－強」がある。設定項目のパーセントは、使用電力の削減率を示しており、例えば１時間稼働させる場合、そのうち１０％の時間（約６分間）、室外機２ｂの駆動能力を下げる又は停止させることを意味している。「中」・「強」は、室外機２ｂの駆動能力を示しており、「中」は室外機２ｂの駆動能力を半分とし、「強」は室外機２ｂを完全に停止させることを意味する。
制御回路１１の制御部であるＣＰＵ１２は、節電設定情報を基に接点を操作して、室外機２ｂの稼働を低減させるよう指示する。
制御回路１１の制御部であるＣＰＵ１２は、節電設定情報を基に接点を操作して、室外機２ｂの稼働を低減させるよう指示する。
また、制御回路１１は、環境情報測定装置３から受信した温度及び湿度から不快指数を算出し、算出した不快指数に基づいて節電レベルを変更してもよい。例えば、不快指数が通常より高くなった場合、空調機２の設定温度が外気と比較して差が大きくなり、使用電力が大きくなる可能性がある。不快指数に応じて節電設定情報に記録された所定の節電レベルからより高い節電レベルに変更することにより、電力の負荷を下げ使用電力の増加を抑制することができる。
また、利用者の希望に応じて不快指数が高い場合に節電レベルが下がるように設定してもよい。節電設定情報に不快指数に応じた節電レベルを登録することにより、電力制御装置１０を用いて、利用者の希望に応じた節電方法を実施することができる。
また、利用者の希望に応じて不快指数が高い場合に節電レベルが下がるように設定してもよい。節電設定情報に不快指数に応じた節電レベルを登録することにより、電力制御装置１０を用いて、利用者の希望に応じた節電方法を実施することができる。
＜環境情報測定装置の別例＞
本実施形態の環境情報測定装置３は、建物の外に設けられ、室外の温度及び湿度を測定して、温度及び湿度の情報を電力制御装置１０に送信するが、環境情報測定装置３は、空調機２の室内機２ａが設置された室内に設けられてもよい。
室内に設けられる場合、図５に示す環境情報測定装置３Ａのように、センサ３４として、更に照度センサ３４ｃ及び二酸化炭素センサ３４ｄが設けられてもよい。また、ビーコン受信機３６が設けられても。それ以外の構成は、図２に示す室外に設けられる環境情報測定装置３と同様であるため説明は省略する。
本実施形態の環境情報測定装置３は、建物の外に設けられ、室外の温度及び湿度を測定して、温度及び湿度の情報を電力制御装置１０に送信するが、環境情報測定装置３は、空調機２の室内機２ａが設置された室内に設けられてもよい。
室内に設けられる場合、図５に示す環境情報測定装置３Ａのように、センサ３４として、更に照度センサ３４ｃ及び二酸化炭素センサ３４ｄが設けられてもよい。また、ビーコン受信機３６が設けられても。それ以外の構成は、図２に示す室外に設けられる環境情報測定装置３と同様であるため説明は省略する。
照度センサ３４ｃにより測定された照度情報により、例えば照明がついているか否かを判定することができる。電力制御装置１０は、環境情報測定装置３Ａから照度情報を受信し、基準となる照度よりも低い場合は照明がついていないため、室内に人がいない可能性が高い。そのため、節電率を高くしても影響が少なく、電力制御装置１０は節電レベルを高くすることで使用電力を下げることができる。
二酸化炭素センサ３４ｄが測定した二酸化炭素濃度により、室内に人がいるかいないかを判定することができる。例えば、測定された二酸化炭素濃度が所定の濃度より低い場合は、部屋に人がいないと判定することができる。また、二酸化炭素濃度が増加した場合、部屋に人がいると判定することができる。そのため、電力制御装置１０は、不在判定をした場合は電源を落とし、人を検知した場合は室外機２ｂの駆動能力を下げて使用電力を下げることができる。
なお、二酸化炭素濃度や照度情報等と節電レベルとの関係は、節電設定情報としてＲＯＭ・ＲＡＭに記憶されており、節電設定情報を書き換えることにより節電レベルとの関係を変更することができる。
なお、二酸化炭素濃度や照度情報等と節電レベルとの関係は、節電設定情報としてＲＯＭ・ＲＡＭに記憶されており、節電設定情報を書き換えることにより節電レベルとの関係を変更することができる。
また、環境情報測定装置３Ａはビーコン受信機３６を更に備えてもよい。部屋の利用者がビーコン発振器３７を常に携帯している場合、環境情報測定装置３Ａの近辺に利用者がいるか否かをビーコン信号により判定することができる。照度や二酸化炭素濃度のように、人の検知を間接的に判断するのではなく、ビーコン信号の有無により人の検知を直接判定できることから、より正確に使用電力を制御することができる。
以上、図を用いて本実施形態の電力制御装置１０について説明した。電力制御装置１０では、負荷機器である空調機２を操作する制御回路１１を稼働させるために太陽電池パネル２２を備えた電源回路２１が設けられている。また、電力制御装置１０は環境情報測定装置３と無線ネットワークにより接続している。そのため、電力や通信のための配線工事が簡素化され、電力制御装置１０を用いた節電システム１をより安価に導入することが可能となる。
なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
１ 節電システム
Ｎ ネットワーク
２ 空調機（負荷機器）
２ａ 室内機
２ｂ 室外機
３、３Ａ 環境情報測定装置
４ 管理用サーバ
５ 入力用端末（端末装置）
１０ 電力制御装置
１０ａ 筐体
１０ｂ 正面
１０ｃ 背面
１１ 制御回路
１２ ＣＰＵ（制御部）
１３ ＲＯＭ・ＲＡＭ（記憶部）
１４ 無線通信装置（無線通信部）
１５ 接点回路（接点部）
２１ 電源回路
２２ 太陽電池パネル
２３ 充電回路（充電部）
２４ リチウムイオン二次電池（二次電池）
２５ リチウム一次電池（一次電池）
２６ 磁石
２７ ケーブル
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ・ＲＡＭ
３３ 無線通信装置
３４ センサ
３４ａ 温度センサ
３４ｂ 湿度センサ
３４ｃ 照度センサ
３４ｄ 二酸化炭素センサ
３５ 電源装置
３６ ビーコン受信機
３７ ビーコン発振器
Ｎ ネットワーク
２ 空調機（負荷機器）
２ａ 室内機
２ｂ 室外機
３、３Ａ 環境情報測定装置
４ 管理用サーバ
５ 入力用端末（端末装置）
１０ 電力制御装置
１０ａ 筐体
１０ｂ 正面
１０ｃ 背面
１１ 制御回路
１２ ＣＰＵ（制御部）
１３ ＲＯＭ・ＲＡＭ（記憶部）
１４ 無線通信装置（無線通信部）
１５ 接点回路（接点部）
２１ 電源回路
２２ 太陽電池パネル
２３ 充電回路（充電部）
２４ リチウムイオン二次電池（二次電池）
２５ リチウム一次電池（一次電池）
２６ 磁石
２７ ケーブル
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ・ＲＡＭ
３３ 無線通信装置
３４ センサ
３４ａ 温度センサ
３４ｂ 湿度センサ
３４ｃ 照度センサ
３４ｄ 二酸化炭素センサ
３５ 電源装置
３６ ビーコン受信機
３７ ビーコン発振器
Claims (8)
- 負荷機器の使用電力を制御する電力制御装置であって、
前記負荷機器に接続される制御回路と、該制御回路にのみ電力を供給する電源回路と、を備え、
前記制御回路は、
節電設定情報を記憶する記憶部と、
前記負荷機器を操作する接点部と、
前記節電設定情報に基づき、前記接点部を操作する制御部と、を有し、
前記電源回路は、
太陽電池パネルと、二次電池と、前記太陽電池パネルの発電電力の一部を前記二次電池に充電する充電部と、を有し、
前記電源回路は、前記太陽電池パネルの前記発電電力を前記制御回路に供給し、余剰電力を前記二次電池に充電し、
前記太陽電池パネルから前記発電電力を供給できない場合、前記二次電池から前記制御回路に電力を供給することを特徴とする電力制御装置。 - 前記電源回路は一次電池を備え、前記太陽電池パネルから発電電力を供給できず且つ前記二次電池が電池切れした場合に、前記一次電池から前記制御回路に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
- 前記制御回路は、外部の端末装置から、無線通信により前記節電設定情報を受信する無線通信部を備え、
前記記憶部は、前記無線通信部により受信した前記節電設定情報を記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御装置。 - 前記制御回路は、環境情報を測定する環境情報測定装置から、無線通信により前記環境情報を受信する無線通信部を備え、
前記制御回路の前記制御部は、受信した前記環境情報と前記節電設定情報とに基づき、前記接点部を操作して前記負荷機器の前記使用電力を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力制御装置。 - 前記環境情報測定装置は温度センサと湿度センサとを有し、
前記制御部は、前記温度センサ及び前記湿度センサにより取得した温度及び湿度から不快指数を算出し、該不快指数に基づいて節電レベルを設定することを特徴とする請求項４に記載の電力制御装置。 - 前記環境情報測定装置は照度を測定する照度センサ又は二酸化炭素の濃度を測定する二酸化炭素センサを有し、前記環境情報は前記照度センサが測定した照度又は前記二酸化炭素センサが測定した二酸化炭素の濃度の情報を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力制御装置。
- 前記制御回路の前記無線通信部は、前記電力制御装置に障害が発生した場合に、前記電力制御装置に関する障害情報を前記環境情報測定装置に送信することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の電力制御装置。
- 前記制御回路は、前記負荷機器である空調機の室外機に接続し、前記室外機の電源及び前記室外機の駆動能力を調整することにより前記空調機の使用電力を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力制御装置。
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