JP7085069B1 - デマンド制御システム - Google Patents

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Abstract

配線工事を不要にし、より安価に導入可能なデマンド制御システムを提供する。本発明のデマンド制御システム１は、負荷機器３の電力量を測定する電力測定装置５と、需要電力の予測値を算出し、予測値が目標値を越えると判定した場合に制御指令を送信する監視装置１０と、制御指令に応答して負荷機器を操作する操作装置２０と、を備えるデマンド制御システムであって、制御指令は無線通信により送受信されており、操作装置は、制御回路２１と、制御回路に電力を供給する電源回路２２とを有し、制御回路は、監視装置から制御指令を無線通信により受信する無線通信部２１３と、受信した制御指令を記憶するデータ記憶部２１２と、制御指令を処理する制御部２１１と、制御部の指示により負荷機器を操作する接点部２１４と、を有し、電源回路は、太陽電池パネル２１１と、二次電池２２３と、太陽電池パネルの発電電力の一部を二次電池に充電する充電部２２２とを、有し、電源回路は、太陽電池パネルの発電電力を制御回路に供給し、余剰電力を二次電池に充電し、太陽電池パネルから発電電力を供給できない場合、二次電池から制御回路に電力を供給する。

Description

本発明は、デマンド制御システムに係り、特に、建物で使用される電力量を監視して需要電力を調整可能なデマンド制御システムに関する。
工場又はビル等で使用する電力について電力会社と契約する場合、電気料金の基本料金は、通常、需要電力（デマンド電力とも呼ばれる）に基づいて設定されている。需要電力は、単位時限（通常３０分に設定される）あたりの平均消費電力を意味しており、単位時限の開始時点から消費電力量を積算し、単位時限の終了時点における積算電力量を単位時限で除することにより算出される。
電力需要家に対する電力基本料金は、電力需要家の消費電力が年間を通じて最大となる需要電力に基づいて計算される。この最大となる需要電力を低く抑えることにより、基本料金を安価にすることができることから、需要電力を監視する監視システム又は制御システムが種々開発されている。
特許文献１には、デマンド制御システムとして、需要電力に関係する設備機器を制御対象として、使用された電力量から需要電力を算出し、目標値を越えないように設備機器に対して、その動作を停止させるか又は消費電力を低減させるようにするものが開示されている。
特開２０１１－１９３６３９号公報
従来、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、電力の測定装置、使用した電力量を監視する監視装置、空調機等の設備機器を制御する操作装置等を新たに設ける必要がある。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、操作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、電力需要家がデマンド制御システムの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、配線工事を簡素化し、より安価に導入可能なデマンド制御システムを提供することにある。
前記課題は、本発明のデマンド制御システムによれば、負荷機器の電力量を測定し、前記電力量の測定値を送信する電力測定装置と、該電力測定装置から受信した前記測定値から需要電力の予測値を算出し、前記予測値が目標値を越えるか否かを判定すると共に、目標値を越えると判定した場合に制御指令を送信する監視装置と、前記負荷機器に接続され、前記監視装置から前記制御指令を受信し、前記制御指令に応答して前記負荷機器を操作する操作装置と、を備えるデマンド制御システムであって、前記制御指令は無線通信により送受信されており、前記操作装置は、制御回路と、該制御回路に電力を供給する電源回路とを有し、前記制御回路は、前記監視装置から前記制御指令を無線通信により受信する無線通信部と、受信した前記制御指令を記憶するデータ記憶部と、前記制御指令を処理する制御部と、該制御部の指示により前記負荷機器を操作する接点部と、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し、前記操作装置の前記無線通信部は、前記監視装置から前記制御指令を送受信する第１の無線通信ユニットと、検査員の携帯端末と無線通信するための第２の無線通信ユニットと、を備えることにより解決される。
上記の構成によれば、操作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、操作装置は、無線通信装置を介して監視装置と制御指令を受信することができる。操作装置に電力を供給したり情報を送信したりするための配線工事が簡素化され、より安価にデマンド制御システムを導入することができる。
また、本発明のデマンド制御システムについて好適な構成を述べると、前記操作装置は一次電池を備え、前記電源回路は、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、より長期間操作装置を稼働させることができる。
また、本発明のデマンド制御システムについて好適な構成を述べると、前記操作装置は、前記制御回路と前記充電部と前記二次電池とを収容する筐体を有し、前記太陽電池パネルは、前記筐体の一面に配置されており、前記操作装置は、前記太陽電池パネルが配置される前記一面の反対側の面に磁石を有し、前記負荷機器に対して前記磁石により取り付けられるとよい。
上記構成により、例えば操作装置を負荷機器にねじ止めする場合よりも、操作装置を負荷機器に対して容易に取り付けることが可能になる。また、操作装置の太陽電池パネルが受光するのに適切な位置に、操作装置を配置させることができる。

また、本発明のデマンド制御システムについて好適な構成を述べると、前記負荷機器が設けられた部屋の環境情報を測定し、測定した前記環境情報を前記監視装置に送信する環境情報測定装置を備え、前記監視装置は、前記予測値が前記目標値を越えると判定した場合、前記環境情報測定装置から受信した環境情報に基づいた制御指令を送信するとよい。
上記構成により、環境情報の測定結果に基づいて負荷機器を制御することが可能になる。
また、本発明のデマンド制御システム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を測定する温度センサ及び湿度を測定する湿度センサを有し、前記環境情報は、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の情報を含むとよい。
上記構成により、デマンド制御システムは、室内の温度及び湿度に基づいて負荷機器を制御することが可能になる。
また、本発明のデマンド制御システム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。
上記構成により、人と存在しているか否かの判断に基づいて、監視装置は制御指令を出すことができる。例えば室内の照度が所定値以下（消灯状態）であった場合、又は、二酸化炭素の濃度が所定値以下であった場合、部屋に人がいない（不在）と判断して、負荷機器の動作を停止する。室内に人がいると判断した場合は、負荷機器を調整（例えば空調機の場合、室外機の駆動能力を下げる）して消費電力の低減を図る。
また、本発明のデマンド制御システム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ビーコン信号を受信するビーコン受信機を有し、前記環境情報は前記ビーコン受信機が受信した前記ビーコン信号の情報を含むとよい。
上記構成により、ビーコン信号を受信することで、室内に人がいることを検知できるため、ビーコン信号を受信しない場合、部屋に人が不在であると判断して、負荷機器の動作を停止させることができる。また、ビーコン信号を受信した場合、人がいると判断して、負荷機器を調整して、消費電力の低減を図ることができる。
本発明のデマンド制御システムによれば、操作装置に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、より安価にデマンド制御システムを導入することができる。
本実施形態のデマンド制御システム全体を示す構成図である。 監視装置のハードウェア構成を示す図である。 操作装置のハードウェア構成を示す図である。 環境情報測定装置のハードウェア構成を示す図である。 デマンド制御システムを導入しなかった場合の需要電力を示す説明である。 デマンド制御システムを用いた場合の需要電力を示す説明図である。 操作装置を上方からみた上面図である。 操作装置を側方から見た側面図である。 操作装置の電源回路により電力を供給する処理を示すフロー図である。
＜＜デマンド制御システム＞＞
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、建物Ｂ内に設けられたデマンド制御システム１の全体を示す構成図である。
デマンド制御システム１は、温度や湿度を調整する空調機３（負荷機器）と、空調機３等を含むの建物Ｂ全体の電力量を測定する電力測定装置５と、電力量を監視する監視装置１０と、監視装置１０からの制御指令により空調機３を操作する操作装置２０とから構成される。また、各階の部屋Ｒには温度及び湿度等を測定する環境情報測定装置３０が設けられている。
電力測定装置５、操作装置２０、環境情報測定装置３０、及び監視装置１０は有線又は無線のネットワークで接続されており情報の送受信が可能になっている。監視装置１０は、インターネット等の外部のネットワークＮと接続されており、遠隔地の管理者用端末５０と情報を送受信することができる。
＜＜負荷機器＞＞
本実施形態における負荷機器としての空調機３は、室内機３ａと室外機３ｂとから構成される。室内機３ａは、各部屋Ｒの内部に設置され室内の温度や湿度を調整する。室外機３ｂは、室内機３ａと冷媒配管及び電線を通じて接続されており、屋外に設置されている。空調機３は、室内機３ａ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３は、室外機３ｂにより、電源のＯＮ／ＯＦＦして、使用電力を調整することができる。また、室外機３ｂの駆動能力を制御することによっても使用電力量を調整することができる。例えば、室外機３ｂ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。その結果として室内の温度が上下する場合がある。なお、本実形態では負荷機器として空調機３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。
＜＜電力測定装置＞＞
上述したように電力測定装置５は建物Ｂ全体の電力量を測定することが可能となっている。電力測定装置５は、電力量をデジタルで測定可能な電力メータで、スマートメータと呼ばれるものであり、受電装置４０内に設置される。電力測定装置５は、監視装置１０とネットワークで接続されており、測定した電力の消費量（電力量）の測定値をデジタルデータとして監視装置１０に送信する。測定値の送信に用いられるネットワークは有線でも無線であってもよい。
無線ネットワークを用いる場合、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）方式の無線通信を使用してもよい。ＬＰＷＡ方式は、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方式として、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。また、Ｗｉｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）による無線通信を用いて送信してもよい。
＜＜監視装置＞＞
監視装置１０は、空調機３等の建物Ｂ全体の電力量を監視する装置である。監視装置１０は、電力測定装置５から受信した電力量から算出した需要電力の予測値が目標値を越えそうな場合に、操作装置２０に制御指令を出して、空調機３の稼働を下げることを行う。
ここで、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、デマンド制御システム１による電力料金削減効果について説明する。
電力会社との契約電力の基本料金は、過去一年間で発生した最大需要電力で最も大きい値によって定められている。
より詳しく説明すると、需要電力は、３０分間に消費された電力の平均値である（図３Ａの左のグラフ参照）。この需要電力は月毎にまとめられ、ひと月の需要電力の最大値がその月の最大需要電力（デマンド）となる（図３Ａの中央のグラフ参照）。契約電力は、過去一年間で発生した最大需要電力のうち最も大きい値を基準として定められる（図３の右のグラフ参照）。そのため、ひと月でも突出して高い最大需要電力を記録した場合（例えば１０００ｋｗ）、その最大需要電力で契約することとなる。そのため、電力をそれほど使用しない他の月では割高な基本料金を支払うこととなる。
デマンド制御システム１を用いることで、一時的に最大需要電力が高くならないよう、需要電力を制御してピークカットを行い、年間を通じて最大需要電力の平準化を行うことで基本料金を下げ、それにより電力料金の削減を行っている。
具体的には、監視装置１０が電力量から単位時限（３０分）毎の需要電力を算出しており、この需要電力の予測値が、目標値を越えそうな場合、操作装置２０に制御指令を出し、空調機３等の負荷機器を停止させて、ピークカットを実行する。
例えば、監視装置１０は、１５分経った時点で、同じように空調機を使用した場合の平均消費電力（予測値）を算出する。既に使用している積算電力が１０００ｋＷ（目標値）の半分を超えている場合、予測値が目標値を超える可能性がある。監視装置１０は、予測値と目標値とを比較して、予測値が目標値を越えるか否かを判定する。目標値を越えると判定した場合、監視装置１０は、操作装置２０に、使用電力量を下げる制御指令を送信する。
制御指令は、空調機３による電力負荷を下げることを操作装置２０に指示する信号であり、例えば空調機３の動作を停止させる命令である。また、制御指令は、単に動作を停止させるものに限らず、室外機３ｂの駆動能力を下げるものであってもよい。例えば、冷風等を送り出す室外機３ｂのコンプレッサ等の出力を強制的に絞るようにする。出力が絞られることにより、室内の温度が空調機３の設定温度に達する時間（到達時間）が通常よりかかるようになるものの使用電力量は削減されるようになる。
また、図１に示すように、監視装置１０は、建物Ｂ全体で使用される電力量を監視しており、後述する環境情報測定装置３０により、各部屋Ｒにおいて人の存在を検知している。環境情報測定装置３０により、人が不在であると判定した場合にその部屋の空調機３を停止させる制御指令を出す。人を検知した場合、その部屋の室内機３ａとつながる室外機３ｂを操作し、その駆動能力を下げる制御指令を出してもよい。
このように、制御指令は、季節、外気温、部屋Ｒの温度又は湿度、室内の人の有無によって設定される。
監視装置１０は、図２Ａに示すように、データの演算・制御処理装置としてＣＰＵ１１、記憶装置としてＲＯＭ・ＲＡＭ１２及びＨＤＤ１２Ａ（又はＳＳＤ）、及び、他の装置との情報データの送受信を行う通信装置１３を備えたコンピュータである。また、監視装置１０は、キーボードやモニタ等の入出力装置１４を有する。監視装置１０の記憶装置には、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、需要電力の予測値を算出したり、目標値と比較したりするプログラムが記憶されている。また、記憶装置には受信した電力量及び環境情報等が記録される。記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることにより、監視装置１０の機能が発揮される。
監視装置１０は、有線又は無線のネットワークを経由して他の装置と通信する通信装置１３を備えている。また、監視装置１０は、操作装置２０と無線によりデータを送受信するために、無線通信装置１３ａを備えている。無線通信装置１３ａは、ＬＰＷＡ方式の無線通信方式で通信可能である。また、監視装置１０は、通信装置１３により有線でも通信可能であり、インターネットを経由して管理者用端末５０と接続することができる。そのため、システムの管理者は、監視装置１０が予測値を求める際の式や、操作装置２０に送信する制御指令の内容、各種パラメータを変更することで、デマンド制御システム１を遠隔地から運用することが可能になっている。
＜＜操作装置＞＞
操作装置２０は、室外機３ｂの駆動能力を制御する装置である。操作装置２０は、空調機３の室外機３ｂと有線により接続され、監視装置１０と無線により接続される。操作装置２０は、監視装置１０から受信した制御指令に応答して、空調機３を操作する。例えば、監視装置１０から、空調機３を停止する制御指令を受信した場合、操作装置２０は室外機３ｂの電源をＯＦＦにすることで、空調機３を停止させる。空調機３の駆動能力を下げる制御指令を受信した場合、操作装置２０は、例えば室外機３ｂ内のコンプレッサの出力を下げるよう室外機３ｂを操作する。
操作装置２０は、図２Ｂに示すように、制御回路２１と制御回路２１に電力を供給する電源回路２２から構成されるコンピュータである。制御回路２１は、データの演算・制御処理装置としてＣＰＵ２１１（制御部）と、記憶装置としてのＲＡＭ・ＲＯＭ２１２（データ記憶部）と、監視装置１０等との情報データの送受信を行う無線通信装置２１３（無線通信部）と、空調機３を操作する接点回路２１４（接点部）とを備える。
操作装置２０の記憶装置には、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、監視装置１０から受信した制御指令を処理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ＣＰＵ２１１によって実行されることにより、操作装置２０の機能が発揮される。
操作装置２０は、無線ネットワークを経由して監視装置１０又は検査員の携帯端末と通信する無線通信装置２１３を備えている。無線通信装置２１３として、操作装置２０は、監視装置１０と情報データを送受信するようＬＰＷＡ方式で通信可能な無線通信ユニットを備えている。なお、この無線通信ユニットは、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮモジュールであってもよい。
また、操作装置２０は、ＬＰＷＡ方式の無線通信ユニットとは別に、無線通信装置２１３としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ユニットを備えている。システムの管理者は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により、スマートフォン等の携帯端末と操作装置２０とを接続して、操作装置２０の設定情報を確認したり変更したりすることができる。携帯端末と操作装置２０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。
操作装置２０の接点回路２１４は４つの接点から構成されており、操作装置２０は制御指令に基づきリレー制御することにより、空調機３（より詳しくは室外機３ｂ）を操作することが可能になっている。なお、接点回路の接点数は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２２は、上述のように制御回路２１、すなわちＣＰＵ２１１、ＲＡＭ・ＲＯＭ２１２、無線通信装置２１３、接点回路２１４に電力を供給する装置であり、太陽電池パネル２２１と、充電回路２２２（充電部）と、リチウムイオン二次電池２２３（二次電池）と、リチウム一次電池２２４（一次電池）とから構成される。
太陽電池パネル２２１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２２２は、太陽電池パネル２２１による発電電力の一部をリチウムイオン二次電池２２３に充電する装置である。
リチウムイオン二次電池２２３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２２３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２２が、太陽電池パネル２２１とリチウムイオン二次電池２２３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、操作装置２０を設置することが可能になっている。
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２２１が発電できず、且つ、リチウムイオン二次電池２２３からも電力を供給できなくなる可能性がある。そのため、電源回路２２は、リチウム一次電池２２４をバックアップ電源として備えている。電源回路は、リチウムイオン二次電池２２３からの電力が不足する場合、リチウム一次電池２２４から電力を制御回路２１に供給する。
リチウム一次電池２２４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２２３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２２４から電力を制御回路２１に供給することができ、より長い期間連続して操作装置２０を稼働させることができる。
図４Ａ及び図４Ｂに操作装置２０の外観を示す。図４Ａは上方から見た操作装置２０の平面図、図４Ｂは、操作装置２０を側方から見た側面図である。操作装置２０は、図４Ｂに示すように四角錐台に形成された筐体２０ａを有し、筐体２０ａの内部に、制御回路２１、充電回路２２２、リチウムイオン二次電池２２３、リチウム一次電池２２４が収容されている。筐体２０ａの側部から、空調機３と接続するためのケーブル２５が延びている。
また、操作装置２０では、筐体２０ａの上面２０ｂに太陽電池パネル２２１が配置されている。また、筐体２０ａの底面２０ｃに板状の磁石２４が設けられていて、磁石２４を用いることにより室外機３ｂ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。
操作装置２０を室外機３ｂに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、容易に取り外しすることができるため、操作装置２０の交換やリチウム一次電池２２４の交換も容易である。
図５を用いて、電源回路２２が制御回路２１に電力を供給する処理について説明する。
日中において、太陽電池パネル２２１により発電する（Ｓ１０１）。このとき、制御回路２１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２２は、制御回路２１に太陽電池パネル２２１による発電電力を制御回路２１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２２は充電回路２２２により、リチウムイオン二次電池２２３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２２１により発電は行われないため、制御回路２１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、リチウムイオン二次電池２２３で供給することを判断する（Ｓ１０６）。供給することが可能である場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、電源回路２２は、リチウムイオン二次電池２２３に充電された電力を制御回路２１に供給する（Ｓ１０７）。
太陽電池パネル２２１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２２４から電力を制御回路２１に供給する（Ｓ１０８）。
＜＜環境情報測定装置＞＞
デマンド制御システム１は、環境情報測定装置３０を備えている。環境情報測定装置３０は、空調機３が設置された部屋Ｒの環境情報を測定し、測定した環境情報のデータを監視装置１０にネットワーク経由で送信する装置である。
環境情報測定装置３０は、図２Ｃに示すように、データの演算・制御処理装置としてのＣＰＵ３１と、記憶装置としてのＲＯＭ・ＲＡＭ３２、情報データの送受信を行う通信装置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。
環境情報測定装置３０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、監視装置１０に送信するための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３０の機能が発揮される。
環境情報測定装置３０は、通信装置３３を介して有線又は無線でネットワークに接続することが可能である。また、無線通信装置３３ａにより無線ネットワークに接続する場合、監視装置１０と同様にＬＰＷＡ方式の無線通信を使用してもよい。また、Ｗｉｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）により無線通信を用いてもよい。無線ネットワークにより、環境情報測定装置３０と監視装置１０とを接続することで、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。
また、スマートフォン等の携帯端末とＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）の近距離無線通信の規格により接続することで、システムの管理者は環境情報測定装置３０の設定情報等を見ることができる。
環境情報測定装置３０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子を備えて、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パソコン等と送受信してもよい。
また、このＵＳＢ端子を電源装置３５として利用してもよい。すなわち、環境情報測定装置３０を稼働させる電力をＵＳＢ端子経由で取得する。例えば、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３０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。
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、照度を測定する照度センサ３４ｃ及び二酸化炭素の濃度を測定する二酸化炭素センサ３４ｄを有する。
環境情報測定装置３０は温度センサ３４ａ及び湿度センサ３４ｂを用いて温度と湿度とを測定し、温度と湿度の情報を監視装置１０に送信する。監視装置１０は、各部屋Ｒの温度・湿度を把握することができ、温度・湿度を考慮した制御指令を出すことができる。例えば、外気温よりも室内の温度が大幅に低い又は高い場合、室内の温度が外気温に近くなるように制御指令を出すことで、電力負荷を下げることができる。また、制御指令を出した後の、温度・湿度を計測することにより、空調機３が操作装置２０により正常に制御されたか否かを確認することができる。なお、環境情報測定装置３０は室内だけでなく、部屋Ｒの外に設置され、外部の気温又は湿度を測定してもよい。
また、環境情報測定装置３０は、照度センサ３４ｃ及び二酸化炭素センサ３４ｄを用いて、室内の照度と二酸化炭素の濃度とを測定し、照度及び二酸化炭素濃度の情報を監視装置１０に送信する。監視装置１０は、照度を把握することにより、例えば、照明がついているか否かを判断することができる。照度が低い場合は照明がついていないため、部屋に人がいない可能性が高い。そのため、空調機３を停止しても影響が少なく、監視装置１０は、照度が低い部屋の空調機３の停止させる制御指令を出すことで使用電力量を下げることができる。
二酸化炭素濃度も同様に、測定された二酸化炭素濃度が低い場合は、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、監視装置１０は、不在判定をした部屋では、空調機３の電源を落とし、人を検知した部屋Ｒでは室外機３ｂの駆動能力を下げる制御指令を出すことで、使用電力量を下げることが可能となる。
また、環境情報測定装置３０はビーコン受信機３６を更に備えてもよい。建物Ｂ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３０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、より正確に制御指令を出すことができる。
以上、図を用いて本実施形態のデマンド制御システム１について説明した。デマンド制御システム１では、負荷機器である空調機３を操作する操作装置２０を稼働させるために太陽電池パネル２２１を備えた電源回路２２を有している。また、操作装置２０と監視装置１０を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、デマンド制御システム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。
１ デマンド制御システム
Ｎ ネットワーク
３ 空調機（負荷機器）
３ａ 室内機
３ｂ 室外機
５ 電力測定装置
１０ 監視装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ・ＲＡＭ
１２Ａ ＨＤＤ
１３ 通信装置
１３ａ 無線通信装置
１４ 入出力装置
２０ 操作装置
２０ａ 筐体
２０ｂ 上面
２０ｃ 底面
２１ 制御回路
２１１ ＣＰＵ（制御部）
２１２ ＲＯＭ・ＲＡＭ（データ記憶部）
２１３ 無線通信装置（無線通信部）
２１４ 接点回路（接点部）
２２ 電源回路
２２１ 太陽電池パネル
２２２ 充電回路（充電部）
２２３ リチウムイオン二次電池（二次電池）
２２４ リチウム一次電池（一次電池）
２４ 磁石
２５ ケーブル
３０ 環境情報測定装置
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ・ＲＡＭ
３３ 通信装置
３３ａ 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
４０ 受電装置
５０ 管理者用端末

Claims (7)

  1. 負荷機器の電力量を測定し、前記電力量の測定値を送信する電力測定装置と、
    該電力測定装置から受信した前記測定値から需要電力の予測値を算出し、前記予測値が目標値を越えるか否かを判定すると共に、目標値を越えると判定した場合に制御指令を送信する監視装置と、
    前記負荷機器に接続され、前記監視装置から前記制御指令を受信し、前記制御指令に応答して前記負荷機器を操作する操作装置と、を備えるデマンド制御システムであって、
    前記制御指令は無線通信により送受信されており、
    前記操作装置は、
    制御回路と、該制御回路に電力を供給する電源回路と、を有し、
    前記制御回路は、
    前記監視装置から前記制御指令を無線通信により受信する無線通信部と、
    受信した前記制御指令を記憶するデータ記憶部と、
    前記制御指令を処理する制御部と、
    該制御部の指示により前記負荷機器を操作する接点部と、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し、
    前記操作装置の前記無線通信部は、前記監視装置から前記制御指令を送受信する第１の無線通信ユニットと、検査員の携帯端末と無線通信するための第２の無線通信ユニットと、を備えることを特徴とするデマンド制御システム。
  2. 前記操作装置は一次電池を備え、前記電源回路は、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に記載のデマンド制御システム。
  3. 前記操作装置は、前記制御回路と前記充電部と前記二次電池とを収容する筐体を有し、
    前記太陽電池パネルは、前記筐体の一面に配置されており、
    前記操作装置は、前記太陽電池パネルが配置される前記一面の反対側の面に磁石を有し、前記負荷機器に対して前記磁石により取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のデマンド制御システム。
  4. 前記負荷機器が設けられた部屋の環境情報を測定し、測定した前記環境情報を前記監視装置に送信する環境情報測定装置を備え、
    前記監視装置は、前記予測値が前記目標値を越えると判定した場合、前記環境情報測定装置から受信した前記環境情報に基づいた制御指令を送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のデマンド制御システム。
  5. 前記環境情報測定装置は温度を測定する温度センサ及び湿度を測定する湿度センサを有し、前記環境情報は、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の情報を含むことを特徴とする請求項４に記載のデマンド制御システム。
  6. 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に記載のデマンド制御システム。
  7. 前記環境情報測定装置はビーコン信号を受信するビーコン受信機を有し、前記環境情報は前記ビーコン受信機が受信した前記ビーコン信号の情報を含むことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のデマンド制御システム。
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