JP7390811B2 - 給湯制御装置、クラウドサーバ、給湯システム、給湯制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、給湯制御装置、クラウドサーバ、給湯システム、給湯制御方法及びプログラムに関する。

住宅に設置された太陽光発電設備による翌日の発電量を気象予報に基づいて予測することで翌日の余剰電力量を予測し、予測した余剰電力量に応じて給湯機のわき上げ運転を制御する給湯システムが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３－１４８２８７号公報

上記のようにして余剰電力量を予測するためには、当該住宅における発電量と消費電力量を適宜取得する必要がある。このため、上記従来の給湯システムにおいては、各住宅に発電量及び消費電力量を計測する専用の電力計測装置を設置する必要があり、導入コストがかかるという課題がある。

これに対し、太陽光発電設備の仕様、住所、世帯構成、当該住宅に設置される各電気機器の定格電力等の情報を勘案して、電力計測装置に依らず、発電量及び消費電力量を予測する手法の採用も選択肢としてある。

しかしながら、上記の手法では発電量の予測精度はある程度見込めるものの、消費電力量の予測精度を高めるためには、事前にユーザから多くの情報を入手する必要があり、現実性に乏しいといえる。このため、ユーザから得る情報をより少なくしつつ、余剰電力を使用したわき上げ運転を精度よく行えるようにする技術の提案が望まれているのが実情である。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、ユーザから得る情報をより少なくしつつ、余剰電力を使用したわき上げ運転を精度よく行うことが可能な給湯制御装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る給湯制御装置は、
気象予報に関する気象情報を取得する気象情報取得手段と、
ユーザが設定した、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報を取得する設定情報取得手段と、
前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測する発電量予測手段と、
前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存する消費電力量予測手段と、
前記発電量予測手段によって予測された発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出する時間帯導出手段と、
前記導出された時間帯を前記給湯機に通知する時間帯通知手段と、
前記時間帯通知手段によって前記時間帯が前記給湯機に通知された後、ユーザが入力した、前記予測結果データの修正に関する修正情報を取得する修正情報取得手段と、
前記取得された修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する予測結果修正手段と、を備える。

本発明によれば、ユーザから得る情報をより少なくしつつ、余剰電力を使用したわき上げ運転を精度よく行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る給湯システムの全体構成を示す図 本実施の形態の給湯機が備えるヒートポンプユニットのハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態の操作端末のハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態のクラウドサーバのハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態において、給湯機が備える給湯コントローラ、操作端末及びクラウドサーバの各機能構成を示すブロック図 本実施の形態の設定受付画面の一例を示す図 本実施の形態において、地域区分と郵便番号の対応表を示す図 本実施の形態において、地域区分と暖冷房期間の対応表を示す図 本実施の形態において、消費電力量モデルＤＢの一例を示す図 本実施の形態の修正受付画面の一例を示す図 本実施の形態に係る給湯システムが実行する処理の流れを示す図 他の実施の形態の設定受付画面の一例を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る給湯システム１の全体構成を示す図である。給湯システム１は、住宅Ｈに設置される給湯機４のわき上げ運転を余剰電力を活用して行うシステムである。給湯システム１は、発電設備２と、ホームゲートウェイ３と、給湯機４と、操作端末５と、クラウドサーバ６と、気象サーバ７とを備える。

住宅Ｈには、電力線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４ａ，ＰＬ４ｂ，…が配設されている。電力線ＰＬ１は、商用電力系統８と分電盤９との間に配設され、電力線ＰＬ２は、発電設備２と分電盤９との間に配設され、電力線ＰＬ３は、分電盤９と給湯機４との間に配設されている。また、電力線ＰＬ４ａ，ＰＬ４ｂ，…が、それぞれ分電盤９と機器１０ａ，１０ｂ，…との間に配設されている。機器１０ａ，１０ｂ，…は、当該住宅Ｈにおいて、電力を消費する、例えば、エアコン、照明器、床暖房システム、冷蔵庫、ＩＨ（Induction Heating）調理器、テレビ等の給湯機４以外の電気機器である。

電力線ＰＬ１における電力は、住宅Ｈにおける買電電力又は売電電力を示す。電力線ＰＬ２における電力は、発電設備２から出力される電力（以下、発電電力と称する。）を示す。電力線ＰＬ３における電力は、給湯機４の消費電力を示す。電力線ＰＬ４ａ，ＰＬ４ｂ，…における各電力は、それぞれ機器１０ａ，１０ｂ，…の消費電力を示す。

上記の買電電力とは、商用電力系統８から供給された電力、即ち、電力供給事業者から買った電力をいう。また、売電電力とは、逆潮電力として商用電力系統８へ供給した電力、即ち、電力供給事業者に売った電力をいう。住宅Ｈの需要家（以下、適宜、ユーザと称する。）は、発電電力が、住宅Ｈで消費される電力、即ち、住宅Ｈの総消費電力を超えた場合に、規定の条件を満たすことで、発電電力の内の余剰分の電力（即ち、余剰電力）を電力供給事業者に売ることが可能となる。なお、住宅Ｈの総消費電力は、買電時では、買電電力と発電電力を加算することで算出でき、売電時では、発電電力から売電電力を差し引くことで算出できる。

＜発電設備２＞
発電設備２は、本発明に係る発電設備の一例である。発電設備２は、ＰＶ（photovoltaic）パネル２０と、パワーコンディショニングシステムであるＰＶ－ＰＣＳ２１とを備えた太陽光発電設備である。ＰＶパネル２０は、例えば多結晶シリコン型のソーラパネルであり、住宅Ｈの屋根の上に設置され、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する。ＰＶ－ＰＣＳ２１は、ＰＶパネル２０の発電により生じた直流電力を交流電力に規定の変換効率で変換することで、発電電力を生成し、電力線ＰＬ２を介して、分電盤９に供給する。

＜給湯機４＞
給湯機４は、本発明に係る給湯機の一例である。給湯機４は、ヒートポンプユニット４０とタンクユニット４１とを備える貯湯式の給湯機である。ヒートポンプユニット４０とタンクユニット４１とは、湯水が流れる水配管４２で接続されている。給湯機４は、分電盤９により分岐された電力線ＰＬ３を介して商用電力系統８と電気的に接続され、電力の供給を受ける。

ヒートポンプユニット４０は、ＣＯ_２（二酸化炭素）又はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を冷媒として用いたヒートポンプ式の熱源器である。ヒートポンプユニット４０は、周辺の空気を熱源として、貯湯タンク４１０内の低温水を高温水に沸き上げる。図２に示すように、ヒートポンプユニット４０は、圧縮機４００と、第１熱交換器４０１と、膨張弁４０２と、第２熱交換器４０３と、送風機４０４とを備える。

圧縮機４００と、第１熱交換器４０１と、膨張弁４０２と、第２熱交換器４０３とは、冷媒配管４０５により環状に接続される。これにより、冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。冷媒回路は、ヒートポンプ又は冷凍サイクルともいう。水配管４２は、貯湯タンク４１０の下部を起点に、循環ポンプ４２０及び第１熱交換器４０１を経て貯湯タンク４１０の上部に戻るように配設されている。これにより、湯水が循環する沸上げ回路が形成されている。

圧縮機４００は、冷媒を圧縮して温度及び圧力を上昇させる。圧縮機４００は、駆動周波数に応じて、単位当たりの送り出し量である容量を変化させることができるインバータ回路を備える。圧縮機４００は、タンクユニット４１（詳細には、給湯コントローラ４４０）からの指示に従って上記の容量を変更する。

第１熱交換器４０１は、市水を目標の沸上げ温度まで昇温加熱するための加熱源である。沸上げ温度は、貯湯温度ともいう。第１熱交換器４０１は、プレート式、二重管式等の熱交換器であり、冷媒配管４０５を循環する冷媒と貯湯タンク４１０から送られてきた水との間で熱交換を行う。第１熱交換器４０１における熱交換により、冷媒は放熱して温度が下降し、水は吸熱して温度が上昇する。

膨張弁４０２は、冷媒を膨張させて温度及び圧力を下降させる。膨張弁４０２は、圧縮機４００が備える図示しないマイコンと図示しない通信線を介して通信可能に接続され、当該マイコンからの指示に従って弁開度を変更する。

第２熱交換器４０３は、送風機４０４により送られてきた、即ち、取り込まれた外気と冷媒との間で熱交換を行う。第２熱交換器４０３における熱交換により冷媒は吸熱して温度が上昇し、取り込まれた外気は放熱して温度が下降する。送風機４０４は、圧縮機４００が備える上記のマイコンと図示しない通信線を介して通信可能に接続され、当該マイコンからの指示に従って回転数を変更する。

図１に戻り、タンクユニット４１は、貯湯タンク４１０と、循環ポンプ４２０と、混合弁４３０と、給湯コントローラ４４０とを備える。これらの構成部品は、金属製の外装ケースに収められている。貯湯タンク４１０は、ステンレス等の金属、樹脂等で形成されている。貯湯タンク４１０の外側には断熱材が配置されている。これにより、貯湯タンク４１０内で、高温の湯を長時間に亘って保温することができる。

循環ポンプ４２０は、貯湯タンク４１０の下部からの低温水をヒートポンプユニット４０へ搬送する。循環ポンプ４２０は、インバータ回路を備え、給湯コントローラ４４０から指示される制御値に従って駆動回転数を変更することにより、搬送する水の流量を変化させる。

混合弁４３０は、シャワー４３、蛇口４４等の給湯端末に供給される高温水が、ユーザが所望する温度となるように、貯湯タンク４１０上部の高温水と市水とを混合するために設けられている。

給湯コントローラ４４０は、何れも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、通信インタフェースと、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリで構成される二次記憶装置とを備え、給湯機４を統括的に制御する。

給湯コントローラ４４０は、タンクユニット４１に設けられた、制御に必要な情報を計測する複数のセンサ（図示せず）と通信線を介して通信可能に接続し、これらの計測値を定期的に取得する。これらのセンサには、例えば、出湯する湯量を計測する流量センサ、出湯する湯の温度を計測する出湯温度センサ、貯湯タンク４１０内の高さ方向にほぼ等間隔で配置された貯湯温度を計測する複数の貯湯温度センサ等が含まれる。なお、貯湯量は、これらの貯湯温度センサの計測値に基づいて導出される。

また、給湯コントローラ４４０は、循環ポンプ４２０と図示しない通信線を介して通信可能に接続し、搬送する水の流量を調整するための制御値を循環ポンプ４２０に送信する。また、給湯コントローラ４４０は、ヒートポンプユニット４０の圧縮機４００と図示しない通信線を介して通信可能に接続し、ヒートポンプユニット４０に動作に関する指示を与えると共に、ヒートポンプユニット４０の状態を取得する。ヒートポンプユニット４０の状態には、圧縮機４００を含む各構成部の動作状態、ヒートポンプユニット４０が備える各種センサの計測値等が含まれる。

また、給湯コントローラ４４０は、図示しない専用リモコンと有線又は無線にて通信可能に接続され、ユーザは、当該専用リモコンを介して、わき上げ、浴槽への湯張り、追焚き等の運転の開始又は停止の指示を給湯機４に与えることができる。なお、後述する操作端末５を介したユーザの操作により、上記の指示が給湯機４に与えられるようにしてもよい。

さらに、給湯コントローラ４４０は、ブロードバンドルータとしての機能を有するホームゲートウェイ３と無線にて通信接続し、ホームゲートウェイ３を介してクラウドサーバ６と通信する。給湯コントローラ４４０の機能の詳細については後述する。なお、給湯コントローラ４４０が、外付けの通信アダプタ（図示せず）を介して、ホームゲートウェイ３と無線にて通信接続する構成であってもよい。

＜操作端末５＞
操作端末５は、本発明に係る操作端末の一例である。操作端末５は、スマートフォン、タブレット端末等の携帯可能な電子機器である。操作端末５は、図３に示すように、ディスプレイ５０と、操作受付部５１と、通信インタフェース５２と、ＣＰＵ５３と、ＲＯＭ５４と、ＲＡＭ５５と、二次記憶装置５６とを備える。これらの構成部は、バス５７を介して相互に接続される。

ディスプレイ５０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスを含んで構成される。ディスプレイ５０は、ＣＰＵ５３の制御の下、ユーザ操作に応じた各種の画面等を表示する。

操作受付部５１は、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の１つ以上の入力デバイスを含んで構成され、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作に係る信号をＣＰＵ５３に送出する。

通信インタフェース５２は、予め定めた近距離無線通信インタフェースと、予め定めた広域用の無線通信インタフェースとを含んで構成される。通信インタフェース５２は、例えば、操作端末５が住宅Ｈに在宅するユーザに所持されている場合、ホームゲートウェイ３を介して給湯コントローラ４４０と通信し、あるいは、ホームゲートウェイ３及びインターネットを介してクラウドサーバ６と通信する。また、操作端末５が外出中のユーザに所持されている場合、通信インタフェース５２は、図示しないＡＰ（アクセスポイント）又は基地局を介してインターネットに接続して、給湯コントローラ４００あるいはクラウドサーバ６と通信する。

ＣＰＵ５３は、当該操作端末５を統括的に制御する。ＲＯＭ５４は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ５５は、ＣＰＵ５３の作業領域として使用される。

二次記憶装置５６は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等を含んで構成される。二次記憶装置５６には、給湯機４を操作するためのアプリケーションプログラム（以下、給湯アプリという。）を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。給湯アプリは、クラウドサーバ６、その他のプログラム配布サーバ等から操作端末５にダウンロードすることができる。操作端末５の機能の詳細については後述する。

＜クラウドサーバ６＞
クラウドサーバ６は、本発明に係る給湯制御装置、クラウドサーバの一例である。クラウドサーバ６は、給湯機４のメーカ又は販売会社によって設置され、運用されるサーバコンピュータであり、インターネットに接続される。クラウドサーバ６は、図４に示すように、通信インタフェース６０と、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、二次記憶装置６４とを備える。これらの構成部は、バス６５を介して相互に接続される。

通信インタフェース６０は、インターネットに接続して他の機器と通信するためのインタフェースである。ＣＰＵ６１は、クラウドサーバ６を統括的に制御する。ＲＯＭ６２は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１の作業領域として使用される。

二次記憶装置６４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成される記憶装置である。二次記憶装置６４には、給湯機４が余剰電力を活用してわき上げ運転を行えるようにするためのプログラム（以下、余剰活用プログラムという。）を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。クラウドサーバ６の機能の詳細については後述する。

気象サーバ７は、気象庁、気象事業者等によって設置され、運用されるサーバコンピュータであり、インターネットに接続され、気象情報を一般に利用可能に提供する。気象サーバ７は、クラウドサーバ６とインターネットを介して通信可能に接続され、インターネットを介してクラウドサーバ６に気象情報を配信する。気象情報には、住宅Ｈを含む地域における天気、日射量、日照時間、気温等の予報である気象予報が含まれている。

続いて、給湯機４の給湯コントローラ４４０、操作端末５及びクラウドサーバ６の各機能について詳細に説明する。図５は、給湯コントローラ４４０、操作端末５及びクラウドサーバ６の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、給湯コントローラ４４０は、時間帯情報取得部４４１と、スケジュール作成部４４２と、運転制御部４４３とを備える。給湯コントローラ４４０のこれらの機能部は、給湯コントローラ４４０のＣＰＵが、給湯コントローラ４４０の二次記憶装置に記憶されている給湯制御プログラムを実行することで実現される。

また、操作端末５は、登録受付部５００と、登録情報送信部５０１と、設定受付部５０２と、設定情報送信部５０３と、修正受付部５０４と、修正情報送信部５０５とを備える。操作端末５のこれらの機能部は、ＣＰＵ５３が二次記憶装置５６に記憶されている上述した給湯アプリを実行することで実現される。

また、クラウドサーバ６は、登録情報取得部６００と、設定情報取得部６０１と、気象情報取得部６０２と、発電量予測部６０３と、消費電力量予測部６０４と、わき上げ可能時間帯導出部６０５と、時間帯情報送信部６０６と、修正情報取得部６０７と、予測結果修正部６０８とを備える。クラウドサーバ６のこれらの機能部は、ＣＰＵ６１が二次記憶装置６４に記憶されている上述した余剰活用プログラムを実行することで実現される。

操作端末５において、登録受付部５００は、ユーザから、クラウドサーバ６に対してユーザ登録を行うための必要な情報の入力を受け付ける。詳細には、登録受付部５００は、図示しないユーザ登録画面を表示し、ユーザはかかるユーザ登録画面を介して、ユーザＩＤ（identification）、パスワード等を入力する。また、登録受付部５００は、当該ユーザ登録画面を表示する際、ホームゲートウェイ３を介した通信により、給湯機４の給湯コントローラ４４０から、当該給湯機４の識別情報（以下、給湯機識別情報という。）を取得する。給湯機識別情報は、例えば、当該給湯機４の機器名称、型番等である。

登録情報送信部５０１は、ユーザにより入力された、ユーザＩＤ、パスワード等と、給湯コントローラ４４０から取得した給湯機識別情報とを含む登録情報をクラウドサーバ６に送信する。

クラウドサーバ６の登録情報取得部６００は、操作端末５から送信された登録情報を受信して取得する。登録情報取得部６００は、取得した登録情報（ユーザＩＤ、パスワード、給湯機識別情報等）を顧客ＤＢ６４０に格納する。顧客ＤＢ６４０は、給湯機４のユーザであって、ユーザ登録を行ったユーザ（即ち、顧客）についての情報を管理するためのデータベースであり、二次記憶装置６４に記憶される。

操作端末５の設定受付部５０２は、本発明に係る設定受付手段の一例である。設定受付部５０２は、ユーザから、余剰電力を活用したわき上げに関する設定を受け付ける。詳細には、設定受付部５０２は、図６に示す設定受付画面を表示する。設定受付画面において、余剰電力を活用したわき上げのモードに関し、「なし」、「標準」及び「強」の３つのモードが提示されると共に、各モードに対応してチェックボックスが設けられている。ユーザは、チェックボックスにチェックを入れることで、所望のモードを選択することができる。

モード「なし」が選択されると、余剰電力を活用したわき上げは実行されない。一方、モード「標準」及び「強」が選択されると、余剰電力を活用したわき上げが実行される。なお、モード「強」は、モード「標準」の場合より、夜間のわき上げ湯量が少ない、即ち、昼間に、モード「標準」の場合より多くの湯量をわき上げることを意味する。

また、設定受付画面には、電力消費に関し、「非常に多い」、「多い」、「普通」、「少ない」及び「非常に少ない」の５つの傾向が提示されると共に、各傾向に対応してチェックボックスが設けられている。ユーザは、チェックボックスにチェックを入れることで、当該ユーザの家庭に当てはまる電力消費の傾向を選択することができる。

また、設定受付画面には、地域に関する情報である郵便番号を入力するためのフィールドと、ＰＶパネル２０の定格容量を入力するためのフィールドとが設けられている。

ユーザにより、モード及び電力消費の傾向が選択され、郵便番号及び定格容量が入力されてＯＫボタンが押下されると、設定受付部５０２は、ユーザの設定内容を設定情報送信部５０３に供給する。設定情報送信部５０３は、本発明に係る設定情報送信手段の一例である。設定情報送信部５０３は、ユーザの設定内容に基づいて設定情報を生成し、クラウドサーバ６に送信する。

クラウドサーバ６の設定情報取得部６０１は、本発明に係る設定情報取得手段の一例である。設定情報取得部６０１は、操作端末５から送信された設定情報を受信して取得する。設定情報取得部６０１は、取得した設定情報を顧客ＤＢ６４０に格納する。

気象情報取得部６０２は、本発明に係る気象情報取得手段の一例である。気象情報取得部６０２は、気象サーバ７から定期的に翌日の気象予報が含まれる気象情報を取得する。詳細には、気象情報取得部６０２は、１７時になると、気象サーバ７に気象情報の要求を送信し、かかる要求に応答して気象サーバ７から送信された気象情報を受信して取得する。気象情報取得部６０２は、取得した気象情報を顧客ＤＢ６４０に格納する。

発電量予測部６０３は、予め定めた時刻（例えば、２０時３０分）になると、発電設備２の翌日の発電量の推移を公知の手法により予測する。詳細には、発電量予測部６０３は、ＰＶパネル２０の定格容量と、気象情報と、地点情報（緯度・経度）と、以下の公知の式１とに基づいて、３０分毎の予測発電量を算出する。なお、地点情報は、郵便番号から導出される。

Ｐｐｖ＝Ｃｐｖ×ｈ×Ｋ×Ｗｃ×０．５［ｈ］ （式１）

式１において、Ｐｐｖは、３０分毎の予測発電量であり、Ｃｐｖは、ＰＶパネル２０の定格容量であり、ｈは、傾斜面全天日射量であり、Ｋは、総合補正係数であり、Ｗｃは、気象予報による補正係数である。

発電量予測部６０３は、予測した翌日の発電量の推移を、わき上げ可能時間帯導出部６０５に供給する。

消費電力量予測部６０４は、予め定めた時刻（例えば、２０時３０分）になると、翌日の消費電力量の推移を予測する。先ず、消費電力量予測部６０４は、郵便番号から当該住宅Ｈが属する地域の次世代省エネルギー地域区分（以下、単に地域区分という。）を取得する。地域区分と郵便番号の対応表（図７参照）を示すデータは、予め二次記憶装置６４に記憶されている。

次に、消費電力量予測部６０４は、予め二次記憶装置６４に記憶されている、図８に示す地域区分と暖冷房期間の対応表を示すデータを参照して、現在が、暖房期、冷房期及び中間期の何れの期間区分に該当するか判別する。中間期とは、暖房期及び冷房期の何れにも該当しない期間をいう。

消費電力量予測部６０４は、取得した地域区分と、判別した期間区分と、消費電力量モデルＤＢ６４１とに基づいて、当該住宅Ｈの消費電力量のモデルを取得する。消費電力量モデルＤＢ６４１は、図９に示すように、地域区分と期間区分に対応した消費電力量の推移のモデルが登録されたデータベースであり、二次記憶装置６４に記憶される。図９に示す消費電力量モデルＤＢ６４１の例では、地域区分（地域１～８）と期間区分（暖房期、中間期、冷房期）毎に、３０分毎の消費電力量（ｋＷｈ）が示されている。

消費電力量予測部６０４は、取得した消費電力量のモデルと、当該ユーザが設定した電力消費の傾向とに基づいて、翌日の消費電力量の推移を予測する。詳細には、取得した消費電力量のモデルにおける各時間帯（即ち、３０分毎）の消費電力量に、電力消費の傾向に応じた補正倍率を乗ずることにより、翌日に予測される消費電力量の推移を導出する。補正倍率は、例えば、「非常に多い」が２００％、「多い」が１５０％、「普通」が１００％、「少ない」が７５％、「非常に少ない」が５０％である。

消費電力量予測部６０４は、予測した翌日の消費電力量の推移を、わき上げ可能時間帯導出部６０５に供給すると共に、予測結果データとして顧客ＤＢ６４０に格納する。

発電量予測部６０３及び消費電力量予測部６０４は、本発明に係る予測手段の一例である。

わき上げ可能時間帯導出部６０５は、本発明に係る時間帯導出手段の一例である。わき上げ可能時間帯導出部６０５は、翌日の発電量の推移と、翌日の消費電力量の推移と、当該給湯機４の単位時間当たりの推定消費電力量とに基づいて、発電量が消費電力量を上回る余剰分の電力量で、給湯機４のわき上げ運転が可能な時間帯（以下、わき上げ可能時間帯という。）を導出する。当該給湯機４の単位時間当たりの推定消費電力量（以下、推定給湯機電力量という。）とは、当該給湯機４のわき上げ運転時において推定される３０分当たりの消費電力量である。推定給湯機電力量は、外気温、水温等により変動し、クラウドサーバ６は、定期的に給湯機４に問合せを行って推定給湯機電力量を取得する。なお、クラウドサーバ６は、当該給湯機４の仕様に基づく予め定められた定格電力に基づいて、推定給湯機電力量を算出してもよい。

わき上げ可能時間帯導出部６０５は、導出したわき上げ可能時間帯に関する情報（以下、時間帯情報という。）を時間帯情報送信部６０６に供給する。時間帯情報には、わき上げ可能時間帯の開始時刻と終了時刻とが格納されている。なお、わき上げ可能時間帯がない、あるいは、３０分未満である場合、開始時刻及び終了時刻は、何れも“０時０分”が設定される。

時間帯情報送信部６０６は、本発明に係る時間帯通知手段の一例である。時間帯情報送信部６０６は、予め定めた時刻になると、わき上げ可能時間帯導出部６０５から供給された時間帯情報を給湯機４の給湯コントローラ４４０に送信する。例えば、時間帯情報送信部６０６は、電気料金が安くなる、いわゆる深夜時間帯と称される時間帯の開始時刻（例えば、２３時）の４０分前に時間帯情報を給湯機４の給湯コントローラ４４０に送信する。

給湯コントローラ４４０の時間帯情報取得部４４１は、クラウドサーバ６から送信された時間帯情報を受信して取得する。時間帯情報取得部４４１は、取得した時間帯情報をスケジュール作成部４４２に供給する。

スケジュール作成部４４２は、時間帯情報取得部４４１から供給された時間帯情報と、ユーザにより予め設定された情報等とに基づいて、夜間のわき上げスケジュールと、昼間のわき上げスケジュールとを作成する。夜間のわき上げスケジュールとは、電気料金が安くなる深夜時間帯（例えば、２３時～翌日の７時）のわき上げ運転に関するスケジュールであり、昼間のわき上げスケジュールとは、日中のわき上げ運転に関するスケジュールである。運転制御部４４３は、スケジュール作成部４４２により作成された、夜間のわき上げスケジュールと、昼間のわき上げスケジュールとに則って給湯機４によるわき上げ運転を制御する。

修正受付部５０４は、本発明に係る修正受付手段の一例である。修正受付部５０４は、ユーザから、予測した消費電力量の推移に対する修正を受け付ける。例えば、実際の消費電力量が予測した消費電力量を超えてしまい、昼間のわき上げ運転で買電が発生した場合、ユーザは、給湯アプリを使用して、予測された消費電力量を修正することができる。ユーザは、例えば、ＰＶ－ＰＣＳ２１が備えるモニタ、電力供給事業者からの情報等により、買電が発生したか否かを関知できる。

詳細には、修正受付部５０４は、図１０に示すような修正受付画面を表示する。図１０の修正受付画面では、予測された発電量の推移と、予測された消費電力量の推移とが示され、わき上げ可能時間帯がハイライト表示される。かかるハイライト表示領域において、ユーザによりタッチ操作がされると、修正受付部５０４は、タッチ位置に対応する時間帯を修正内容として受け付ける。修正受付部５０４は受け付けた修正内容（即ち、時間帯）が格納された修正情報を修正情報送信部５０５に供給する。

修正情報送信部５０５は、本発明に係る修正情報送信手段の一例である。修正情報送信部５０５は、修正受付部５０４から供給された修正情報をクラウドサーバ６に送信する。

クラウドサーバ６の修正情報取得部６０７は、本発明に係る修正情報取得手段の一例である。修正情報取得部６０７は、操作端末５から送信された修正情報を受信して取得する。修正情報取得部６０７は、取得した修正情報を予測結果修正部６０８に供給する。

予測結果修正部６０８は、修正情報取得部６０７から供給された修正情報に基づいて、顧客ＤＢ６４０に格納されている予測結果データを修正する。詳細には、予測結果修正部６０８は、予測結果データにおける、修正情報で示される時間帯の消費電力量を、上述した推定給湯機電力量の１０％に相当する電力量分、増加する。

図１１は、給湯システム１で実行される処理の流れを示す図である。ユーザにより操作端末５の給湯アプリが起動され、登録操作が行われると、操作端末５は、ユーザから、ユーザ登録を行うための必要な情報の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。操作端末５は、ユーザの登録操作に係る登録情報をクラウドサーバ６に送信する（ステップＳ１０２）。

クラウドサーバ６は、操作端末５から受信した登録情報を顧客ＤＢ６４０に格納する（ステップＳ１０３）。

ユーザにより設定操作が行われると、操作端末５は、ユーザから、余剰電力を活用したわき上げに関する設定を受け付ける（ステップＳ１０４）。操作端末５は、ユーザの設定操作に係る設定情報をクラウドサーバ６に送信する（ステップＳ１０５）。

クラウドサーバ６は、操作端末５から受信した設定情報を顧客ＤＢ６４０に格納する（ステップＳ１０６）。

予め定めた時刻（例えば、１７時）になると、クラウドサーバ６は、気象サーバ７から気象情報を取得する（ステップＳ１０７）。

その後、予め定めた時刻（例えば、２０時３０分）になると、クラウドサーバ６は、前述のようにして発電設備２の翌日の発電量の推移を予測する（ステップＳ１０８）。また、クラウドサーバ６は、前述のようにして翌日の消費電力量の推移を予測する（ステップＳ１０９）。但し、前回の消費電力量の推移の予測から、ユーザにより設定情報が変更されてなく、且つ、期間区分（暖房期、中間期、冷房期）の変更がない場合、クラウドサーバ６は、顧客ＤＢ６４０に格納されている、予測結果データ、即ち、従前に予測された消費電力量の推移を、翌日の消費電力量の推移として採用する。

クラウドサーバ６は、翌日の発電量の推移と、翌日の消費電力量の推移と、推定給湯機電力量とに基づいて、余剰分の電力量で、給湯機４のわき上げ運転が可能な時間帯、即ち、わき上げ可能時間帯を導出する（ステップＳ１１０）。クラウドサーバ６は、導出したわき上げ可能時間帯に関する時間帯情報を給湯機４に送信する（ステップＳ１１１）。

給湯機４は、クラウドサーバ６から受信した時間帯情報に基づいて、夜間のわき上げスケジュールと、昼間のわき上げスケジュールとを作成する（ステップＳ１１２）。その後、給湯機４は、作成した夜間のわき上げスケジュール及び昼間のわき上げスケジュールに則って、わき上げ運転を実施する（ステップＳ１１３）。

その後、予測された消費電力量の推移に対して、ユーザにより修正操作が行われると、操作端末５は、ユーザから修正内容を受け付ける（ステップＳ１１４）。操作端末５は、ユーザの修正操作に係る修正情報をクラウドサーバ６に送信する（ステップＳ１１５）。

クラウドサーバ６は、操作端末５から受信した修正情報に基づいて、顧客ＤＢ６４０に格納されている予測結果データを修正する（ステップＳ１１６）。

以上説明したように、本実施の形態の給湯システム１によれば、クラウドサーバ６は、ユーザが操作端末５を介して入力した情報に基づいて、翌日の発電量の推移と、翌日の消費電力量の推移とを予測する。このため、専用の電力計測装置を設置する必要がなく、導入コストの低減が図れる。

また、ユーザから入手する情報が少なく、ユーザに多大な負担を強いることがない。

さらに、操作端末５により、ユーザから、予測した消費電力量の修正内容を受け付けつけることができ、クラウドサーバ６は、ユーザの修正内容を次回以降の予測結果に反映するため、消費電力量の予測精度を高めることができ、結果として、余剰電力量を使用したわき上げ運転を精度よく行うことが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、クラウドサーバ６は、ユーザにより消費電力量の修正が行われると、電力消費の傾向を１段階上げる変更（例えば、「普通」→「多い」等）を行ってもよいし、あるいは、地域区分を変更してもよい（例えば、冷房期の場合、より暖かい地域区分に変更し、暖房期の場合、より寒い地域区分に変更する。）。

また、クラウドサーバ６は、昼間のわき上げ運転中にユーザにより停止操作がされると、かかる停止操作をユーザによる消費電力量の修正とみなし、次回以降の予測結果に反映してもよい。

また、操作端末５が表示する修正受付画面において、ユーザが消費電力量のグラフを伸ばすように操作することで、消費電力量の推移を編集できるようにしてもよい（図１２参照）。

また、本発明に係る給湯機は、ヒートポンプ方式の給湯機に限定されず、貯湯タンク内に設置されたヒータによって湯を沸かす電気温水器であってもよい。

また、給湯機４の給湯コントローラ４４０は、タンクユニット４１ではなく、ヒートポンプユニット４０、専用リモコン等に内蔵されるようにしてもよい。また、専用リモコンが操作端末５の機能（図５参照）を備えるようにして、ユーザが、専用リモコンを介して、登録操作、設定操作、修正操作等を行えるようにしてもよい。

また、図５に示すクラウドサーバ６の機能を備える制御装置を住宅Ｈに設置し、かかる制御装置が、余剰電力を活用したわき上げ運転を行うように給湯機４を制御する構成であってもよい。この場合、当該制御装置は、本発明に係る給湯制御装置の一例となる。あるいは、給湯機４が、クラウドサーバ６と同等の機能を備えるようにしてもよい。この場合、例えば、給湯コントローラ４４０が、本発明に係る給湯制御装置の一例となる。

また、ユーザにより入力される、消費電力量の予測に使用される情報（即ち、設定情報）には、機器１０の設置数、各機器１０の定格電力、世帯人数、世帯構成、共働きの有無、休日、起床／就寝時刻、食事時刻、住宅面積、空調の季節別の設定温度等が含まれていてもよい。

また、クラウドサーバ６の機能部（図５参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はこれらの組み合わせである。

また、クラウドサーバ６により実行される余剰活用プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。

また、余剰活用プログラムをインターネット上の他のサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバからクラウドサーバ６に余剰活用プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。

１ 給湯システム、２ 発電設備、３ ホームゲートウェイ、４ 給湯機、５ 操作端末、６ クラウドサーバ、７ 気象サーバ、８ 商用電源系統、９ 分電盤、１０ａ，１０ｂ 機器、２０ ＰＶパネル、２１ ＰＶ－ＰＣＳ、４０ ヒートポンプユニット、４１ タンクユニット、４２ 水配管、４３ シャワー、４４ 蛇口、５０ ディスプレイ、５１ 操作受付部、５２，６０ 通信インタフェース、５３，６１ ＣＰＵ、５４，６２ ＲＯＭ、５５，６３ ＲＡＭ、５６，６４ 二次記憶装置、５７，６５ バス、４００ 圧縮機、４０１ 第１熱交換器、４０２ 膨張弁、４０３ 第２熱交換器、４０４ 送風機、４０５ 冷媒配管、４１０ 貯湯タンク、４２０ 循環ポンプ、４３０ 混合弁、４４０ 給湯コントローラ、４４１ 時間帯情報取得部、４４２ スケジュール作成部、４４３ 運転制御部、５００ 登録受付部、５０１ 登録情報送信部、５０２ 設定受付部、５０３ 設定情報送信部、５０４ 修正受付部、５０５ 修正情報送信部、６００ 登録情報取得部、６０１ 設定情報取得部、６０２ 気象情報取得部、６０３ 発電量予測部、６０４ 消費電力量予測部、６０５ わき上げ可能時間帯導出部、６０６ 時間帯情報送信部、６０７ 修正情報取得部、６０８ 予測結果修正部、６４０ 顧客ＤＢ、６４１ 消費電力量モデルＤＢ

Claims (9)

1. 気象予報に関する気象情報を取得する気象情報取得手段と、
   ユーザが設定した、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報を取得する設定情報取得手段と、
   前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測する発電量予測手段と、
   前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存する消費電力量予測手段と、
   前記発電量予測手段によって予測された発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出する時間帯導出手段と、
   前記導出された時間帯を前記給湯機に通知する時間帯通知手段と、
   前記時間帯通知手段によって前記時間帯が前記給湯機に通知された後、ユーザが入力した、前記予測結果データの修正に関する修正情報を取得する修正情報取得手段と、
   前記取得された修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する予測結果修正手段と、を備える、給湯制御装置。
2. 地域区分と期間区分に対応した消費電力量の推移のモデルが登録されたデータベースをさらに備え、
   前記消費電力量予測手段は、前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報と、前記データベースとに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測する、請求項１に記載の給湯制御装置。
3. 前記消費電力量予測手段は、前記設定情報が変更された場合、又は、現在の期間区分の変更があった場合、前記住宅における消費電力量の推移を予測する、請求項１又は２に記載の給湯制御装置。
4. 前記修正情報は、前記予測結果データを修正する対象の時間帯を示す情報であり、
   前記予測結果修正手段は、前記修正情報で示される時間帯の消費電力量を増加させることにより前記予測結果データを修正する、請求項１から３の何れか１項に記載の給湯制御装置。
5. 前記住宅の電力消費に関する情報には、前記住宅における電力消費の大小の傾向が含まれる、請求項１から４の何れか１項に記載の給湯制御装置。
6. 気象予報に関する気象情報を取得する気象情報取得手段と、
   ユーザが設定した、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報を取得する設定情報取得手段と、
   前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測する発電量予測手段と、
   前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存する消費電力量予測手段と、
   前記発電量予測手段によって予測された発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出する時間帯導出手段と、
   前記導出された時間帯を前記給湯機に通知する時間帯通知手段と、
   前記時間帯通知手段によって前記時間帯が前記給湯機に通知された後、ユーザが入力した、前記予測結果データの修正に関する修正情報を取得する修正情報取得手段と、
   前記取得された修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する予測結果修正手段と、を備える、クラウドサーバ。
7. 操作端末と、クラウドサーバとを備え、
   前記操作端末は、
   ユーザから、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報の入力を受け付ける設定受付手段と、
   前記設定情報を前記クラウドサーバに送信する設定情報送信手段と、
   ユーザから、前記クラウドサーバが予測した消費電力量の推移の修正を受け付ける修正受付手段と、
   前記受け付けた修正の内容に関する修正情報を前記クラウドサーバに送信する修正情報送信手段と、を備え、
   前記クラウドサーバは、
   気象サーバから気象予報に関する気象情報を通信により取得する気象情報取得手段と、
   前記操作端末から前記設定情報を通信により取得する設定情報取得手段と、
   前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測する発電量予測手段と、
   前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存する消費電力量予測手段と、
   前記発電量予測手段によって予測された発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出する時間帯導出手段と、
   前記導出された時間帯を前記給湯機に通知する時間帯通知手段と、
   前記時間帯通知手段によって前記時間帯が前記給湯機に通知された後、前記操作端末から前記修正情報を通信により取得する修正情報取得手段と、
   前記取得された修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する予測結果修正手段と、を備える、給湯システム。
8. 気象予報に関する気象情報を取得し、
   ユーザが設定した、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報を取得し、
   前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測し、
   前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存し、
   前記予測した発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出し、
   前記導出した時間帯を前記給湯機に通知し、
   前記時間帯を前記給湯機に通知した後、ユーザが入力した、前記予測結果データの修正に関する修正情報を取得し、
   前記取得した修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する、給湯制御方法。
9. コンピュータを、
   気象予報に関する気象情報を取得する気象情報取得手段、
   ユーザが設定した、地域に関する情報と、住宅の電力消費に関する情報と、前記住宅に設置される発電設備に関する情報とを含む設定情報を取得する設定情報取得手段、
   前記気象情報と、前記地域に関する情報と、前記発電設備に関する情報とに基づいて、前記発電設備による発電量の推移を予測する発電量予測手段、
   前記地域に関する情報と、前記住宅の電力消費に関する情報とに基づいて、前記住宅における消費電力量の推移を予測し、予測した結果を予測結果データとして記憶装置に保存する消費電力量予測手段、
   前記発電量予測手段によって予測された発電量の推移と、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データとに基づいて、前記発電量が前記消費電力量を上回る余剰分の電力量で、前記住宅に設置される給湯機のわき上げ運転が可能な時間帯を導出する時間帯導出手段、
   前記導出された時間帯を前記給湯機に通知する時間帯通知手段、
   前記時間帯通知手段によって前記時間帯が前記給湯機に通知された後、ユーザが入力した、前記予測結果データの修正に関する修正情報を取得する修正情報取得手段、
   前記取得された修正情報に基づいて、前記記憶装置に保存されている前記予測結果データを修正する予測結果修正手段、として機能させるプログラム。

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