特開 2015-232800 使用電力量の推計装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-232800(P2015-232800A)

(43)【公開日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】使用電力量の推計装置および方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/16 20120101AFI20151201BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20151201BHJP

【ＦＩ】

   G06Q50/16 102

   H02J13/00 301A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-119399(P2014-119399)

(22)【出願日】2014年6月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100153006

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 勇三

(72)【発明者】

【氏名】原 美永子

(72)【発明者】

【氏名】中村 二朗

(72)【発明者】

【氏名】木下 裕介

(72)【発明者】

【氏名】下田 吉之

(72)【発明者】

【氏名】山口 容平

(72)【発明者】

【氏名】梅田 靖

(72)【発明者】

【氏名】黒田 耕平

【テーマコード（参考）】

5G064

5L049

【Ｆターム（参考）】

5G064AA04

5G064AC09

5G064BA02

5G064CB08

5L049CC29

(57)【要約】

【課題】低コストかつ短時間で用途別の使用電力量を把握する。
【解決手段】使用電力量の推計装置は、分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力部１と、建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力部２と、前記空間情報に含まれる用途別の空間の延床面積の情報から、所定の相関式を用いて使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算部５手段とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力手段と、
前記建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力手段と、
前記空間情報に含まれる用途別の空間の延床面積の情報から、所定の相関式を用いて使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算手段とを備えることを特徴とする使用電力量の推計装置。

【請求項2】

請求項１記載の使用電力量の推計装置において、
さらに、前記建物の設備機器情報を取得する設備機器情報入力手段と、
外気温度の情報を取得する外気温度情報入力手段とを備え、
前記使用電力量計算手段は、前記空間情報と前記設備機器情報と前記外気温度の情報とから、前記相関式を用いて使用電力量を用途別に計算することを特徴とする使用電力量の推計装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の使用電力量の推計装置において、
前記使用電力量計算手段は、前記全体の使用電力量から前記用途別の使用電力量の総和を減算することにより、前記相関式が設定されていない用途の使用電力量を計算することを特徴とする使用電力量の推計装置。

【請求項4】

分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力ステップと、
前記建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力ステップと、
前記空間情報に含まれる用途別の空間の延床面積の情報から、所定の相関式を用いて使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算ステップとを含むことを特徴とする使用電力量の推計方法。

【請求項5】

請求項４記載の使用電力量の推計方法において、
さらに、前記建物の設備機器情報を取得する設備機器情報入力ステップと、
外気温度の情報を取得する外気温度情報入力ステップとを含み、
前記使用電力量計算ステップは、前記空間情報と前記設備機器情報と前記外気温度の情報とから、前記相関式を用いて使用電力量を用途別に計算するステップを含むことを特徴とする使用電力量の推計方法。

【請求項6】

請求項４または５記載の使用電力量の推計方法において、
前記使用電力量計算ステップは、前記全体の使用電力量から前記用途別の使用電力量の総和を減算することにより、前記相関式が設定されていない用途の使用電力量を計算するステップを含むことを特徴とする使用電力量の推計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信をはじめとする産業において使用する建物について、建物全体の使用電力量ならびに建物内の用途別延床面積に関する情報を取得することにより、建物における使用電力量を用途別に計算する推計装置および方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エネルギーコストの削減と二酸化炭素排出に伴う気候変動の緩和の観点から、企業における使用電力量の削減は喫緊の課題である。工場等の、用途が明確である建物に関しては、電力の使用用途が明らかであるため、削減対策を立てやすい。一方、通信ビルなどのように業務用途とオフィス用途が混在している建物では、建物全体の使用電力量しか把握できないため、使用用途ごとの電力量が分からず、使用電力量の削減対策が立てにくい。

【0003】

そこで、通信ビルなどのように業務用途とオフィス用途が混在している建物において、使用電力量の削減対策を立てることを目的とした場合に、配電線あるいは分電盤にセンサを配置することにより使用電力量を把握する方法が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１６１１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、配電線あるいは分電盤にセンサを配置することにより建物内の用途別の使用電力量を把握するので、センサのコストが掛かり、またセンサの設置作業とセンサの保守作業にコストと時間が掛かるという問題点があった。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、低コストかつ短時間で用途別の使用電力量を把握することができる使用電力量の推計装置および方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の使用電力量の推計装置は、分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力手段と、前記建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力手段と、前記空間情報に含まれる用途別の空間の延床面積の情報から、所定の相関式を用いて使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の使用電力量の推計装置の１構成例は、さらに、前記建物の設備機器情報を取得する設備機器情報入力手段と、外気温度の情報を取得する外気温度情報入力手段とを備え、前記使用電力量計算手段は、前記空間情報と前記設備機器情報と前記外気温度の情報とから、前記相関式を用いて使用電力量を用途別に計算することを特徴とするものである。
また、本発明の使用電力量の推計装置の１構成例において、前記使用電力量計算手段は、前記全体の使用電力量から前記用途別の使用電力量の総和を減算することにより、前記相関式が設定されていない用途の使用電力量を計算することを特徴とするものである。

【0008】

また、本発明の使用電力量の推計方法は、分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力ステップと、前記建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力ステップと、前記空間情報に含まれる用途別の空間の延床面積の情報から、所定の相関式を用いて使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算ステップとを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、省電力化を意図する建物について、建物内の用途（業務）ごとの使用電力量を分析する際に、分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報と建物の内部の空間情報とを取得することにより、所定の相関式に従って建物内の用途別に使用電力量を計算できるため、建物内の用途別の使用電力量を計測するセンサが不要となり、このセンサの設置作業や保守作業にコストを掛ける必要が無くなるので、電力管理の専門家でなくとも低コストかつ短時間で用途別の使用電力量の把握が可能となる。その結果、分析対象の建物の省電力化の指針を推計装置の使用者に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係る使用電力量の推計装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る使用電力量の推計装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［発明の原理］
本発明の使用電力量の推計装置は、上記目的を達成するために、省電力化を意図する建物について、使用電力量を削減すると考えられる施策の立案を支援するために、建物全体の使用電力量と建物内の用途別延床面積に関する情報を取得することにより、対象となる建物内の用途ごとに使用電力量を推定することを特徴とする。

【0012】

次に、建物内の用途ごとに使用電力量を計算する方法について説明する。建物内の用途ｎの使用電力量をＰｎ、建物内の用途ｎに使用される空間の延床面積をＳｎとする。単一用途の建物の調査により、建物の面積と使用電力量には相関があることが分かっているため、建物内の用途ｎの使用電力量の推計値Ｐｎは、次式で表すことができる。
Ｐｎ＝Ｆ（Ｓｎ） ・・・（１）

【0013】

延床面積Ｓｎは入手可能な情報である。延床面積Ｓｎと使用電力量Ｐｎとの相関式Ｆの具体例については後述する。式（１）より建物全体の使用電力量の推計値Ｐａｌｌは、次式で表すことができる。
Ｐａｌｌ＝ΣＦ（Ｓｎ）
＝Ｆ（Ｐ１）＋Ｆ（Ｐ２）＋・・・・＋Ｆ（Ｐｎ） ・・・（２）

【0014】

建物全体の使用電力量の実測値をＰとすると、一般的な相関式が不明な用途の使用電力量の推計値Ｐｘについては、次式で算出が可能である。
Ｐｘ＝Ｐ−ΣＦ（Ｓｎ） ・・・（３）

【0015】

建物全体の使用電力量の実測値Ｐは入手可能な情報である。こうして、建物内の用途ごとに使用電力量の推計値Ｐｎを計算することができ、また相関式が不明な用途の使用電力量Ｐｘについては、建物全体の使用電力量の実測値Ｐから使用電力量の推計値Ｐｎの総和を減算することで計算することができる。

【0016】

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なおこの説明により本発明が限定されるものではない。図１は本発明の実施の形態に係る使用電力量の推計装置の構成を示すブロック図である。使用電力量の推計装置は、分析対象となる建物の全体の使用電力量の情報を取得する使用電力量入力部１と、建物の内部の空間情報を用途別に取得する用途別空間情報入力部２と、建物の設備機器情報を取得する設備機器情報入力部３と、外気温度の情報を取得する外気温度情報入力部４と、建物内の使用電力量を用途別に計算する使用電力量計算部５と、使用電力量計算部５が計算した使用電力量の情報を外部に出力する使用電力量出力部６とから構成される。

【0017】

以下、本実施の形態の推計装置の動作を図２を用いて説明する。まず、使用電力量入力部１は、分析対象となる建物全体の分析対象期間の使用電力量Ｐ［ｋＷｈ］の情報を取得する（図２ステップＳ１）。建物全体の使用電力量Ｐ［ｋＷｈ］の情報については、分析対象の建物に設けられたセンサ（不図示）から取得することもできるし、推計装置の使用者が推計装置を操作して入力した値を取得することも可能である。

【0018】

用途別空間情報入力部２は、分析対象となる建物内の用途別の空間情報を取得する（図２ステップＳ２）。建物内の用途別の空間情報としては、空間の延床面積Ｓ［ｍ²］、空間の外皮面積Ｓｃｒ［ｍ²］、所定の温度係数α［ｋＷｈ／ｍ²］、空間の断熱効率を示す断熱パラメータβ［ｍ²・℃］、空間の基準温度Ｔｒｅｆ［℃］がある。これらの空間情報については、用途別空間情報入力部２に予め設定されている値を取得することができ、また使用者が推計装置を操作して入力した値を取得することも可能である。用途別空間情報入力部２は、これらの空間情報を用途別に取得する。

【0019】

設備機器情報入力部３は、分析対象となる建物内の設備機器情報を取得する（図２ステップＳ３）。建物内の設備機器情報としては、空間別の単位面積当たりのＯＡ（Office Automation）機器の消費電力を示すＯＡ機器容量Ｐｃｏａ［ｋＷ／ｍ²］、空間別のＯＡ機器の分析対象期間中の稼働時間ｔｏａ［ｈ］、空間別のＯＡ機器の分析対象期間中の稼働率Ｒｏａ、空間別のＯＡ機器の発熱量換算値Ｈｏａ［ｋＷｈ／ｍ²］、空間別の空調機器のエネルギー消費効率を示す成績係数である期間ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）、空間別の単位面積当たりの照明機器の消費電力を示す照明容量Ｐｉ［ｋＷ／ｍ²］、空間別の照明機器の分析対象期間中の点灯時間ｔｉ［ｈ］、空間別の単位面積当たりの通信設備の消費電力を示す通信設備容量Ｐｃｏ［ｋＷ／ｍ²］、空間別の通信設備の分析対象期間中の稼働時間ｔｃｏ［ｈ］、空間別の通信設備の分析対象期間中の稼働率Ｒｃｏ、空間別の通信設備の発熱量換算値Ｈｃｏ［ｋＷｈ／ｍ²］がある。

【0020】

設備機器情報入力部３は、建物の設備機器を管理する管理システム（不図示）から設備機器情報を取得してもよいし、設備機器情報入力部３に予め設定されている値を取得してもよいし、使用者が推計装置を操作して入力した値を取得してもよい。

【0021】

外気温度情報入力部４は、分析対象期間中の外気温度Ｔａ［℃］の情報を取得する（図２ステップＳ４）。外気温度情報入力部４は、外気温度Ｔａ［℃］の情報を、建物に設けられた温度センサ（不図示）から取得してもよいし、外部の気象予報システム（不図示）から取得してもよい。

【0022】

次に、使用電力量計算部５は、分析対象となる建物内の使用電力量を用途別に計算する（図２ステップＳ５）。
まず、使用電力量計算部５は、事務用途に使用される空間の延床面積Ｓ１［ｍ²］と事務用途の使用電力量Ｐ１［ｋＷｈ］との相関式を用いて分析対象期間の使用電力量の推計値Ｐ１［ｋＷｈ］を計算する。具体的には、使用電力量計算部５は、事務用途に使用される空間の延床面積Ｓ１［ｍ²］と、事務用途に使用される空間の外皮面積Ｓｃｒ１［ｍ²］と、温度係数α［ｋＷｈ／ｍ²］と、事務用途に使用される空間の断熱パラメータβ１［ｍ²・℃］と、事務用途に使用される空間の基準温度Ｔｒｅｆ１［℃］と、事務用途に使用される空間の単位面積当たりのＯＡ機器容量Ｐｃｏａ１［ｋＷ／ｍ²］と、事務用途に使用される空間のＯＡ機器の分析対象期間中の稼働時間ｔｏａ１［ｈ］と、事務用途に使用される空間のＯＡ機器の分析対象期間中の稼働率Ｒｏａ１と、事務用途に使用される空間のＯＡ機器の発熱量換算値Ｈｏａ１［ｋＷｈ／ｍ²］と、事務用途に使用される空間の空調機器のエネルギー消費効率を示すＣＯＰ１と、事務用途に使用される空間の単位面積当たりの照明容量Ｐｉ１［ｋＷ／ｍ²］と、事務用途に使用される空間の照明機器の分析対象期間中の点灯時間ｔｉ１［ｈ］と、分析対象期間中の外気温度Ｔａ［℃］とから、建物内において事務用途に使用される電力量の推計値Ｐ１［ｋＷｈ］を次式により計算する。
Ｐ１＝［（Ｐｃｏａ１×ｔｏａ１×Ｒｏａ１）
＋（Ｈｏａ１／ＣＯＰ１）
＋｛Ｓｃｒ１×（Ｔａ−Ｔｒｅｆ１）×α｝／｛β１×ＣＯＰ１｝
＋（Ｐｉ１×ｔｉ１）］×Ｓ１ ・・・（４）

【0023】

式（４）の［］内の第１項はＯＡ機器の稼働に必要な電力消費量を示し、第２項はＯＡ機器の発熱分を吸収するために必要な空調機器の電力消費量を示し、第３項は事務用途に使用される空間を基準温度Ｔｒｅｆ１に保つために必要な空調機器の電力消費量を示し、第４項は照明の点灯に必要な電力消費量を示している。

【0024】

次に、使用電力量計算部５は、通信用途に使用される空間の延床面積Ｓ２［ｍ²］と通信用途の使用電力量Ｐ２［ｋＷｈ］との相関式を用いて分析対象期間の使用電力量の推計値Ｐ２［ｋＷｈ］を計算する。具体的には、使用電力量計算部５は、通信用途に使用される空間の延床面積Ｓ２［ｍ²］と、通信用途に使用される空間の外皮面積Ｓｃｒ２［ｍ²］と、温度係数α［ｋＷｈ／ｍ²］と、通信用途に使用される空間の断熱パラメータβ２［ｍ²・℃］と、通信用途に使用される空間の基準温度Ｔｒｅｆ２［℃］と、通信用途に使用される空間の単位面積当たりの通信設備容量Ｐｃｏ２［ｋＷ／ｍ²］と、通信用途に使用される空間の通信設備の分析対象期間中の稼働時間ｔｃｏ２［ｈ］と、通信用途に使用される空間の通信設備の分析対象期間中の稼働率Ｒｃｏ２と、通信用途に使用される空間の通信設備の発熱量換算値Ｈｃｏ２［ｋＷｈ／ｍ²］と、通信用途に使用される空間の空調機器のエネルギー消費効率を示すＣＯＰ２と、分析対象期間中の外気温度Ｔａ［℃］とから、建物内において通信用途に使用される電力量の推計値Ｐ２［ｋＷｈ］を次式により計算する。
Ｐ２＝［（Ｐｃｏ２×ｔｃｏ２×Ｒｃｏ２）
＋（Ｈｃｏ２／ＣＯＰ２）
＋｛Ｓｃｒ２×（Ｔａ−Ｔｒｅｆ２）×α｝／｛β２×ＣＯＰ２｝］×Ｓ２
・・・（５）

【0025】

式（５）の［］内の第１項は通信設備の稼働に必要な電力消費量を示し、第２項は通信設備の発熱分を吸収するために必要な空調機器の電力消費量を示し、第３項は通信用途に使用される空間を基準温度Ｔｒｅｆ２に保つために必要な空調機器の電力消費量を示している。

【0026】

なお、式（４）、式（５）の相関式は分析対象の建物の調査、あるいは標準的な建物の調査から予め導き出され設定されたものである。また、使用電力量Ｐ１，Ｐ２は分析対象期間（例えば１時間単位、１日単位、１ヶ月単位）について計算されるものであるため、分析対象期間中に外気温度Ｔａが変化する。したがって、例えば１日単位の使用電力量Ｐ１を計算する場合には、当日の各時間の外気温度Ｔａの情報を用いて式（４）により１時間単位の使用電力量Ｐ１を時間別に計算し、計算した各時間の使用電力量Ｐ１を積算して１日単位の使用電力量Ｐ１を求めるようにすればよい。同様に、１日単位の使用電力量Ｐ２を計算する場合には、当日の各時間の外気温度Ｔａの情報を用いて式（５）により１時間単位の使用電力量Ｐ２を時間別に計算し、計算した各時間の使用電力量Ｐ２を積算して１日単位の使用電力量Ｐ２を求めるようにすればよい。１ヶ月単位の使用電力量Ｐ１，Ｐ２を求める場合も同様である。

【0027】

続いて、使用電力量計算部５は、分析対象となる建物全体の使用電力量の推計値Ｐａｌｌ［ｋＷｈ］を次式により計算する。
Ｐａｌｌ＝Ｐ１＋Ｐ２ ・・・（６）

【0028】

最後に、使用電力量計算部５は、建物全体の使用電力量の推計値Ｐａｌｌ［ｋＷｈ］と、使用電力量入力部１が取得した建物全体の分析対象期間の使用電力量Ｐ［ｋＷｈ］とから、相関式が不明な用途の分析対象期間における使用電力量の推計値Ｐｘ［ｋＷｈ］を次式により算出する。
Ｐｘ＝Ｐ−Ｐａｌｌ ・・・（７）
なお、相関式が不明な用途としては、例えば多目的に使用されている会議室等の部屋、対象期間内に使用用途を変更した部屋、室内で複数の用途に区分して使用されている部屋などが挙げられる。こうして、使用電力量計算部５は、建物内の使用電力量を用途別に計算することができる。

【0029】

次に、使用電力量出力部６は、使用電力量計算部５が計算した用途別の使用電力量の値を外部に出力する（図２ステップＳ６）。出力方法としては、例えばモニタディスプレイに使用電力量の値を表示して使用者に提示する方法や、プリンタで使用電力量の値を印刷して使用者に提示する方法、使用電力量の情報を外部に送信する方法などがある。

【0030】

以上のように、本実施の形態では、省電力化を意図する建物について、建物内の用途（業務）ごとの使用電力量を分析する際に、建物全体の使用電力量Ｐと建物内の用途別延床面積Ｓに関する情報を取得することにより、所定の相関式に従って建物内の用途別に使用電力量を計算できるため、建物内の用途別の使用電力量を計測するセンサが不要となり、このセンサの設置作業や保守作業にコストを掛ける必要が無くなるので、電力管理の専門家でなくとも低コストかつ短時間で用途別の使用電力量の把握が可能となる。その結果、分析対象の建物の省電力化の指針を推計装置の使用者に提供することができる。

【0031】

本実施の形態で説明した使用電力量の推計装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に記憶されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明は、使用電力量を推計する技術に適用することができる。

【符号の説明】

【0033】

１…使用電力量入力部、２…用途別空間情報入力部、３…設備機器情報入力部、４…外気温度情報入力部、５…使用電力量計算部、６…使用電力量出力部。

【図1】

【図2】