JP2008102709A - エネルギー管理システム及びエネルギー管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビルなどで計測されたエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標を達成するための情報を提供し、有効な省エネルギー対策を実現できるエネルギー管理システムを提供することにある。
【解決手段】省エネルギー効果の目標を達成するための管理情報を提供するサービスを行なうエネルギー管理システムにおいて、エネルギー消費量を示すエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標値に基づいて省エネルギー効果を評価するための評価値を算出する演算手段１０と、前記演算手段により算出された評価値を指定の情報表示形式に変換して提供する情報提供手段１２とを備えた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばビルなどの建物内で消費するエネルギーを、特に遠隔で管理するエネルギー管理システムに関する。

近年、ビル等の建物内において、電気、ガス、熱のエネルギーの消費を節約する省エネルギー（いわゆる省エネ）対策は、環境の影響やビルの運用コストなどの面から重要である。省エネルギー対策は、実際にはビル所有者や建物管理会社、ビルメンテナンス会社などにより行なわれている。

このようなビル所有者や建物管理会社に対して、エネルギーの消費状態を監視し、かつ省エネルギー対策に有効な情報を提供するサービスを行なうビジネスが注目されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６−９８３６１号公報

前述のサービスでは、ネットワークを利用して、ビル内で計測されたエネルギーデータを遠隔で収集し、当該エネルギーデータを処理して、エネルギー消費の実績値のグラフ化情報や、省エネルギー効果の診断結果を提供することが提案されている。

しかしながら、実際の現場において、エネルギー管理や省エネルギー対策を行なう運用者には、単にエネルギー消費の実績値や省エネルギー効果の診断結果を提供されるだけでは、現場の事情などに適応する有効な省エネルギー対策を実現することは困難である。

そこで、本発明の目的は、ビルなどで計測されたエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標を達成するための情報を提供し、有効な省エネルギー対策を実現できるエネルギー管理システムを提供することにある。

本発明の観点に従ったエネルギー管理システムは、通信手段を使用して、エネルギー消費量を計測する計測手段から当該エネルギー消費量を示すエネルギーデータを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集されたエネルギーデータを保存する記憶手段と、前記記憶手段に保存されたエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標値に基づいて前記省エネルギー効果を評価するための評価値を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された評価値を、指定の情報表示形式に変換して提供する情報提供手段とを備えた構成である。

本発明によれば、ビルなどで計測されたエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標を達成するための情報を提供することができる。これにより、ビルなどの現場に有効な省エネルギー対策を実現できるエネルギー管理システムを提供することが可能となる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、本実施形態に関するエネルギー管理システムの構成を説明するためのブロック図である。

本実施形態に関するシステムは、例えばサービス契約顧客のビル２に設置されたデータ収集端末２０と、当該データ収集端末２０と通信回線３を介して接続したエネルギー管理センタ（以下単にセンタと表記する場合がある）１を主要素とする。通信回線３は、インターネットまたは専用回線による有線又は無線のデータ通信媒体である。

データ収集端末２０は、例えばパーソナルコンピュータからなり、ビル２内に設けられた電気（電力）、ガス（都市ガス）、熱の各エネルギー消費を計測する計測器２２〜２４により計測された計測データ（これらを総称してエネルギーデータと表記する場合がある）を収集して、記憶装置に保存する。計測器２２〜２４はそれぞれ、具体的には電力計、ガス計、温度計である。

ビル２内には、インターネット４を介して、センタ１のＷｅｂサーバ１２に接続する管理用端末２１が設けられている。管理用端末２１は、パーソナルコンピュータからなり、Ｗｅｂサーバ１２にアクセスして、後述する省エネルギー効果の管理情報を受信し、記憶装置に保存する機能を有する。また、管理用端末２１は、省エネルギー効果の目標値を、インターネット４を介してセンタ１のＷｅｂサーバ１２に送信する機能も有する。

センタ１は、本実施形態に関するエネルギー管理サービスを実行するシステム本体であり、エネルギーデータ処理部１０、データサーバ１１、及びＷｅｂサーバ１２を有する。エネルギーデータ処理部１０は、ハードウェア（ＣＰＵ、ディスプレイ、入力機器などを含む）及びソフトウェアを含むコンピュータシステムであり、本実施形態のエネルギー管理サービス処理を実行する主要素である。エネルギーデータ処理部１０は、後述するように、省エネルギー効果の管理情報を作成するための各種の演算処理を実行する。

データサーバ１１は、通信回線３を介してデータ収集端末２０に接続し、データ収集端末２０から送信するエネルギーデータを受信して、エネルギーデータ処理部１０に転送する。Ｗｅｂサーバ１２は、インターネット４を介してビル２の管理用端末２１に接続し、エネルギーデータ処理部１０により作成された省エネルギー効果の管理情報を、指定のファイル形式に変換して送信する。

図２は、エネルギーデータ処理部１０の機能を実現するためのソフトウェア構成を示す図である。図２に示すように、エネルギーデータ処理部１０は、エネルギーデータ入力部３０、データ保存部３１、入出力インターフェース（GUI : graphical user interface）３２、及び演算部３３を有する。

エネルギーデータ入力部３０は、データサーバ１１により受信されたエネルギーデータを入力する。データ保存部３１は、入力されたエネルギーデータや、演算部３３により算出された演算結果や省エネルギー効果の管理情報などを記憶装置に保存する。入出力インターフェース３２は、省エネルギー効果の目標値（ＴＤ）やエネルギーデータを入力するための入力インターフェース、及び演算部３３からの各種の演算結果をディスプレイに表示するための出力インターフェースを有する。演算部３３は、省エネルギー効果の管理情報を作成するための各種の演算処理を実行する。

（システムの動作）
以下、図３から図６を参照して、本実施形態のシステムの動作を説明する。

まず、図６のフローチャートを参照して、システムの基本的動作及びエネルギー管理サービスのスキームを説明する。

例えば、ビル２を運営する顧客との契約に基づいて、センタ１は、ビル２に設置したデータ収集端末２０からエネルギーデータを収集する（ステップＳ１１）。このエネルギーデータは、前述したように、電気（電力）、ガス（都市ガス）、熱の各エネルギー消費量の計測値である。

センタ１のエネルギーデータ処理部１０は、収集されたエネルギーデータを使用して、後述するような省エネルギー効果の管理情報を作成するための演算処理を実行する（ステップＳ１２）。この管理情報には、省エネルギー効果を評価するための評価情報が含まれている。

Ｗｅｂサーバ１２は、エネルギーデータ処理部１０の演算結果を表やグラフなどのファイル形式に変換し、省エネルギー効果の管理情報を作成する（ステップＳ１３）。Ｗｅｂサーバ１２は、省エネルギー効果の管理情報を、インターネット４を介してビル２に設置した管理用端末２１に提供する（ステップＳ１４）。

ビル２の管理者は、管理用端末２１において、Ｗｅｂサーバ１２から提供された省エネルギー効果の管理情報を、ディスプレイ上で閲覧する。ここで、ビル２の管理者は、管理用端末２１を使用して、図３に示すように、省エネルギー効果の目標値（ＴＤ）をＷｅｂサーバ１２に送信して、エネルギーデータ処理部１０に設定することができる。エネルギーデータ処理部１０は、新たに設定された省エネルギー効果の目標値（ＴＤ）に基づいた演算処理を実行する（ステップＳ１５のＹＥＳ）。

本実施形態では、省エネルギー効果の目標値（ＴＤ）は、センタ１側において、入出力インターフェース３２を介して、エネルギーデータ処理部１０に入力される。センタ１は、前述の処理を繰り返すことにより、定期的に省エネルギー効果の管理情報をビル２の管理用端末２１に提供する（ステップＳ１１〜Ｓ１５）。

（管理情報及び演算方法）
次に、図４及び図５のフローチャートを参照して、エネルギーデータ処理部１０の演算処理（演算部３３の動作）、及び省エネルギー効果の管理情報の内容について説明する。

エネルギーデータ処理部１０は、入出力インターフェース３２からの入力により、省エネルギー効果（省エネ効果と略す場合がある）の目標値（ＴＤ）及びベースラインを設定する（ステップＳ１）。目標値（ＴＤ）とは、図４に示すように、例えば月単位での省エネルギー率（省エネ率と略す場合がある）であり、パーセンテージ（％）で表す。なお、年間目標値を月間目標値に換算した省エネルギー率でもよい。

また、ベースラインとは、省エネルギー対策をしない場合のエネルギー消費の実績値であり、例えば前年同月の実績値や、過去３年の同月の実績値の平均値、あるいは気温の関数等で定義される。ここで、省エネ対策の月（以下、当月）でのベースラインをＡとし、エネルギー削減量の目標値をＢとし、エネルギー削減率の目標値をＣとした場合、「Ｂ＝Ａ×Ｃ」の関係にある。ベースラインが気温の関数等の数式で定義された場合には、目標値としては、削減量よりも削減率を設定することが一般的である。

エネルギーデータ処理部１０は、データ収集端末２０により収集されたビル２の電気（電力）、ガス、熱の各エネルギー消費量を示すエネルギーデータを入力する（ステップＳ２）。エネルギーデータ処理部１０は、入力したエネルギーデータを保存する（ステップＳ３）。

エネルギーデータ処理部１０は、演算部３３により、保存したエネルギーデータを使用して、日単位の省エネ効果の評価値を算出する（ステップＳ４）。日単位の省エネ効果の評価値とは、１日のエネルギー消費の実績値ｅと、１日当たりのベースライン値との比較により算出される。本実施形態では、当該評価値は、省エネ率（％）として算出される。

なお、１日当たりのベースライン値とは、省エネ対策の当月でのベースラインＡを月日数で割った値や、さらに土日などの負荷の違いを重み付けして換算した値である。また、当月のベースラインが気温との関数で定義されている場合には、その数式に１日の平均気温を代入した後に、月日数で割るなどの方法で１日当たりのベースライン値ａを算出する。

演算部３３は、１日当たりのエネルギー削減量としては、「ベースライン値ａ−実績値ｅ」の演算を実行して算出する。また、演算部３３は、１日当たりのエネルギー削減量としては、「エネルギー削減量／ベースライン値ａ」の演算を実行して算出する。

一方、エネルギーデータ処理部１０は、演算部３３により、保存したエネルギーデータを使用して、省エネ効果の累計の評価値を算出する（ステップＳ５）。さらに、エネルギーデータ処理部１０は、算出した累計の評価値に基づいて、例えば月単位での月間目標値（省エネ率）を達成するために、当日から月末までの残日数で必要な省エネ効果の目標値（今後の目標値）を算出する（ステップＳ６）。

具体的には、累計の評価値を算出する場合に、当月初めから現時点までの累計エネルギー消費量と、累計ベースライン量を算出する。例えば、図４の項目「累積」に示すように、当月初めの４月１日から現時点の４月１３日までの累計エネルギー消費量（実績原単位または累計実績値）と、累計ベースライン量を算出する。この場合、累計エネルギー削減量としては、「累計ベースライン値−累計実績値」の演算を実行する。また、累計エネルギー削減量としては、「累計エネルギー削減量／累計ベースライン値」の演算を実行する。

次に、今後の目標値を算出する具体的方法としては、現時点から月末までの残日数におけるエネルギー削減量の合計量「＝月間目標のエネルギー削減量−現時点までの累積エネルギー削減量」を算出する。さらに、月末までの１日当たりの必要エネルギー削減量「＝残日数のエネルギー削減量の合計量／残日数」を算出する。この演算結果を使用して、月末までの１日当たりの必要エネルギー削減率「月末までの１日当たりの必要エネルギー削減量／月末までの１日当たりのベースライン値」を算出する。また、月末までの１日当たりの消費可能なエネルギー量「月末までの１日当たりのベースライン値−月末までの１日当たり必要エネルギー削減量」を算出してもよい。

ここで、残日数のエネルギー削減量の合計量は、土日などの重み付けをして換算してもよい。この場合、１日当たりのベースラインも同様の重み付けで換算してもよい。また、月間のベースラインが気温の関数で定義されている場合には、月末まで待たないと平均気温が確定しないため月間目標のエネルギー削減量も決定できない。この場合には、過去の同月の平均気温や、月初めから例えば１０日目までの平均気温、あるいは気温変動の傾向などに基づいて算出する推定値を代入してもよい。

以上のようなエネルギーデータ処理部１０での演算処理により、日単位及び累計の省エネ効果の評価値を算出する。Ｗｅｂサーバ１２は、算出された省エネ効果の評価値に基づいて、省エネ効果の管理情報を作成して、ビル２の管理用端末２１に提供する。

図４は、本実施形態に関する管理情報の具体例である。この管理情報には、例えば月単位での省エネ目標値（実際には、省エネ目標率）、日単位の評価値として、実績エネルギー消費量（エネルギーと表記した項目）、ベースライン、省エネ率（実績）、さらに累計の評価値（累積の項目）及び今後の目標値（月間省エネ率達成のための必要省エネ率の項目）が含まれている。なお、ここでは、電気、ガス、熱の各エネルギー消費量を全体的なエネルギー消費量として換算した場合を想定している。

ところで、ベースラインが気温の関数で定義された場合などは、今後の気温を推定することは困難であるため、今後の目標値としてエネルギー消費量を計算対象とすることは困難である。このため、実際上では、図４に示すように、現時点までの日数、省エネ率、及び月間の省エネ率の目標値を使用して、エネルギーデータ処理部１０は、今後の目標値として必要省エネ率からなる情報１００を算出する。

即ち、月間省エネ率は、「＝（今までの省エネ率×今までの日数＋今後の省エネ率×今後の日数）／月間日数」の演算により算出する。この演算結果を使用して、今後の省エネ率「＝（月間省エネ率×月間日数−今までの省エネ率×今までの日数）／今後の日数」を算出する。ここでは、今後の目標値である情報１００は、累計省エネ率の値が月末時点で目標値が１２．２％となるため、これを達成するために必要な今後（４月１４日から）の省エネ率の目安である１３．９％を必要省エネ率として算出した結果を含む。

以上のように本実施形態のシステムであれば、ビル２を運営する顧客に対して、年間や月間で設定した省エネ目標値に基づいて、省エネ効果を評価するための評価値を含む省エネ効果の管理情報を、表形式やグラフ形式で提供するサービスを実現することができる。

管理情報としては、日単位の省エネ実績値（省エネ率）と共に、例えば月間での運用の途中段階で、今後の目標値（実際には必要省エネ率）を算出することができる。従って、運用期間の途中段階での現状を把握できると共に、今後において省エネ目標値を達成できるのか否かの目安を、具体的な数値で確認することができる。これにより、省エネの運用管理者としては、目標の達成を意識的に確認することが可能となる。すなわち、目標値に対して日々の運用での省エネ効果が少ない場合には、残された期間に必要となる省エネ効果を、危機感が持って達成していくことを意識させて、結果的に目標値を達成できる可能性が高くなる。

本実施形態のシステムによるサービスは、ビルを日々運用している顧客にとっては、特に、年間や月間などの長期間における省エネ目標値を達成するための運営に対して有効である。即ち、運用の途中段階では把握し難い省エネ目標の達成度を、具体的な数値で確認できるため、ビルの運用者には有用なサービスを提供できる。

なお、本実施形態では、センタ１は、作成した管理情報をインターネット４経由で提供する場合を説明したが、これに限ることなく、ファクシミリなどの他の情報伝送媒体を利用してもよい。

（実施形態の変形例）
変形例としては、省エネ目標は、月間や年間目標だけでなく、任意期間における目標管理にも適用できる。さらに、変形例としては、運営期間の途中段階で、累計の評価値から判断して、例えば年間の省エネ率の目標値に到達できない場合には、ビル２内の管理用端末２１に対して警報を表示するサービスを含む。

更に、別の変形例として、運営期間の途中段階での累計の評価値から判断して、省エネ率の目標値に到達できない場合には、強制的に負荷を遮断するなどの制御を組み合わせたサービスを含む。具体的には、センタ１は、遠隔操作によりビル２内の電気、ガス、熱のエネルギー消費量を監視し、制御するための制御装置を有することを前提とする。この制御装置は、エネルギーデータ処理部１０により算出された評価値に基づいて、省エネルギー効果の実績値が目標値に対して許容範囲外である場合、即ち、所定の期間内では達成不可能である場合に、当該エネルギー消費量を低減させるための制御を実行する。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に関するエネルギー管理システムの構成を説明するためのブロック図。 本実施形態に関するソフトウェア構成を説明するためのブロック図。 本実施形態に関する省エネルギー効果の目標値の設定方法を説明するための図。 本実施形態に関する省エネルギー効果の管理情報の一例を示す図。 本実施形態に関するエネルギーデータ処理部の処理手順を説明するためのフローチャート。 本実施形態に関するエネルギー管理システムの処理手順を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…エネルギー管理センタ、２…ビル、３…通信回線、４…インターネット、
１０…エネルギーデータ処理部、１１…データサーバ、１２…Ｗｅｂサーバ、
２０…データ収集端末、２１…管理用端末、２２〜２４…計測器、
３０…エネルギーデータ入力部、３１…データ保存部、
３２…入出力インターフェース（GUI）、３３…演算部。

Claims (10)

1. 通信手段を使用して、エネルギー消費量を計測する計測手段から当該エネルギー消費量を示すエネルギーデータを収集するデータ収集手段と、
   前記データ収集手段により収集されたエネルギーデータを保存する記憶手段と、
   前記記憶手段に保存されたエネルギーデータを使用して、省エネルギー効果の目標値に基づいて前記省エネルギー効果を評価するための評価値を算出する演算手段と、
   前記演算手段により算出された評価値を、指定の情報表示形式に変換して提供する情報提供手段と
   を具備したことを特徴とするエネルギー管理システム。
2. 前記計測手段は、電気、ガス、熱の各エネルギーの消費量をそれぞれ計測する計測器を含み、
   前記演算手段は、前記各エネルギーの消費量を総合的に評価する評価値を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
3. 前記演算手段は、
   前記記憶手段に保存されたエネルギーデータを使用して、前記省エネルギー効果を累積的に評価するための評価値を算出することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
4. 前記情報提供手段は、ネットワークを通じて、指定の情報表示形式に変換した前記評価値情報を提供するように構成されて、
   エネルギー消費量を監視して省エネルギー効果の実現を図る外部システムに対して、前記情報提供手段から前記評価値情報を提供するサービスを行なうことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
5. 前記演算手段は、
   前記評価値として、日単位、月単位、年単位のいずれかでの省エネルギー効果の実績値である省エネルギー率、及び省エネルギー効果の目標値に基づいて今後の目標となる省エネルギー率を算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
6. 前記情報提供手段は、
   前記演算手段により算出された評価値に基づいて、省エネルギー効果の実績値が目標値に対して許容範囲外である場合に、指定の警報を含む情報を提供することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
7. 前記演算手段により算出された評価値に基づいて、省エネルギー効果の実績値が目標値に対して許容範囲外である場合に、エネルギー消費量を監視して省エネルギー効果の実現を図る外部システムに対して、当該エネルギー消費量を低減させるための制御を実行する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
8. 通信手段を使用して、エネルギー消費量を種類別に計測する計測手段から当該エネルギー消費量を種類別に示すエネルギーデータを収集する処理と、
   前記データ収集手段により収集されたエネルギーデータを記憶手段に保存する処理と、
   省エネルギー効果の目標値に基づいて、前記記憶手段に保存されたエネルギーデータを使用して前記省エネルギー効果を評価するための評価値を算出する演算処理と、
   前記演算手段により算出された評価値を、指定の情報表示形式に変換して提供する処理と
   を有する手順を実行することを特徴とするエネルギー管理方法。
9. エネルギー消費量を監視して省エネルギー効果の実現を図る外部システムに対して、前情報表示形式に変換した情報を提供するサービス処理を実行することを特徴とする請求項８に記載のエネルギー管理方法。
10. 前記演算処理は、
    前記評価値として、日単位、月単位、年単位のいずれかでの省エネルギー効果の実績値である省エネルギー率、及び省エネルギー効果の目標値に基づいて今後の目標となる省エネルギー率を算出する処理を含むことを特徴とする請求項８または請求項９のいずれか１項に記載のエネルギー管理方法。

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