(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギ使用装置と通信して、その動作モードを制御する多様な通信方法及びプロトコルを使用したエネルギ管理システムを提供する。【解決手段】エネルギ管理システム２００に、エネルギ消費装置１２０用のエネルギ管理モジュール１００を搭載する。モジュール１００は、コンピュータ実行可能コードを格納したコンピュータ読取可能記憶媒体と通信するコンピュータプロセッサが実装されたモジュールメインコントローラを備える。このコンピュータ実行可能コードは、コンピュータプロセッサによって実行されると、需要状態がピークであるか否かを判定するステップと、需要状態がピークの間は、エネルギ消費装置の減縮動作モードを利用し、需要状態がピーク以外の間は、エネルギ消費装置の通常動作モードを利用するステップを含む方法を実行する。システム２００に、システムメインコントローラ２０１を更に搭載してもよい。【選択図】図４
2010193705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ実行可能コードを格納したコンピュータ読取可能記憶媒体（１０９）と通信するコンピュータプロセッサ（１１２）が実装されたモジュールメインコントローラ（１１１）を備えた、エネルギ消費装置（１２０）用のエネルギ管理モジュール（１００）であって、
前記コンピュータ実行可能コードは、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、
需要状態がピークであるか否かを判定するステップと、
需要状態がピークの間は、前記エネルギ消費装置の減縮動作モードを利用し、需要状態がピーク以外の間は、前記エネルギ消費装置の通常動作モードを利用するステップを含む方法を実行する、エネルギ管理モジュール。
【請求項２】
需要状態がピークであるか否かを判定する前記ステップには、
遠隔需要サーバから需要状態を知るステップと、
ユーザーインターフェース（１１４）を通じて需要状態を知るステップと、
前記コンピュータ読取可能記憶媒体を通じて需要状態を知るステップのうち、少なくとも１つが含まれる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記モジュールメインコントローラと通信する光センサ（１０５）を更に備えたモジュールであって、
需要状態がピークであるか否かを判定する前記ステップには、
光レベルを監視し、
前記光レベルが所定値を上回るとカウンタ（１０６）を始動するステップと、
前記光レベルが所定期間だけ前記所定値を上回った場合は、前記需要状態がピークであるか否かを判定するステップが含まれる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記モジュールメインコントローラと通信する光センサを更に備えたモジュールであって、
減縮動作モードを利用する前記ステップには、前記光センサが検知した光レベルに応答して照明エネルギを減縮するステップが含まれる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項５】
選択的に無線周波数識別（ＲＦＩＤ）マスター（４０１）と通信し、これに応答するＲＦＩＤタグ（４０２）を更に備えたモジュールであって、
前記ＲＦＩＤタグは、データ記憶装置を備えた受動タグ又は能動タグのいずれかであり、
需要状態がピークであるか否かを判定する前記ステップには、エネルギパルスを用いて前記ＲＦＩＤタグの共振周波数で前記ＲＦＩＤマスターから受け取ったデータを選択的に記憶するステップが更に含まれる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記モジュールメインコントローラ（１１１）及び前記コンピュータプロセッサ（１１２）と通信するモジュール通信ポート（１１３）を更に備えたモジュールであって、
需要状態がピークであるか否かを判定する前記ステップには、
前記エネルギ消費装置の動作状態に関する情報を前記通信ポートで受け取るステップが含まれ、
需要状態がピークの間は、前記エネルギ消費装置の減縮動作モードを利用し、需要状態がピーク以外の間は、前記エネルギ消費装置の通常動作モードを利用する前記ステップには、
前記通信ポートを介して選択的に命令信号を受信するステップと、
受信した前記命令信号を処理するステップと、
少なくとも１つの前記命令信号に基づいて、利用する動作モードを決定するステップと、
利用する動作モードの前記決定に応答して、前記エネルギ消費装置に対して前記決定された動作モードを利用するように命令するステップが含まれる、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
前記通信ポートは、前記モジュールメインコントローラが受け取った情報の無効化コマンドに応答するモジュールであって、
前記方法には、更に、前記ポートが無効化コマンドを受信すると、該無効化コマンドを前記信号よりも優先させるステップが含まれる、請求項６に記載のモジュール。
【請求項８】
前記通信ポートに接続された、送信機と通信する受信機を更に備えたモジュールであって、
信号を受信する前記ステップには、前記送信機から送信された、エネルギ量を示す信号を受信するステップが更に含まれ、
前記信号は、連続トーン信号とトーン信号の組み合わせのいずれかである、請求項６に記載のモジュール。
【請求項９】
前記方法には、
前記エネルギ消費装置の性能を示すパラメータを監視し、
性能表示が所定値を下回ると、それに応答してトラブル信号を外部の相手方に送信するステップが更に含まれる、請求項６に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記モジュールは、システムの通信ポート（２０４）とシステムコントローラ（２０１）とを備えたエネルギ管理システム（２００）の一部であり、
前記システムコントローラには、システムの前記通信ポートとコンピュータ実行可能コードが格納されたコンピュータ読取可能記憶媒体（２０３）と通信するシステムコンピュータプロセッサ（２０２）が実装されており、
前記コンピュータ実行可能コードは、前記システムコンピュータプロセッサによって実行されると、
前記システム通信ポートでエネルギ供給の需要状態に関する情報を受信するステップと、
前記需要状態に基づいて、前記モジュールに命令信号を送信するステップを含む方法を実行する、請求項１に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ管理に関し、特に、それに限らないが、家電及び機器等のエネルギ装置のエネルギ管理に関する。本発明は、特に、エネルギ供給全体の需要、個々の装置の需要、装置群内の装置の優先度及びユーザーの好みに応じて装置又は装置群のエネルギ消費を変更する際に好適である。また、本発明に関連して、追加の機構又はモジュールを用いて既存の機器に変更を加えたり、新たなエネルギ節減の機構及び機能を新たな器具に組み込んだりすることができる。
【背景技術】
【０００２】
現在、公益事業会社は一般に住宅等のある種の設備に供給されるエネルギ単位当たりで定額料金を課しているが、燃料価格の高騰や一日の或る時間帯での大量のエネルギ使用に伴い、公益事業会社は図１に示すように需要のピーク時には顧客に供給するためにより多くのエネルギを購入しなければならない。図１に示すように、例えば電気の需要は一日の時間帯で変化し、そのピークは通常は午後１時から午後７時である。需要が増加すると、発電又は給電のコストも高くなる。これも図１に示すように、公共事業会社には例えば特定のエネルギ需要レベルまでは、例えばメガワット当たり１０セントの基本ラインのコストがかかるが、そのレベル以上になると、エネルギを購入するために必要な送電線又は設備に追加の発電装置が導入されるので、メガワット当たりで例えば２０セントまで基本ラインコストが上昇する。しかし、追加レベルの発電では、予備発電能力を利用するか、電力グリッドに接続された外部の電力を購入する必要があるため、コストが上昇することがある。従って、需要のピーク時にはエネルギ生産のコストは最高になり、一方、需要レベルがピークから外れて最低レベルの場合は、エネルギ生産のコストは単に基本ラインのコストになる。
【０００３】
その結果、公益事業会社は需要がピークの間はより高い料金を課金しようとする。需要とエネルギ生産のコストの変動を考慮に入れるため、１日の特定の時間に消費されたエネルギの第１の閾値単位までは第１のエネルギ単位料金を課し、第１の閾値以上には第２の料金を課し、場合によってはそれ以上の消費範囲には追加料金を課す、図２に示すような料金スケジュールが開発された。閾値と料金は１日の時間帯及び／又は需要のレベルと共に変化する。ピーク時の需要を低下させることができれば、顧客及び公益事業会社にとって相当な比率のコスト節減を達成でき、公益事業会社が対処する必要があるピーク負荷を低減することができる。
【０００４】
第三者による解決策の１つは、コントローラが機器又は制御ユニット等のエネルギ消費装置への実際のエネルギ供給をオン・オフに「スイッチ」するシステムを用いるものである。しかし、この解決策は、装置を単にオン・オフにスイッチする以上の能動的な制御は行わない。そのほかの工業機器は、エネルギを消費する装置の異なる機能を変更するものと思われる。例えば、冷蔵庫内のあるシステムはピーク時間にはある種の動作を停止するものと思われる。冷蔵庫の場合、エネルギの大部分が冷凍室の平均温度を一定レベルに保つために消費される。推奨される温度レベルは、バクテリアの増殖に準拠しており、推奨される長期（１〜２カ月）の食糧貯蔵温度は０°Ｆである。調査によると、バクテリアの増殖率の上昇は冷凍室の温度の正比例関数であることが示されているので（温度が低いことはバクテリア数の増加率が低いことを意味する）、冷蔵庫の設計者は、除霜サイクルの前に冷凍室を予冷する温度コントローラを配置する。予冷によって平均温度は除霜前、除霜中及び除霜後を含む期間中に例えば０°Ｆ等のほぼ同じレベルに保たれる。冷凍室の予冷は冷凍室の温度にも少なくとも或る程度の影響を及ぼす。
【０００５】
現在は、また、可変的な電気料金方式をいつ実施するべきかを決定するために用いられる別の方法もある。例えば、様々な「ピークシェービング」方法があり、電話回線の利用、スケジュール方式の採用、及び公益事業会社によって送信されるワイヤレス信号などがある。しかし、このような現在のピークシェービング方法は、幾つかのエネルギを消費する装置にとって最大の利益をもたらさない。たとえば、冷蔵庫には最大の利益をもたらさない。更に、異なる公益事業会社は異なる方法を採用しており、顧客に対して高いエネルギ需要を通信し、一方、別の公益事業会社は単に１日の時間帯に応じた料金スケジュールを利用している。
【０００６】
公益事業会社には、住居、オフィス等のビル内の機器、ＨＶＡＣ、温水器等のエネルギ消費装置と通信する必要があるAdvanced Metering Infrastructure（ＡＭＩ）システムに移行しているものもある。しかし、米国内に３０００社以上もある公益電力会社の全てがＡＭＩシステムと同じ通信方式を採用するとは限らない。それに加え、公知のシステムはエネルギ使用装置と直接通信することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，６５９，９４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、エネルギ使用装置と通信して、そのシステムを装備したエネルギ使用装置のメインコントローラとインターフェースし、その動作モードを制御する多様な通信方法及びプロトコル、すなわちモジュラを使用したエネルギ管理システム及び方法が必要とされている。更に、住居、又はオフィスビル等のビル内のメインコントローラ、又はビル内のアパート又は店舗等のビル内のユニットによって制御され得るエネルギ消費装置又はエネルギ消費装置群の「負荷制限」応答をトリガすることも必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
エネルギ消費装置用のエネルギ管理モジュールを開示する。このモジュールは、一実施形態において、コンピュータ実行可能コードを格納したコンピュータ読取可能記憶媒体と通信するコンピュータプロセッサが実装されたモジュールメインコントローラを備える。このコンピュータ実行可能コードは、コンピュータプロセッサによって実行されると、需要状態がピークであるか否かを判定するステップと、需要状態がピークの間は、エネルギ消費装置の減縮動作モードを利用し、需要状態がピーク以外の間は、エネルギ消費装置の通常動作モードを利用するステップを含む方法を実行する。
【００１０】
エネルギ消費装置用のエネルギ管理モジュールは、別の実施形態において、モジュール通信ポートと、通信ポートと通信するコンピュータプロセッサが実装されたモジュールメインコントローラとを有する。モジュールメインコントローラのコンピュータプロセッサは、コンピュータ実行可能なコードが格納されたモジュールコンピュータ読取可能記憶媒体とも通信する。コンピュータ実行可能なコードは、コンピュータプロセッサによって実行されると、エネルギ消費装置の動作状態に関する情報を通信ポートで受信するステップと、通信ポートを介して命令信号を選択的に受信するステップと、受信した命令信号を処理するステップと、少なくとも命令信号に従って利用する動作モードを決定するステップと、決定された利用する動作モードに応じて、エネルギ消費装置にその動作モードを利用するように命令するステップを含む方法を実行する。
【００１１】
エネルギ管理システムは、一実施形態において、モジュール通信ポートと、モジュールメインコントローラとを有するモジュールを備える。モジュールメインコントローラには、モジュール通信ポート及びコンピュータ実行可能なコードが格納されたモジュールコンピュータ読取可能記憶媒体と通信するコンピュータプロセッサが搭載されている。コンピュータ実行可能なコードは、コンピュータプロセッサによって実行されると、少なくとも１つのエネルギ消費装置の動作状態に関する情報をモジュール通信ポートで受信するステップと、モジュール通信ポートを介して命令信号を受信するステップと、少なくとも命令信号に従って利用する動作モードを決定するステップと、決定された利用する動作モードに応じて、エネルギ消費装置にその動作モードを利用するように命令するステップを含む方法を実行する。このシステムは更に、システム通信ポートと、システム通信ポート及びシステムコンピュータ読取可能記憶媒体と通信するシステムのコンピュータプロセッサを搭載したシステムコントローラとを備える。システムコンピュータ読取可能記憶媒体には、システムコンピュータプロセッサによって実行されると、エネルギ供給に関する情報をシステム通信ポートで受信するステップと、需要状態に応じて命令信号をモジュールに送信するステップとを含む方法を実行する、コンピュータ実行可能なコードが格納されている。
【００１２】
本発明による、上述の及びその他の利点及び特徴を、添付図面に対応した以下の説明に記載する。
【００１３】
本発明の企図は、添付の特許請求の範囲に明示されている。次にその内容を記載する添付図面を参照しながら以下の説明を読むことにより、本発明による、上述の及びその他の目的、特徴、及び利点が理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】典型的な一日のエネルギ需要の変動を示すグラフである。
【図２】公益事業会社の料金スケジュールを示すグラフである。
【図３】本発明の複数の実施形態に係るエネルギ管理モジュールの概略図である。
【図４】一実施形態に係る施設のエネルギ管理システムの概略図である。
【図５】一実施形態に係るトーン信号ベースの通信機構の概略図である。
【図６】一実施形態に係るＲＦＩＤ通信機構の概略図である。
【図７】一実施形態に係る方法を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
これより、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に例示する。
【００１６】
添付図面を参照しながら本発明の実施形態による施設のエネルギ管理システム及び方法を開示する。
説明目的で、本発明の理解を助けるために多く詳細を図示し、以下に説明しているが、ここに示した詳細が無くても、本発明を実施することができる。また、図面を簡潔にするため、公知の構造や装置を概略的に示す。
【００１７】
本明細書で用いる用語は、あくまでも特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明の企図を限定するものではない。本明細書において、単数名詞には、特に明示しない限り、複数の意味も含まる。また、本明細書において「備える」及び／又は「有する」等の用語は、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品以外にも、１つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はこれらの組み合わせが存在する可能性も含んでいる。
【００１８】
広義には、システム及び方法の実施形態は、エネルギ生産設備でのエネルギ需要を低減することによって、ピーク時の、又は需要のピーク時間帯のエネルギ供給ネットワーク全体にわたってエネルギ消費を低減するものである。実施形態は更に、助用のピーク期間等のエネルギ価格が高い時間帯に顧客の制御によりエネルギ消費装置のエネルギ消費を低減することによってユーザー／顧客／消費者のコストを節減する。これらの利点は、一旦セットし、動作させれば顧客にとって使い易く、便利で実質的に分かり易いシステム及び方法を介してもたらされる。顧客サイトで局部的なエネルギ貯蔵及び／又は生産を追加し、このようなエネルギ貯蔵及び／又は生産装置の制御を実施形態のシステム及び方法に組み込むことによって、実施形態において付加的なコスト節減が得られる。複数の動作モードによって複数のエネルギ消費レベルを有するエネルギ消費装置、特に「インテリジェント」なエネルギ消費装置を含めることによって更に多くの節減が可能である。すなわち、入力信号を処理し、且つ／又は様々な周囲環境を判定し、且つ／又はそれぞれの装置の動作変数を監視するコントローラを各々が含むエネルギ消費装置は、より効率的で低コストの動作をもたらす。加えて、このようなインテリジェントなエネルギ消費装置は、点検や修理の必要性又はその他の関心事を表示することができる。実施形態のシステム及び方法を広範に使用することの結果、需要のピーク期間のエネルギ消費が低減することで、このような期間中に生ずる波状の電圧低下や停電を軽減し、又は無くすることができる。加えて、実施形態のシステム及び方法は、例えばＷｉＦｉ、ＺｉｇＢｅｅ、ＰＬＣ、イーサーネット、Ｘ１０、ＦＭ、ＡＭ／ＳＳＢ、ラジオ放送データシステム、及び後述する幾つかのその他の簡単で低コストのプロトコル等、設置及び通信を簡単にする多くの通信プロトコルを活用する。これらは、単一ソースの実施形態、需要側管理の実施形態、及びその両方を混合した実施形態で利用することができる。
【００１９】
顧客が公益事業会社等の相手方に顧客の管理化にある施設のエネルギ消費の制御を委ねることに合意する設備管理サービスを利用することによって更に多くの節減が得られる。このような実施形態では、顧客は典型的には、相手方の指令でシステムによって実施されるエネルギ消費削減手段を無効にする顧客の能力を返上することに合意する。従って無効化する能力は動作不能にされ、又はシステムは、加入プランの料金請求及び／又は解約等の適宜の措置を講ずることができるように、無効化を相手方に通知する。
【００２０】
本明細書では、ほとんどの場合、電力消費に関連して説明しているが、本発明のシステムの実施形態は、天然ガス、灯油、プロパン、水道及び画水道等を含むがそれに限らない別の設備にも応用できることを理解されたい。それに限らないが水素やエタノール等のその他の施設又はエネルギ源も考えられる。加えて、実施形態によるシステムの単独の実装で、施設におけるこのようなサービスの混合形態にも対処できる。
【００２１】
例えば図３に概略的に示すように、実施形態はそれぞれのエネルギ消費装置１０２に接続されたモジュール１００によって実装される。簡単な、低コストの実施形態では、システム１００は周囲光センサ１０５を利用して、例えば所定レベルを上回る光量によって朝になったことを判定する。朝であることの判定に応答して、モジュール１００はエネルギ消費装置１２０を所定期間だけ減縮動作モード又はエネルギ節減モード又はピークモードに設定し、又はそのモードを保つ。一実施形態では、光センサ１０５及びカウンタ１０６がモジュール１００内に含まれ、又はエネルギ消費装置１２０上に別個に含まれる。加えて、例えば冷蔵庫又は照明を使用するその他の機器又はエネルギ消費装置の場合は、特に需要がピーク状態の間に、例えば照明用エネルギの使用を所定レベルに制限することによってエネルギ消費装置を節減するため、装置の周囲に光がある場合は装置に実装された照明を減光するために周囲光センサ１０５が利用される。更に、エネルギ消費装置１２０自体がライト又は照明システムである実施形態では、光センサは装置１２０のエネルギ消費を制御するために利用される情報を提供し、又は直にエネルギ消費を制御する。例えば、光センサ１０５は、所定の光出力レベル又はライト又は照明システムのエネルギ消費率等の設定に見合った光量を発光していることを確認できる。
【００２２】
一実施形態は更に、所定期間に光が検知されるとエネルギ消費装置がエネルギ節減動作モードに入るように、カウンタ又はタイマー１０６を組み込んでいる。動作特性を向上させるため、モジュール１００は、光センサ１０５からの信号を受信し、カウンタ又はタイマー１０６に接続された論理回路を含むモジュールのメインコントローラ１１１を含んでおり、検知された光が所定期間の間所定レベルを上回ると、エネルギ消費装置のエネルギ節減動作モードを作動させることができる。例えば、エネルギ節減又は減縮動作モードは、朝になったことが判定された後に開始され、朝になってから１２時間後まで維持されることができよう。更に、カウンタ１０６によってモジュール１００は、所定時間の間室内が暗くなったことを認識することが可能になり、そこでエネルギ消費装置の通常動作に復帰させることができる。
【００２３】
エネルギ消費装置１２０によっていつエネルギ節減動作モードを利用するかを判定するため、モジュールのメインコントローラ１１１がモジュールのコンピュータ読取可能記憶媒体１０９から読み取られたコンピュータ実行可能コードを実行するコンピュータプロセッサ１１２を含む実施形態によって、更に付加的な改善レベルが達成される。実施形態での判定は、光センサ１０５及びカウンタ又はタイマー１０６からの信号に基づいて行われる。加えて、実施形態のモジュールメインコントローラコントローラ１１１はクロック１０７、カレンダー１０８及び、コンピュータ読取可能記憶媒体１０９に記憶された、カレンダーに基づいて一日が始まる時点に関する情報を含んでいる。
【００２４】
別の実施形態では、モジュール１００は通信インターフェース１１０、モジュールメインコントローラコントローラ１１１及びモジュールメインコントローラコントローラ１１１がエネルギ消費装置１２０の動作状態に関する情報をそこで受ける通信ポート等のポート１１３を含んでいる。この実施形態では、モジュールユーザーインターフェース１１４も用いる。ユーザーインターフェース１１４は、簡単なボタン又はスイッチ式のインターフェース、タッチパネルインターフェースの形態であってもよく、且つ／又は有利にはモジュール１００のディスプレイ１１５を介してグラフィック・ユーザーインターフェースを使用する。ユーザーインターフェース１１４によってユーザーは、エネルギ消費装置１２０の特定の動作モードの開始を命令すること、エネルギ消費装置１２０が設置されている環境に関する情報を提供すること、又は取り出し可能な又は遠隔操作のコンピュータ読取可能記憶媒体からのデータ転送を開始すること等を含むがそれに限らないことをモジュールメインコントローラ１１５に入力することができる。加えて、一実施形態でのユーザーインターフェース１１４によってユーザーは、所望ならばエネルギ節減動作モードの無効にすることができる。モジュール・ユーザー１１４はエネルギ節減チップ、様々な動作変更でのエネルギ使用の見積もりを含むエネルギ使用に関する情報、ピーク又は減縮動作モード中のインジケータ、及び／又は実施形態でのその他の情報を選択的に提供し、例えば冷蔵庫のドアの開放時にエネルギに及ぼす影響を示すカウンタ等の装置特有の情報を含むことができる。
【００２５】
動作時には、モジュールメインコントローラ１１１は、ユーザーが提供する情報、プリロード情報、通信システムを介してユーザー情報源から供給される情報、時間、日付及びユーザーコマンドに基づいて、エネルギ消費装置１２０がどの動作モードを利用すべきかを判定し、それに基づいてエネルギ消費装置１２０に判定結果の動作モードを課す。一実施形態では、モジュール１００はエネルギ消費装置１２０の様々な構成部品に直接接続され、構成部品を直接制御することによって判定された動作モードを課す。例えば、モジュール１００を冷蔵庫又は冷凍庫内に組み込むことができ、利用するべきであることをモジュールメインコントローラ１１１が判定した動作モードに従ってコンプレッサ（単数又は複数）、ファン（単数又は複数）、及びライト（単数又は複数）を動作させることができる。別の実施形態では、モジュールメインコントローラ１１１はエネルギ消費装置のコントローラ２０１と相互に作用して、動作モードを課す。例えば、モジュール１００をアフターマーケット装置等の「スマート」冷蔵庫／冷凍庫に接続することができ、装置のコントローラ２０１に対して、装置のコントローラ２０１に既に組み込まれた動作モードを実施するように命令することができる。従って、壁のコンセント又は屋外の任意の場所やエネルギ消費装置１２０上に取り付ける外部取り付けモジュール等のモジュール１００を、エネルギ消費装置１２０が施設に設置された後で追加することができ、又はエネルギ消費装置１２０内に取り付けた一体型モジュール等のように組み立て又は製造工程の一部として取り付けることができる。モジュール１００用の電力は別個の電源及び／又はエネルギ消費装置１２０の通常動作中に充電されるようにセットされた再充電可能なバッテリ等のバッテリ、又はアルカリ電池等の通常のバッテリを介して装置１２０によって供給可能である。モジュール１００がエネルギ消費装置１２０によって給電される実施形態では、モジュール１００は継続的に給電されるのに対して、別の実施形態では、装置１２０は電力使用に関する決定が下されるまでモジュール１００の電源をオフにして、モジュール１００の待機電力の消費をなくする。加えて、一実施形態では、モジュール１００は、モジュール１００がエネルギ消費装置１２０からの呼び出しを監視できるのに十分な電力だけを消費し、呼び出しがあればフルパワーモードに入る低電力モード又は休止モードを含んでいる。モジュール１００が別個に給電される実施形態では、装置１２０は低エネルギ状態又は完全なオフ状態になり、一方、モジュール１００は継続して環境を監視する。
【００２６】
別の実施形態では、モジュールメインコントローラ１１１は公益事業の稼働状態、料金スケジュール及び／又は加入者情報を取得し、使用される各々の関連エネルギ消費装置１２０の動作状態を判定するために、ポート１１３及び通信ネットワーク５０を介してメータ１１又は公益事業会社等の外部の相手方１０と直接通信する。例えば、電力会社が需要のピークで、又は需要のピーク外で運営しているかを判定し、エネルギ消費装置１２０がどのように動作すべきか、及び／又は動作するか否かを判定するために、モジュールメインコントローラ１１１は電力会社の需要状態を知ることができる。一実施形態では、モジュールメインコントローラ１１１が外部の相手方と直接通信するのに対して、公共料金メータ１１がモジュールメインコントローラ１１１に情報を提供する。
【００２７】
一実施形態のモジュール１００は、相手方１０とエネルギ消費装置１２０との間に、モジュール１００が接続されている装置の種類に関わりなく変わらないインターフェースを備えている。従って、相手方１０は、エネルギ消費装置がどのような種類のものであるかを知る必要なく、ほぼあらゆるエネルギ消費装置と対話することができ、モジュール１００は、相手方が接続されているエネルギ消費装置１００に送信し、指令する内容を相手方１０が理解できるように翻訳する。加えて、公益事業会社又は地域は異なる通信方法、プロトコル方法等を使用していることがあるので、会社や地域による変化に適応し、且つ／又は複数の公益事業と複数のフォーマットで通信するのに必要な機器及び／又はソフトウエアを含めるようにモジュール１００を別のバージョンで製造して、設置時、又は設置後に追加の通信機器及び／又はソフトウエアを設置する必要がないようにすることができる。
【００２８】
例えば図４に示すような実施形態のモジュール１００は、メータ１１又は相手方と直接通信するのではなく、公益事業のエネルギ管理システム２００に応答する。このようなシステム２００は、システムのコンピュータ読取可能記憶媒体２０３から読み取るコンピュータ実行可能命令を実行するコンピュータプロセッサ２０２を含むシステムコントローラ２０１を含んでいる。システムコントローラ２１０は、例えばシステムの通信ポート２０４及び／又はポート１１３等を介してモジュール１００と通信し、且つ／又は内部の通信ネットワーク５１を介して施設内の同様のモジュールと通信する。加えて、一実施形態のシステムコントローラ２０１は、公益事業の稼働状態、施設に課される制限、料金スケジュール、及び／又は、例えば公益事業又は第三者によって運営される需要サーバ１２からの公益事業への加入者情報を取得するために、外部の通信ネットワーク５２を介して公益事業会社等の外部の相手方と通信する。例えば、システムコントローラ２０１は、その会社が重要のピーク時又は需要のピーク時以外で稼働しているかを判定するために電力会社の需要状態を知ることで、施設内のエネルギ消費装置をどのように動作させ、及び／又はどのエネルギ消費装置を動作させるべきかを判定することができる。一実施形態では、システムコントローラ２０１は、公益事業と直接通信する。システムコントローラ２０１は情報を送り、且つ／又は動作モード自体を決定し、命令をモジュール１００に送る。
【００２９】
メータ１１及び／又は外部の相手方と直接通信するモジュール１００と同様に、システム２００を使用する実施形態のモジュール１００は、システムコントローラ２０１とエネルギ消費装置１２０との間に、モジュール１００が接続されている装置の種類に関わりなく変わらないインターフェースを備えている。従って、同じシステムコントローラ２０１は、エネルギ消費装置がどのような種類のものであるかを知る必要なく、ほぼあらゆるエネルギ消費装置と対話することができ、モジュール１００は、システムコントローラ２０１が接続されているエネルギ消費装置１００に送信し、指令する内容をシステムコントローラ２０１が理解できるように翻訳する。加えて、公益事業会社又は地域は異なる通信方法、プロトコル方法等を使用していることがあるので、モジュール１００をシステムコントローラ２０１から同じ情報又は信号を受けるように製造し、システムコントローラ２０１を会社や地域による変化に適応するように異なるバージョンで製造することができる。実施形態では、システムコントローラ２０１及び／又はモジュールメインコントローラ１１１は、異なる通信プロトコルを使用する幾つかの公益事業会社からの複数の入力対応するため、複数の信号を受信するように構成されている。言い換えると、一実施形態のシステムコントローラ２０１は、複数のフォーマットで、及び／又は複数の通信プロトコルで複数の公益事業と通信するために必要な機器及び／又はソフトウエアを含んでいるので、設置時又は設置後に追加の機器及び／又はソフトウエアを設置する必要がない。
【００３０】
例えばモジュールユーザーインターフェース１１４を介して顧客による無効化を利用できる場合は、モジュール１００は、通信インターフェース１１０を介して命令信号等の信号を外部の当事者１０及び／又はシステムコントローラ２０１から受信し、信号を処理し、信号に従ってどの動作モードを利用するべきかを判定し、無効化コマンドに応答してモジュール１００によって受信された信号に優先する。加入者サービス等が利用される実施形態では、モジュールメインコントローラ１１１は、ユーザー又はシステムコントローラ２０１から受信した無効化命令又は命令信号の実行を妨げるが、代替実施形態では、モジュールメインコントローラ１１１は、どの無効化命令をも実行するが、これをログ記録し、外部の相手方１０及び／又はシステムコントローラ２０１に無効化（単数又は複数）を通知する。加入者サービス及びシステム２００が利用される別の実施形態では、システムコントローラ２０１はメインコントローラ１１１に対して、無効化は許可されないことを指令し、モジュールメインコントローラ１１１はモジュールのユーザーインターフェース１１４を介して試みられた無効化命令の実行を拒絶する。あるいは、無効化はシステムコントローラ２０１及び／又はモジュールメインコントローラ１１１によって単にログ記録され、報告される。
【００３１】
実施形態のモジュールメインコントローラ１１１は、コンピュータネットワーク、インターネット、電力線送信／受信、電磁波放送／受信、電話回線網、ローカルエリアネットワーク、及び特定の用途に適したその他の形態を含む通信ネットワーク５０を介して情報を受信する。
【００３２】
一実施形態では、需要状態、受容限度及び／又は利用される動作モードに関する情報はトーンを使用して伝達される。例えば、図５に示すように、トーン発生器３０１がエネルギの料金変更に応動して、それぞれの料金を示す連続トーン等のトーンを生成する。トーンはＦＭ帯域の周波数を使用する送信機等の無線周波数送信機３０２を介して送信される。実施形態で使用されるものとしてＦＭ帯域の無線周波数が特定されているが、その他の適当などの無線周波数又は電磁放射の別の周波数範囲を利用してもよいことは明らかであろう。このような実施形態のモジュール１００は、搬送波周波数を受信し、トーンをデコードし、又は受信した信号をデコードするためにモジュールメインコントローラ１１１は、に送る受信機３０３を含んでいる。次いでモジュール１００はエネルギ消費装置に対して、受信したトーンに基づく動作状態を利用するように命令する。別の実施形態のトーン発生器は、情報を伝達するためにトーンの組み合わせを使用し、別の実施形態はハードワイヤ接続を介してトーンを送る。例えば、料金１、２、３又は４等の料金情報を送る場合、それぞれの料金に異なるトーンを使用すれば十分である。あるいは、所定のトーンにバイナリ値を割り当てることによって、複数のトーンによるバイナリコーディングを利用したより高度のメッセージを送ることが可能になり、モジュールがコード化されたメッセージを翻訳し、エネルギ消費装置１２０に適切に命令する。
【００３３】
一実施形態では、通信ネットワーク５０は、図４及び６に示すように、システムコントローラ２０１の一部として、又は外部の相手方１０に応答してＲＦＩＤマスター４０１を有する無線周波数識別タグ（ＲＦＩＤ）タグシステム４００を使用する。次いで各モジュール１００は、「スレーブ装置」とも呼ばれるＲＦＩＤタグ４０２を含み、又はこれに応答する。スレーブ装置のそれぞれの共振周波数は少なくともＲＦＩＤマスター装置４０１の範囲内で一意的な周波数である。ＲＦＩＤタグ４０２は受信した信号をモジュールメインコントローラ１１１に送る。動作時には、需要状態又は受容限度が変化すると、又はエネルギ消費装置１２０の動作モードの変更が必要な場合は、ＲＦＩＤマスター４０１は、エネルギ消費装置１２０のそれぞれの共振周波数で共振することによって変化又はコマンドをエネルギ消費装置１２０に送る。一実施形態では、ＲＦＩＤタグ４０２は、エネルギのパルスを介してＲＦＩＤマスター４０１によってＲＦＩＤタグ４０２の共振周波数で送信されたデータを記憶することができる能動ＲＦＩＤタグである。加えて、実施形態は、ＲＦＩＤマスター装置がスレーブ装置に命令することができるように、システム内で一意的なバイナリコード又はその他のコードを有するタグを使用する。
【００３４】
図７に示すように、実施形態はエネルギ消費装置１２０の通常動作（ブロック６０１）を含み、エネルギ消費装置１２０が減縮動作モードにあるか、又は減縮動作モードにあるべきであるかをチェックする（ブロック６０２）。その場合は、方法は需要のピークがピーク状態にあるか否かをチェックし（ブロック６０３）、需要のピーク状態に応答して装置の優先度をチェックすること（ブロック６０４）を含んでいる。需要がピーク状態にないか、又は需要がピーク状態にあり、エネルギ消費装置１２０の優先度が高い場合は、通常動作（ブロック６０１）が継続される。需要がピーク状態にあり、装置の優先度が低い場合は、方法は無効化コマンド又は命令が受信されているか否かをチェックすること（ブロック６０５）を含んでいる。無効化コマンドが受信されている場合は、方法は無効化が許可されているか否かをチェックすること（６０６）を含んでいる。無効化が許可される場合は、方法はエネルギ消費装置１２０に通常動作モードブロック６０１）を利用するように命令して進行する（。無効化が許可されない場合は、方法は無効化がログ記録され且つ／又は報告され、又は禁止されているか否かをチェックすることを含んでいる（ブロック６０７）。無効化がログ記録され且つ／又は報告されている場合は、方法は無効化をログ記録し、且つ／又は報告し、エネルギ消費装置（１つ又は複数）に対して通常動作モード（ブロック６０１）を利用するように命令することを含んでいる。
【００３５】
無効化が禁止されている場合は、方法は必要なエネルギレベルを設定し（ブロック６０９）、いずれかの内部センサを読み取り（ブロック６１０）、エネルギ消費装置１２０が目的又は目標の性能を維持しているか否かを判定する（ブロック６１１）を含んでいる。エネルギ消費装置１２０が目的又は目標の性能を維持している場合は、方法は需要のピーク状態が終わったか否かをチェックし（ブロック６１２）、需要のピーク状態が継続している場合は、内部センサを読み取ること（ブロック６１０）に戻り、且つ／又はエネルギ消費装置１２０の性能をチェックする（ブロック６１１）。需要のピーク状態が終わっている場合は、通常動作モード（ブロック６０１）が再開される。ブロック６１１での判定の結果、装置が目的を維持していない場合は、例えばセンサの読み取り値に基づいて必要なエネルギレベルが調整され（ブロック６１３）、方法はブロック６１２に進み、需要のピーク状態が終わったか否かをチェックする。一実施形態における方法６００の一部はシステムコントローラ２０１内で実装され、実施されるが、別の実施形態ではモジュールメインコントローラ１１１内で実装され且つ実施され、第３の実施形態では、システムコントローラ１０１とモジュールメインコントローラ１１１の両方に広がっている。
【００３６】
実施形態による方法は、コンピュータ実装プロセス、及びシステムコントローラ１０１及び／又はモジュールメインコントローラ１１１等の上記プロセスを実施する装置を介して実現され、このようなプロセスと装置とを含んでいる。加えて、一実施形態は、磁気媒体（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、テープ等）、光学式媒体（コンパクトディスク、ディジタル多用途ディスク／ビデオディスク、光磁気ディスク等）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）又はコンピュータプログラムコードを記憶することができ、それによってコンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されるその他のコンピュータ読取可能記憶媒体等の有形媒体上の、オブジェクトコード、ソースコード又は実行可能コード等のコンピュータコードを含むコンピュータプログラム製品を含んでいる。コンピュータがコンピュータプログラムコードを実行すると、コンピュータは本発明を実施する装置になり、汎用マイクロプロセッサでは、マイクロプロセッサをコンピュータコード・セグメントと共に構成することによって特定の論理回路が形成される。実行可能な命令の技術的な効果は、エネルギ消費装置、少なくとも１つのエネルギ消費装置を有する施設、及び／又はエネルギ供給システムでエネルギ消費節減及び／又は最適化を実現することである。
【００３７】
コンピュータプログラムコードは、いずれかのプログラミング言語でエンコードされたソフトウエアの形態等のコントローラによって実行可能なコンピュータ命令に書き込まれる。適当なプログラミング言語には、アセンブリ言語、ＶＨＤＬ（Ｖｅｒｉｌｏｇハードウエア記述言語）、超高速ＩＣハードウエア記述言語（ＶＨＳＩＣ  ＨＤＬ）、ＦＯＲＴＲＡＮ（フォートラン）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＡＬＧＯＬ（アルゴリズム言語）、ＢＡＳＩＣ（初心者用汎用記号命令コード）、ＡＰＬ（Ａプログラミング言語）、ＡｃｔｉｖＸ、ＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）、ＸＭＬ（拡張可能なマークアップ言語）及びこれらの１つまたは複数のいずれかの組み合わせ又は派生言語が含まれるがそれに限らない。
【００３８】
ここに示したフローチャートはあくまでも一例である。添付図面又は本明細書に記載のステップ（又は操作）に様々な改変を加えても、本発明の実施形態として認められる。例えば、ステップを記載の内容とは異なる順序で実施したり、ステップを追加したり、削除したり、変更したりしてもよい。添付の特許請求の範囲には、かかる修正形態も含まれているものとする。
【００３９】
１つの請求項に記載の構成、材料、動作、及び機能を有する手段又はステップを、その他の請求項に記載のいかなる機能構成、材料、又は動作と組み合わせて実施してもよい。ここに示した実施形態は、あくまでも説明目的において例示されたものであって、本発明の企図を制限するものではない。当業者に想起可能な修正及び改変を加えた形態も、本発明の実施形態として認められる。本明細書に記載の実施形態は、本発明の実施及び説明に最適で実用的と思われるものであり、これを基に、当業者には、本発明の様々な実施形態を理解し、条件に合わせた修正形態を想起することができよう。
【００４０】
以上、一部の実施形態のみに関連して本発明を説明してきたが、明らかなように、本発明の実施形態はこれらに限定されない。本発明の実施形態には、多様な修正、代替、置換、又は等価の措置を加えた形態も含まれている。また、記載した実施形態に関連して、その特徴を述べたが、それは本発明の態様の一部にすぎない。すなわち、本発明は、本明細書及び図面に記載の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に基づいてのみ解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  外部の相手方
１１  メータ
１２  需要サーバ
５０  通信ネットワーク
５１  内部の通信ネットワーク
５２  外部の通信ネットワーク
１００  モジュール
１０５  周囲光センサ
１０６  カウンタ
１０７  クロック
１０８  カレンダー
１０９  コンピュータ読取可能記憶媒体
１１０  通信インターフェース
１１１  モジュールメインコントローラ
１１２  コンピュータプロセッサ
１１３  ポート
１１４  モジュールユーザーインターフェース
１１５  ディスプレイ
１２０  エネルギ消費装置
２００  エネルギ管理システム
２０１  システムコントローラ
２０２  コンピュータプロセッサ
２０３  システムのコンピュータ読取可能記憶媒体
２０４  システムの通信ポート
３０１  トーン発生器
３０２  無線周波数送信機
４００  無線周波数識別タグ（ＲＦＩＤ）タグシステム
４０１  ＲＦＩＤマスター
４０２  ＲＦＩＤタグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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