(57)【要約】【課題】目標達成時に電気料金の節約というユーザの要望が満たされるようにすることで、ユーザの目標達成に対する意欲を向上させることができる電力モニタを提供する。【解決手段】電力モニタ１は、所定の単位期間ごとに、計測手段１０で計測される電力のうち、需要家から商用電源に逆潮流される余剰電力の積算値を売電電力量として求める積算手段１６を具備している。さらに、電力モニタ１は、単位期間における売電電力量の目標値を設定するための設定手段１７と、売電電力量について現在の実績値を目標値と比較して、売電電力量の目標値の達成状況を判定する判定手段１８とを具備している。判定手段１８の判定結果は、通知手段１３からユーザに通知される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源とは別に電力を生成する発電設備が設置された需要家に設けられ、商用電源と需要家との間で電力線を通して授受される電力を計測する計測手段と、発電設備で生じ需要家から商用電源に逆潮流された余剰電力の積算値を計測手段の計測結果を用いて売電電力量として求める積算手段と、売電電力量の目標値を設定する設定手段と、現在の売電電力量と目標値とに基づいて目標値の達成状況をユーザに通知する通知手段とを備えることを特徴とする電力モニタ。
【請求項２】
前記設定手段は、所定の単位期間における前記売電電力量の前記目標値を設定し、前記通知手段は、少なくとも単位期間の満了時点において売電電力量が目標値に達したか否かを目標値の達成状況として通知することを特徴とする請求項１記載の電力モニタ。
【請求項３】
前記設定手段は、前記目標値よりも小さい中間値を少なくとも１つ設定し、前記通知手段は、現在の前記売電電力量が中間値を超える度に、売電電力量が中間値に達したことを目標値の達成状況として通知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の監視を行う電力モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の電力モニタとして、負荷に供給される電圧および電流を計測する計測手段（電圧電流測定手段）と、測定された瞬時電圧値および瞬時電流値に基づいて瞬時電力を求める機能を備えたものが提供されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の電力モニタは、求めた瞬時電力を週、日、時間など決まった単位期間ごとに積算（積分）して消費電力量を求めるとともに、消費電力量を液晶表示器に表示する機能を備えている。そのため、ユーザは、液晶表示器の表示内容を確認することによって、たとえば当月の消費電力量を知ることができる。
【０００４】
ところで、近年、住宅などの需要家の一部では、太陽電池や燃料電池等の発電設備を設置し、必要な電力の一部を発電設備で賄うようにしたシステムの導入が進められている。特に太陽電池の場合、余剰電力の発生時（太陽電池の出力が需要家の負荷で消費される消費電力よりも大きいとき）には、一般的に太陽電池の余剰電力は商用電源に逆潮流され電力会社に売電される。
【０００５】
こうした背景のもと、需要家内の消費電力だけでなく、売電電力や電力会社からの買電電力（商用電源から供給される電力）などについても個別に表示可能な構成とした電力モニタが提供されている（たとえば特許文献２参照）。この電力モニタを用いれば、需要家内の電力状況をユーザが容易に確認することができる。
【０００６】
さらに、この種の電力モニタには、所定の単位期間（たとえば月）毎に消費電力量の目標値を設定可能とし、当該目標値と消費電力量の実績値との関係から目標達成の状況を表示する機能が付加されたものもある。この電力モニタを用いれば、ユーザにおいては単位期間の消費電力量を目標値内に収めるという目標を達成しやすくなり、低消費電力化につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５０９５８５号公報（第００１２−００１５段落）
【特許文献２】特開２００４−１２３７６号公報（第００２１段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年の不況の影響で節約志向が強まっており、需要家においては、単に低消費電力化が図れるというだけではなく、電力会社に支払う電気料金自体を極力節約したいという要望がある。しかし、上述した電力モニタのように消費電力量の目標達成状況を表示するだけでは、消費電力量は目標を達成したものの、消費電力の殆どが買電電力であったために、結局、電力会社に支払う電気料金の節約にはつながらないという事態が生じ得る。
【０００９】
その結果、目標を達成してもユーザにとっては電気料金の節約という要望が満たされないことがあるため、ユーザの目標達成に対する意欲が低下して、目標値を設定することの意義がなくなるおそれがある。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、目標達成時に電気料金の節約というユーザの要望が満たされるようにすることで、ユーザの目標達成に対する意欲を向上させることができる電力モニタ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】
【００１１】
請求項１の発明では、商用電源とは別に電力を生成する発電設備が設置された需要家に設けられ、商用電源と需要家との間で電力線を通して授受される電力を計測する計測手段と、発電設備で生じ需要家から商用電源に逆潮流された余剰電力の積算値を計測手段の計測結果を用いて売電電力量として求める積算手段と、売電電力量の目標値を設定する設定手段と、現在の売電電力量と目標値とに基づいて目標値の達成状況をユーザに通知する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、通知手段では、発電設備で生じ需要家から商用電源に逆潮流された余剰電力の積算値である売電電力量と、設定手段で設定された目標値とに基づいて、目標値の達成状況をユーザに通知するので、ユーザにおいては目標値以上の売電を行うという目標を達成しやすくなる。ここで、売電電力量の増加はユーザが電力会社に支払う電気料金の節約に直結するので、目標達成時には電気料金の節約というユーザの要望が満たされることとなり、ユーザの目標達成に対する意欲を向上させることができる。なお、通知手段は、たとえば複数の発光素子で構成され発光する発光素子の位置あるいは個数によってユーザに通知を行うものとする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記設定手段が、所定の単位期間における前記売電電力量の前記目標値を設定し、前記通知手段が、少なくとも単位期間の満了時点において売電電力量が目標値に達したか否かを目標値の達成状況として通知することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、単位期間という決められた期間内で売電電力量が目標値に達することを目標とすることができ、無期限で目標値のみが決められている場合に比べて、ユーザの目標達成に対する意欲をより向上させることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記設定手段が、前記目標値よりも小さい中間値を少なくとも１つ設定し、前記通知手段が、現在の前記売電電力量が中間値を超える度に、売電電力量が中間値に達したことを目標値の達成状況として通知することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、売電電力量が中間値を超える度に、その旨が通知手段からユーザに通知されるので、ユーザにおいては売電電力量の最終的な目標値に対する現時点での達成状況を詳しく知ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、通知手段にて、発売電電力量について目標値の達成状況をユーザに通知するので、目標達成時には電気料金の節約というユーザの要望が満たされることとなり、ユーザの目標達成に対する意欲を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の電力モニタの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同上の電力モニタを用いる系統連系システムの概略システム構成図である。
【図３】同上の電力モニタの外観を示す概略斜視図である。
【図４】同上の通知手段の動作を示す説明図である。
【図５】同上の電力モニタ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】
【００１９】
以下の各実施形態では、図２に示すように単相３線式の商用電源ＡＣと、需要家に設置された発電設備としての太陽電池２とを連系させ、需要家内の負荷回路３に電力供給する系統連系システムに用いられる電力モニタ１を例として説明する。
【００２０】
この系統連系システムでは、商用電源ＡＣは、２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２（図１参照）および中性線Ｎ（図１参照）からなる３線式の電力線で、リミッタ４を介して主幹ブレーカ５の１次側に接続されている。リミッタ４は需要家の負荷電流を電力会社との間の契約値以下に制限するために設けられた電流制限器である。主幹ブレーカ５の２次側においては、電圧線Ｌ１−中性線Ｎ間および電圧線Ｌ２−中性線Ｎ間に、分岐ブレーカ６をそれぞれ介して複数の負荷回路３が接続されている。
【００２１】
太陽電池２は、直流を交流に変換するインバータ回路（図示せず）を具備したパワーコンディショナ７に対し、集電を担う接続箱８を介して接続される。パワーコンディショナ７の出力は、連系ブレーカ９を介して主幹ブレーカ５の２次側、つまり複数の分岐ブレーカ６に接続されている。しかして、太陽電池２の出力は、パワーコンディショナ７にて商用電源ＡＣと電圧および周波数が略等しい交流電圧に変換されて、連系ブレーカ９および分岐ブレーカ６を介して負荷回路３に供給される。なお、連系ブレーカ９は、リミッタ４、主幹ブレーカ５、分岐ブレーカ６と共に住宅分電盤（図示せず）内に収納される。
【００２２】
この系統連系システムでは、商用電源ＡＣと太陽電池２とを連系させて負荷回路３へ電力供給しているため、太陽電池２で生成される電力のみでは負荷回路３での全消費電力を賄うことができない場合、電力会社から購入（買電）した電力（つまり、商用電源ＡＣからの電力）が負荷回路３に供給されることになる。一方、太陽電池２で十分に電力が生成される昼間などにおいて、太陽電池２の発電電力が消費電力を上回り太陽電池２で生成される電力に余剰分（以下、「余剰電力」という）が生じる場合、当該余剰電力は商用電源ＡＣに逆潮流して電力会社に売電されるものとする。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態の電力モニタ１は、図１に示すように、商用電源ＡＣと需要家との間で授受される電力を計測する計測手段１０を備えている。
【００２４】
計測手段１０は、各電圧線Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ流れる電流の瞬時値（瞬時電流値）と、電圧線Ｌ１−中性線Ｎ間、電圧線Ｌ２−中性線Ｎ間それぞれの線間電圧の瞬時値（瞬時電圧値）とから、商用電源ＡＣ−需要家間で授受される電力を求めるように構成される。
【００２５】
ここで、瞬時電流値は、主幹ブレーカ５と連系ブレーカ９との間（分岐ブレーカ６の接続点よりも商用電源ＡＣ側）において、各電圧線Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ挿通されたカレントトランスＣＴ１，ＣＴ２によって計測される。瞬時電圧値は、主幹ブレーカ５と連系ブレーカ９との間（分岐ブレーカ６の接続点よりも太陽電池２側）において計測される。
【００２６】
計測手段１０は、カレントトランスＣＴ１，ＣＴ２により検出した各電流値と上記各線間電圧との積をそれぞれ求め、両方の積を加算、平滑化した値を出力値として出力する。
【００２７】
また、電力モニタ１は、計測手段１０の計測結果について演算処理を行う演算処理部１１と、演算処理部１１により求められた電力量などをユーザに提示する表示手段１２および通知手段１３と、ユーザからの操作入力を受け付ける操作手段１４と、各種データを記憶する記憶手段１５とを備えている。計測手段１０と演算処理部１１とはシリアル通信により相互に通信可能に構成され、計測手段１０の出力は通信により演算処理部１１に伝達される。
【００２８】
演算処理部１１は、所定の単位期間（ここでは１ヶ月とする）ごとに、計測手段１０で計測される電力のうち、太陽電池２で生じた余剰電力であって需要家から商用電源ＡＣ側に逆潮流されて電力会社に売電される電力（以下、「売電電力」という）の積算値（以下、「売電電力量」という）を求める積算手段１６を具備している。ここで、計測手段１０では、商用電源ＡＣから需要家に供給される電力と、需要家から商用電源ＡＣに供給される電力との双方を計測しているが、積算手段１６はそのうち需要家から商用電源ＡＣに供給される電力についてのみ積算値を求めるものとする。
【００２９】
本実施形態では、需要家から電力会社に売電を行う際に需要家側の電圧が商用電源ＡＣよりも高くなることを利用して、瞬時電圧値が所定の閾値を超える期間の瞬時電流値と瞬時電圧値との積を売電電力とする。ただし、売電電力量の計測はこの方法に限らず、たとえば太陽電池２の発電電力量と負荷回路３での消費電力量とをそれぞれ個別に計測し、発電電力量と消費電力量との差分を売電電力量とすることも考えられる。
【００３０】
また、演算処理部１１は、表示手段１２の表示内容を操作手段１４に対するユーザからの操作に応じて切り替え可能にするとともに、少なくとも売電電力の瞬時値および積算値（売電電力量）を、表示手段１２に表示する機能を有する。したがって、電力モニタ１は、表示手段１２の表示によって現在の売電電力および当月の売電電力量をユーザに提示することができる。
【００３１】
さらに、演算処理部１１は、操作手段１４の操作によって前記単位期間（１ヶ月）における売電電力量の目標値を設定するための設定手段１７と、売電電力量について現在の実績値を目標値と比較して、目標値の達成状況の判定を行う判定手段１８とを具備している。判定手段１８の判定結果（つまり、目標値の達成状況）は、通知手段１３からユーザに通知される。演算処理部１１で求めた過去の売電電力量や、設定された目標値等は記憶手段１５に格納される。
【００３２】
なお、電力モニタ１は、各電圧線Ｌ１，Ｌ２−中性線Ｎ間の線間電圧から電源用の直流電圧を得る電源回路（図示せず）を備えており、別途電力供給を受けることなく動作電源を確保することができる。
【００３３】
また、電力モニタ１は、図３に示すように、薄箱状に形成され壁面等に取付可能な器体１００を有し、当該器体１００内に上記計測手段１０等を具備している。この電力モニタ１は、住宅分電盤とは別に、住宅内の任意の部屋（たとえばリビング）の壁においてユーザの視界に入りやすい位置に設置されるものとする。
【００３４】
器体１００の前面には、表示手段１２を構成する液晶表示器１０１と、各設定項目の設定・選択用の決定キーＫ１、カーソル移動用のカーソルキーＫ２〜Ｋ５、画面を戻すための戻りキーＫ６より構成される操作手段１４とが設けられている。なお、器体１００下面側には、カレントトランスＣＴ１，ＣＴ２を接続するための端子（図示せず）と、電圧線Ｌ１，Ｌ２・中性線Ｎを接続するための端子（図示せず）とが配設されている。
【００３５】
さらに、器体１００前面には、上記通知手段１３を構成する複数（ここでは３つ）のＬＥＤ（発光ダイオード）１０２ａ〜１０２ｃが配設されている。これらのＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃは、液晶表示器１０１の左上方に左右方向に並べて配置され、図４に示すように４段階のレベル表示が可能なバーグラフを構成する（なお、図４では斜線部分が点灯中のＬＥＤを表す）。つまり、通知手段１３では、全ＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃが消灯した状態（図４（ａ）参照）の「レベル０」、ＬＥＤ１０２ａのみ点灯した状態（図４（ｂ）参照）の「レベル１」、ＬＥＤ１０２ａ，１０２ｂのみ点灯した状態（図４（ｃ）参照）の「レベル２」、全ＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃが点灯した状態（図４（ｄ）参照）の「レベル３」の４段階のレベル表示が可能である。
【００３６】
ここにおいて、本実施形態では、判定手段１８の判定結果を通知手段１３にて表示するように、演算処理部１１の出力に応じてＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃの点灯状態を決定する。具体的には、設定手段１７にて目標値よりも小さい中間値を少なくとも１つ（ここでは２つ）設定し、売電電力量が各中間値に達する度にその旨を目標値の達成状況として通知手段１３からユーザに通知させる。ここで、演算処理部１１は売電電力量がいずれの中間値にも達してない状態で「レベル０」、売電電力量が各中間値に達する度に「レベル１」、「レベル２」となるようにＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃの点灯状態を制御する。さらに、売電電力量が目標値に達すると、「レベル３」として全ＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃを点灯させる。なお、通知手段１３を構成するＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃは一度点灯すると、演算処理部１１から消灯の指示があるまでは各ＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃの点灯状態を維持する。
【００３７】
また、判定手段１８での判定結果をユーザに通知する通知手段１３は、上述したようなＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃによる表示に限るものではなく、液晶表示器１０１による表示や、スピーカ（図示せず）から出力される音声等によるものであってもよい。
【００３８】
以下、本実施形態に係る電力モニタ１の動作について図５のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、最終的な目標値の４０％、７０％をそれぞれ第１中間値、第２中間値として説明する。
【００３９】
まず、ユーザが操作手段１４で所定の操作をすることにより、電力モニタ１は、売電電力量の目標値を設定可能な設定モードに切り替わる。設定モードでは、表示手段１２である液晶表示器１０１に図３に示すように目標値を設定するための設定画面が表示される（Ｓ１）。この状態で、操作手段１４を用いて目標値の入力が可能であって、設定された目標値は設定画面上に表示される（図３の例では「１２０ｋＷ」が最終的な目標値に設定されている）。
【００４０】
目標値の設定が終わり決定キーＫ１が操作されると、電力モニタ１は設定モードを終了して通常モードに移行する。通常モードでは、電力モニタ１は単位期間（ここでは１ヶ月）が満了するまでの間（Ｓ２）、売電電力の積算演算を繰り返し行う（Ｓ３）。
【００４１】
ここで、単位期間内に売電電力量の実績値が第１中間値（ここでは目標値の４０％）に達すると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、電力モニタ１は、通知手段１３の１個目のＬＥＤ１０２ａを点灯させる（Ｓ５）。さらに、売電電力量の実績値が第２中間値（ここでは目標値の７０％）に達すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、電力モニタ１は、通知手段１３の２個目のＬＥＤ１０２ｂを点灯させる（Ｓ７）。さらに、売電電力量の実績値が目標値に達すると（Ｓ８：Ｙｅｓ）、電力モニタ１は、通知手段１３の３個目のＬＥＤ１０２ｃを点灯させる（Ｓ９）。
【００４２】
電力モニタ１は、通知手段１３の全ＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃが点灯した状態で、操作手段１４にてユーザからの確認操作を受けるか（Ｓ１０）、あるいは単位期間が満了すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、売電電力量の実績値をリセットするとともに点灯中のＬＥＤ１０２ａ〜１０２ｃを全て消灯させてから（Ｓ１１）、ステップＳ２の処理に戻る。
【００４３】
以上説明した構成の電力モニタ１によれば、電力会社に売電される電力について、当月分の売電電力量が設定されている目標値に対してどの程度の割合まで達成しているか、つまり当月分の目標値の達成状況をユーザに通知することができる。そのため、ユーザにおいては、予め適当な目標値を設定しておくことにより、目標達成への意欲を持って、太陽電池２の発電量が増加する昼間の時間帯の消費電力を抑えることにより、売電電力量を増やすように努めることができる。
【００４４】
売電電力量の増加は需要家が電力会社に支払う電気料金の節約に直結するため、ユーザが売電電力量を増加させるように努めることにより、電力会社に支払う電気料金の節約が可能になる。したがって、本実施形態の電力モニタ１を用いることで、節約志向が強いユーザにおいても、目標達成に対する意欲を向上させることができるという利点がある。
【００４５】
ところで、ここまでは売電電力のみについて説明したが、本発明の電力モニタ１は、売電電力以外に、電力会社から購入する買電電力、太陽電池２での発電電力、負荷回路３での消費電力等についても、瞬時値や積算値（電力量）を計測して表示手段１２に表示できる構成としてもよい。この場合、売電電力量だけでなく、買電電力量、発電電力量、消費電力量等についても、それぞれ目標値を設定可能とし、目標値の達成状況をユーザに通知できるように電力モニタ１を構成することが望ましい。
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態の電力モニタ１は、単位期間という期間の区切りを設けずに、売電電力量の目標値の達成状況を通知するようにした点が実施形態１の電力モニタ１と相違する。
【００４７】
すなわち、積算手段１６では、期間に関わらず太陽電池２で生じた余剰電力であって需要家から商用電源ＡＣ側に逆潮流されて電力会社に売電される電力の積算値を売電電力量として求める。また、判定手段１８では、売電電力量について期間に関わらず、設定手段１７で設定された目標値と現在の実績値とを比較して目標値の達成状況の判定を行い、その判定結果を通知手段１３からユーザに通知させる。
【００４８】
ここでは、設定手段１７で目標値よりも小さい中間値を少なくとも１つ設定し、売電電力量が各中間値に達する度にその旨を目標値の達成状況として通知手段１３からユーザに通知させる。積算手段１６で求めた売電電力量は、目標値に達した時点で自動的にリセットされるようにする。
【００４９】
この構成によれば、電力会社に売電される電力について、期間に関係なく、売電電力量が設定されている目標値に対してどの程度の割合まで達成しているか、つまり目標値の達成状況をユーザに通知することができる。そのため、ユーザにおいては、予め適当な目標値を設定しておくことにより、目標達成への意欲を持って、太陽電池２の発電量が増加する昼間の時間帯の消費電力を抑えることにより、売電電力量を増やすように努めることができる。しかも、期間が設定されないことから、目標達成への意欲を維持しやすくなる。
【００５０】
また、目標達成時に、売電電力量が目標値に達するまでに要した時間を目標達成の通知と併せて表示することで、ユーザに対して目標達成に要した時間を知らせることができる。これにより、ユーザは、たとえば次回はより短い期間で目標達成する等の目標を立てることができる。
【００５１】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５２】
なお、上記各実施形態では、売電用の余剰電力を生じる発電設備に太陽電池２を用いる例を示したが、この例に限らず、電力会社への売電が可能な余剰電力を生じるものであれば、たとえば燃料電池などを発電設備に用いてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  電力モニタ
２  太陽電池（発電設備）
１０  計測手段
１３  通知手段
１６  積算手段
１７  設定手段
１８  判定手段
ＡＣ  商用電源
【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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