(57)【要約】【課題】太陽光などの自然エネルギーを利用して電力アシストを行う構成において、アシスト量を制御して商用電源の消費電力を効率的に抑える。【解決手段】建物１１の屋上に太陽光発電装置１２を設置しておき、このエレベータ制御装置１７から得られる電力をバッテリ１５に蓄える。エレベータ制御装置１７は、バッテリ１５の残量を検出するバッテリ残量検出部３１と、太陽光発電装置１２の単位時間当たりの発電量を検出する発電量検出部３２と、バッテリ残量と発電量とに基づいてバッテリ１５に蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストする電力アシスト制御部３３とを備える。【選択図】      図２
2013119442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、
この発電装置によって得られた電力を蓄えるバッテリと、
このバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
上記発電装置の単位時間当たりの発電量を検出する発電量検出手段と、
上記バッテリ残量検出手段によって検出されたバッテリ残量と上記発電量検出手段によって検出された発電量とに基づいて、上記バッテリに蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストする電力アシスト制御手段と
を具備したことを特徴とするエレベータシステム。
【請求項２】
上記電力アシスト制御手段は、
上記バッテリ残量が一定値以上あるか否かを判断し、上記バッテリ残量が一定値以上あれば、上記バッテリ残量に応じて上記バッテリに蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストすることを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項３】
上記電力アシスト制御手段は、
上記バッテリ残量が一定値以上ない場合に上記発電量が一定値以上あるか否かを判断し、上記発電量が一定値以上あれば、上記発熱量に応じて上記バッテリに蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストすることを特徴とする請求項２記載のエレベータシステム。
【請求項４】
上記電力アシスト制御手段は、
上記バッテリ残量および上記発電量がそれぞれに一定値以上ない場合に動力へのアシストを禁止することを特徴とする請求項３記載のエレベータシステム。
【請求項５】
乗りかごの運転開始毎に速度パターンを作成し、その速度パターンに従って上記乗りかごの運転を制御する運転制御手段を備え、
上記電力アシスト制御手段は、
上記運転制御手段によって作成された上記速度パターンに基づいて上記乗りかごの加速区間中に電力アシストを行うように上記バッテリに蓄えられた電力の供給を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項６】
上記電力アシスト制御手段は、
上記乗りかごが一定距離以上の定速区間を有する場合には、その定速区間中に電力アシストを行うように上記バッテリに蓄えられた電力の供給を制御することを特徴とする請求項５記載のエレベータシステム。
【請求項７】
上記電力アシスト制御手段は、
上記バッテリ残量または上記発電量に応じてアシスト量を決定した後、そのアシスト量を時間帯を考慮して調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、太陽光などの自然エネルギーを利用した発電装置を備えたエレベータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレベータでは、商用電源とは別に太陽光などの自然エネルギーを利用して電動機に電力供給するシステムが考えられている。これは、自然エネルギーによって発電された電力をバッテリに蓄積しておき、そのバッテリの電力を商用電源の電力と併用することで省電力化を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、太陽光などの自然エネルギーは天候などの自然環境に依存され、電力供給が非常に不安定である。このため、動力へのアシスト量を一定に保つことができない問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、太陽光などの自然エネルギーを利用して電力アシストを行う構成において、アシスト量を制御して商用電源の消費電力を効率的に抑えるエレベータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係るエレベータシステムは、自然エネルギーを利用して発電する発電装置と、この発電装置によって得られた電力を蓄えるバッテリと、このバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、上記発電装置の単位時間当たりの発電量を検出する発電量検出手段と、上記バッテリ残量検出手段によって検出されたバッテリ残量と上記発電量検出手段によって検出された発電量とに基づいて、上記バッテリに蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストする電力アシスト制御手段とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は第１の実施形態に係るエレベータシステムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は同実施形態におけるエレベータ制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は同実施形態におけるエレベータシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は同実施形態におけるエレベータシステムの乗りかごの速度パターンの一例を示す図である。
【図５】図５は同実施形態におけるエレベータシステムの乗りかごの速度パターンの他の例を示す図である。
【図６】図６は第２の実施形態におけるエレベータシステム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】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るエレベータシステムの全体構成を模式的に示す図であり、自然エネルギーとして太陽光を利用した発電装置を備えたエレベータシステムの構成が示されている。
【００１０】
建物１１の屋上に太陽光発電装置１２が設置されている。太陽光発電装置１２は、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電装置である。太陽光発電装置１２は、太陽光を電力変換する太陽電池パネル（モジュール）、この太陽電池パネルから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータなどから構成される。なお、太陽光発電装置１２の詳しい構成については本発明とは直接関係しないため、その詳しい説明は省略するものとする。
【００１１】
太陽光発電装置１２によって発電された電力は、エレベータの機械室１４に設置されたバッテリ１５に蓄えられる。機械室１４には、商用電源である建屋電源１６と、エレベータ制御装置１７、巻上機１８などが設置されている。
【００１２】
エレベータ制御装置１７は、制御盤とも呼ばれ、巻上機１８の駆動制御などを含むエレベータ全体の制御を行う。このエレベータ制御装置１７には、バッテリ１５と建屋電源１６が接続されている。
【００１３】
巻上機１８には、ロープ１９が巻き架けられており、そのロープ１９の一端には乗りかご２０、他端にはカウンタウェイト２１が連結されている。巻上機１８が回転すると、ロープ１９を介して乗りかご２０とカウンタウェイト２１が昇降路２２内をつるべ式に昇降動作する。なお、２３は乗りかご２０の底部に設けられたテールコードであり、エレベータ制御装置１７に接続されている。
【００１４】
図２は第１の実施形態におけるエレベータ制御装置１７の機能構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ部分には同一符号を付して説明する。
【００１５】
日中、太陽光発電装置１２が太陽光のエネルギーを受けて発電し、その発電により得られた電力がバッテリ１５に蓄えられる。エレベータ制御装置１７には、このバッテリ１５の電力を効率的に使って省電力化を図るための機能として、バッテリ残量検出部３１、発電量検出部３２、電力アシスト制御部３３、運転制御部３４、電力予測部３５が備えられている。
【００１６】
バッテリ残量検出部３１は、バッテリ１５の残量を検出する。発電量検出部３２は、太陽光発電装置１２の単位時間当たりの発電量を検出する。電力アシスト制御部３３は、バッテリ残量検出部３１によって検出されたバッテリ残量と発電量検出部３２によって検出された発電量とに基づいて、バッテリ１５に蓄えられた電力を動力へ段階的にアシストする。なお、ここで言う「動力」とは、主として乗りかご２０を駆動するための巻上機１８のことである。
【００１７】
運転制御部３４は、乗りかご２０の運転開始毎に速度パターンを作成し、その速度パターンに従って乗りかご２０の運転を制御する。電力予測部３５は、乗りかご２０の運転毎にその運転に必要な電力を行先階と荷重の情報に基づいて予測する。
【００１８】
次に、このような構成を有するエレベータシステムの動作について説明する。  
図３は第１の実施形態におけるエレベータシステムの動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、コンピュータであるエレベータ制御装置１７が所定のプログラムを読み込むことにより実行される。
【００１９】
通常の運転モードにおいて、乗りかご２０は乗場呼びあるいはかご呼びに応答して移動する。なお、「乗場呼び」とは、各階の乗場に設置された乗場呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、登録階と行先方向の情報を含む。「かご呼び」とは、かご室内に設けられた図示せぬ行先呼び釦の操作により登録される呼びの信号のことであり、行先階の情報を含む。
【００２０】
ここで、乗りかご２０を運転する際に、運転制御部３４によって当該乗りかご２０を所定の速度で行先階まで移動させるための速度パターンが作成される（ステップＳ１０）。また、この速度パターンに従って乗りかご２０を運転するために必要な電力が電力予測部３５によって予測され、上記速度パターンと共に電力アシスト制御部３３に与えられる（ステップＳ１１）。
【００２１】
一方、バッテリ１５に現在蓄えられている電力がバッテリ残量検出部３１によって検出される（ステップＳ１２）。バッテリ１５には太陽光発電装置１２から供給される電力が蓄えられるが、太陽光発電装置１２の発電量は天候によって決まるため、常に一定の電力が供給されるとは限らない。そこで、発電量検出部３２にて太陽光発電装置１２の単位時間当たりの発電量を検出し、これをバッテリ残量検出部３１によって検出されたバッテリ残量の情報と共に電力アシスト制御部３３に与える（ステップＳ１３）。
【００２２】
電力アシスト制御部３３では、まず、バッテリ残量検出部３１によって検出されたバッテリ残量が一定値以上あるか否かを判断する（ステップＳ１４）。バッテリ残量が一定値以上あれば（ステップＳ１４のＹｅｓ）、電力アシスト制御部３３は、バッテリ残量に応じて段階的にアシスト量を決定し、そのアシスト量分の電力をバッテリ１５から供給するように制御する（ステップＳ１５）。
【００２３】
詳しくは、乗りかご２０の運転に必要な電力量をＰ１、現在のバッテリ残量（電力量）をＰ２とした場合に、Ｐ１＜Ｐ２であれば、今回の運転に関し、バッテリ１５の電力を１００％利用して、駆動系である巻上機１８に対して電力供給を行う。また、Ｐ１≧Ｐ２であれば、Ｐ１とＰ２との差分に応じてバッテリ電力の利用率を例えば８０％，６０％，４０％…といったように段階的に変更し、商用電源である建屋電源１６から供給される電力にバッテリ電力を加えて動力に電力供給を行う。
【００２４】
一方、バッテリ残量が一定値以上ない場合には（ステップＳ１４のＮｏ）、電力アシスト制御部３３は、太陽光発電装置１２の単位時間当たりの発電量が一定値以上あるか否かを判断する（ステップＳ１６）。発電量が一定値以上あれば（ステップＳ１６のＹｅｓ）、電力アシスト制御部３３は、発電量に応じて段階的にアシスト量を決定し、そのアシスト量分の電力をバッテリ１５から供給するように制御する（ステップＳ１６）。
【００２５】
つまり、晴天の日中などのように太陽の光が強く、太陽光発電装置１２の発電量が多い場合には、バッテリ残量が少なくても直ぐに充電されるので、アシスト可能であると判断する。ただし、バッテリ残量が少ない状態にあるので、商用電源である建屋電源１６の電力を併用することが好ましい。
【００２６】
すなわち、乗りかご２０の運転に必要な電力量をＰ１、発電量をＰ３とした場合に、Ｐ１＜Ｐ３であれば、バッテリ電力の利用率を例えば５０％程度にして電力供給を行う。また、Ｐ１≧Ｐ３であれば、Ｐ１とＰ３との差分に応じてバッテリ電力の利用率を例えば４０％，３０％，２０％…といったように段階的に変更して電力供給を行うものとする。
【００２７】
また、バッテリ残量も発電量も一定値以上ない場合には（ステップＳ１６のＮｏ）、電力アシスト制御部３３は電力アシストを禁止し、商用電源である建屋電源１６の電力のみを動力に供給して乗りかご２０を運転する（ステップＳ１８）。
【００２８】
ここで、上記ステップ１５またはＳ１７で実行される電力アシストについて、さらに詳しく説明する。
【００２９】
図４は乗りかご２０の速度パターンの一例を示す図であり、横軸が時間、縦軸が速度を表している。
【００３０】
乗りかご２０が現在位置から行先階に移動するまでの速度パターンは、加速区間，定速区間（定常区間とも言う），減速区間に分けられる。加速区間は、乗りかご２０の運転速度を現在位置から徐々に加速して目標速度まで上げる区間である。定速区間は、目標速度を維持して乗りかご２０を移動させる区間である。減速区間は、目標速度から徐々に減速して行先階に到着させるまでの区間である。
【００３１】
この３つの区間の中で消費電力が最も高いのは加速区間である。そこで、加速区間中に電力アシストを部分的に行えば、運転中のピーク電力を抑えて効率的に省電力化を図ることができる。これは、電力アシスト制御部３３が運転制御部３４から取得した乗りかご２０の速度パターンに基づいて加速区間中に電力アシストを部分的に行うようにバッテリ１５の電力供給を制御することで実現できる。
【００３２】
なお、乗りかご２０の移動距離が長い「ロングラン運転」のときには、図５に示すように定速区間が長くなる。定速区間でも電力は消費されるので、定速区間が一定値以上長い場合には当該区間中に電力アシストを部分的に行うようにしても良い。
【００３３】
このように第１の実施形態によれば、太陽光発電装置１２によってバッテリ１５に蓄えられた電力をそのまま利用するのではなく、乗りかご２０の運転毎に現在のバッテリ残量と発電量に基づいてアシスト量を段階的に変更することで、太陽光発電装置１２の電力が不安定であっても、その電力を効率的に使って省電力化を図ることができる。
【００３４】
また、乗りかご２０の速度パターンに基づいて電力アシストを部分的に行えば、太陽光発電装置１２の電力をより効率的に使って省電力化を図ることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００３６】
第２の実施形態では、上記第１の実施形態の構成に加え、時間帯に応じてバッテリ電力のアシスト量を調整するようにしたものである。
【００３７】
なお、装置構成については上記第１の実施形態と同様であるため、ここでは処理動作について説明する。
【００３８】
図６は第２の実施形態におけるエレベータシステムの動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、コンピュータであるエレベータ制御装置１７が所定のプログラムを読み込むことにより実行される。
【００３９】
図６において、ステップＳ２０〜Ｓ２３までの処理は図３のステップＳ１１〜Ｓ１３までの処理と同様である。
【００４０】
すなわち、乗りかご２０を運転する際に、運転制御部３４によって当該乗りかご２０の速度パターンが作成されると共に、その運転に必要な電力量が電力予測部３５によって予測され、その電力量が速度パターンと共に電力アシスト制御部３３に与えられる（ステップＳ２０，Ｓ２１）。
【００４１】
また、バッテリ１５に現在蓄えられている電力がバッテリ残量検出部３１によって検出されると共に、太陽光発電装置１２の単位時間当たりの発電量が発電量検出部３２によって検出され、その発電量がバッテリ残量と共に電力アシスト制御部３３に与えられる（ステップＳ２２，Ｓ２３）。
【００４２】
ここで、バッテリ残量が一定値以上であった場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、電力アシスト制御部３３は、上記第１の実施形態で説明したようにバッテリ残量に応じて段階的にアシスト量を決定するが、その際に現在の時間帯を考慮してアシスト量を調整する（ステップＳ２５）。
【００４３】
すなわち、例えば出退勤時などの混在時間帯では消費電力が高くなる。そこで、混在時間帯であった場合には、電力アシスト制御部３３は、バッテリ残量に応じてアシスト量を決めた後、そのアシスト量を例えば２０パーセント増にしてバッテリ１５から供給するように制御する。一方、夜間などの閑散時間帯であれば、電力アシスト制御部３３は、バッテリ残量に応じてアシスト量を決めた後、そのアシスト量を例えば２０パーセント減にしてバッテリ１５から供給するように制御する。なお、アシスト量を増やす場合に、その増量分の電力がバッテリ１５に蓄えられていることが前提である。
【００４４】
太陽光発電装置１２の発電量が一定値以上であった場合も同様であり（ステップＳ２６のＹｅｓ）、電力アシスト制御部３３は、上記第１の実施形態で説明したように発電量に応じて段階的にアシスト量を変更するが、その際に現在の時間帯を考慮してアシスト量を調整する（ステップＳ２７）。なお、アシスト量を増やす場合に、その増量分の電力が太陽光発電装置１２によって発電されることが前提である。
【００４５】
また、バッテリ残量も発電量も一定値以上ない場合には（ステップＳ２６のＮｏ）、電力アシスト制御部３３は電力アシストを禁止し、商用電源である建屋電源１６の電力のみを動力に供給して乗りかご２０を運転する（ステップＳ２８）。
【００４６】
このように第２の実施形態によれば、時間帯を考慮してバッテリ電力のアシスト量を調整することで、消費電力の高い時間帯でのアシスト量を増やして、より効果的に省電力化を実現できる。
【００４７】
なお、上記各実施形態では、太陽光発電を利用してバッテリ１５を充電する構成としたが、例えば風力や太陽熱、地熱など、太陽光発電以外の自然エネルギーを利用してバッテリ１５を充電する構成であっても良い。
【００４８】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、太陽光などの自然エネルギーを利用して電力アシストを行う構成において、アシスト量を制御して商用電源の消費電力を効率的に抑えるエレベータシステムを提供することができる。
【００４９】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…建物、１２…太陽光発電装置、１３…太陽光、１４…機械室、１５…バッテリ、１６…建屋電源、１７…エレベータ制御装置、１８…巻上機、１９…ロープ、２０…乗りかご、２１…カウンタウェイト、２２…昇降路、２３…テールコード、３１…バッテリ残量検出部、３２…発電量検出部、３３…電力アシスト制御部、３４…運転制御部、３５…電力予測部。
【図１】
2013119442.tif 000003
【図２】
2013119442.tif 000004
【図３】
2013119442.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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