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東京電力㈱技術開発センターにおける省エネルギー制御システムの開発と効果の実証

  • 写真なし柳原 隆司
  • 写真なし井田 敏明
  • 写真なし岩淵 邦彦
  • 写真なし東宮 洋美
  • 写真なし井上 隆
  • 写真なし根岸 道雄
  • 写真なし関口 恒真
  • 写真なし高野 正之
  • 写真なし仲田 浩一郎
[従来技術]

 オフィス照明における省エネルギーのための照明制御には強制感が強いものが多く、結果として執務環境を損なわせるため、踏み込んだ制御を行なうことが難しかった。特に省エネルギー調光制御に関しては調光制御技術のみが先行し、どのように調光制御するかといったソフトウェアが遅れていたといえる。また、当時の省エネルギーのための照明制御システムは閉ざされたシステムであり、現在のような設備間のデータ・情報のやりとりを行うことは少なかった。


[解決すべき課題]

 事務室内の執務環境を適切に維持しつつ、より高度な省エネルギーを実現するには、有益な多くの情報を基にきめ細かな制御を行うことが必要不可欠である。オフィス照明における省エネルギー照明制御手法として昼光利用制御、適正照度維持制御(現在の初期照度補正制御)は知られていたが、オフィス照明に導入するだけの精細なプログラムが未開発であった。一番の問題点は、設計照度を維持するためにどの程度の調光率制御が必要かをシステム自身が調査、演算する部分である。


[手段]

 現場の状況をできるだけ数値化し、実測数値に応じた制御プログラムを組み立てていくことできめ細かな制御方式を実現する事ができた。

①昼光利用制御
 窓際は日射の影響で照度が高くなっているために人工照明と昼光の合成照度を設定値以上に維持しつつ窓際の照明を0~100%の範囲で連続調光する方式を開発した。本方式では、屋外の日射状況と自動ブラインドの制御状態を総合勘定し入射する自然光を算出、室内の光環境の変化を逐次計算して調光制御を行った。

②適正照度維持制御
 ランプ点灯初期時の過剰照度を抑えることで省エネルギーを図ることができる。このためには室内照度の把握が最も重要な要素となるが、常設照度計を採用し、自動計測及び必要調光率算出を行うフィードバック制御を新規に開発した。

③計測システム
 設備LANを介して各種データ(ブラインド制御情報、照明電力量、日射量、照明制御調光率、机上面照度等)のやりとりにより制御の適正化と省エネルギー効果の確認を行った。


[効果]

 上記①②③の要素技術を統合し、更に運用によるスケジュール制御の導入を行った結果、従来照明技術と比較し、照明用電力量を約5割削減できた。併せてアンケートによりこれらの制御プログラムは概ね執務者に高く評価されていることを確認した。


[応用]

 今回、適正照度維持制御で採用した照度計計測によるフィードバック式照明制御はその後の(照度センサ)付照明器具、調光用照度センサの先駆的存在であり、現在の調光制御の一般型として広く普及している。

 本研究の成果に対して、照明学会は、1996年、柳原 隆司(東京電力(株))、井田 敏明(東京電力(株))、岩淵 邦彦(東京電力(株))、東宮 洋美((株)東宮照明設計事務所)、井上 隆(東京理科大学)、根岸 道雄((株)蒼設備設計)、関口 恒真((株)関電工)、高野 正之(東光電気(株))、仲田 浩一郎(東芝ライテック(株))に日本照明賞を贈った。

文献

[1] オフィスを想定した昼光利用照明制御システムの効果その1、1995年、平成7年度照明学会全国大会
[2] オフィスを想定した昼光利用照明制御システムの効果その2、1995年、平成7年度照明学会全国大会
[3] 東京電力㈱技術開発センターの照明制御設備、1995年、平成7年度照明学会全国大会
[4] 東京電力㈱技術開発センターにおける照明制御システムの効果、1995年、平成8年度照明学会全国大会

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キーワード

照明、照明制御、省エネルギー、昼光利用、初期照度補正、オフィス照明
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