下一代模式智能家居! 横滨Smart Community智能小屋 能源系统和无线监控系统的实验设备

下一代模式智能家居! 横滨Smart Community智能小屋 能源系统和无线监控系统的实验设备

2013/4/26

株式会社村田制作所

代表取缔役社长 村田恒夫

概要

株式会社村田制作所在横滨Smart Community*1于tvk Housing Plaza横滨住宅展示场内建设的Smart Cell*2 (智能小屋) 的建筑物里安装了适合于下一代智能家居的能源系统的实验设备和无线监控系统,并且从4月26日起开始进行了实证实验。

关于适合于下一代智能家居的能源系统 (实验设备)

Energy System for Next-Generation Smart Houses

下一代智能家居能源系统

开发背景

近几年来,由于受到电力短缺和化石燃料的高涨等的社会背景的影响,必须要开发具有稳定性和高效率能够灵活地运行的能源。为了达到此目的,我公司以横滨Smart Community所提倡的下一代模式智能家居的概念为基础,进行开发了世界最早采用基于模型开发*3手法的下一代 (自律协调型) 能源系统的实证实验设备。

本项目是由我公司和提供基于模型开发手法和设备的dSPACE Japan株式会社 (本社: 东京都品川区,代表取缔役社长: 有马仁志) ,以及进行有关能源系统概念、系统构成、控制模型等相关的专门指导的株式会社Smart Energy研究所 (本社: 静冈县骏东郡,代表取缔役社长: 中村 创一郎) 共同携手进行了开发。

适合于下一代智能家居的能源系统的结构

通过组合双向DC-DC转换器和双向DC-AC逆变器加上与太阳能电池、蓄电池和系统电力整合的系统,能够实现双向控制、灵活对应和监视能源。因此能够直接取得各个电力如何分配于家电产品等的指令,来进行能源控制。从而达到控制智能家居所“创造”、“ 贮存”、“聪明的使用”能源) 的系统,将能源可视化的同时,也能够有 效地利用能源。

电气规格

  • 额定输出: 3kW (系统连结以及独立运行)
  • 电力输入2频道 (太阳电池2频道,或者太阳电池1频道+燃料电池等其他的输入1频道)
  • 蓄电池: 2kWh

功能

  • 对应停电时独立运行,高峰时削减电力、电力转换等系统电力辅助。
  • 能够灵活地对应各种场面的智能能源系统 (同时也考虑对应未来制度的变更) 。
  • 除了家庭内使用电力和太阳能电池发电量的可视化以外,也加上云数据的活用研究 (天气预报及电气预报等) 。
Figure: House with an Energy System for Next-Generation Smart Houses (conceptual)

具有下一代的智能家居能源系统房屋 (示意图)

今后的展开

通过本实证实验,我们将进行能源系统的可靠性评估和掌握客户需求,同时也对于能源系统以及安装在设备里的模块、电子零部件被要求的性能和信赖性展开调查。并且,也预定对于未来的能源市场所需要的技术开发和新产品展开可行性研究。

关于无线监控系统

开发背景

目前,诸如HEMS、BEMS等的能源管理系统正不断地在开发中。这些都是作为管理建筑物使用的机器和设备的运转以达到削减建筑物里的能源消耗量为目的的系统。当今仍是以HEMS/BEMS能源消费量的可视化为主,但是今后将通过与传感器网络融合,进行检测是否有人在,门窗的开关等的状态,在必要的地方使用能源,不需要的地方自动抑制能源的消耗量,从而达到舒适、节能的生活的目标。我们认为能够将此系统应用于传感器网络各节点的电源,现在正致力于光发电装置的开发。

无线监控系统的结构

利用正在开发中的光发电装置将屋内光能源转换为电力能源。通过将监控系统的传感器节点来作为电源使用,能够制造出不需要电池的传感节点。并且因为感知的数据是以无线传递信息之故,所以不需要布线,无论在何处都可以简单地设置。

同时,为了实现不需维修的传感器节点,在开发光发电装置时,我们也考虑了致力于提升产品的长期可靠性。

光发电装置规格

  • 发电量: 150uW (200lx LED照明下时,我公司的测试结果)
  • 尺寸: 91 x 55 x 0.3mm 重量 2g

今后的展开

通过本实证实验,针对使用光发电装置得到的能源是否能够在接近实际的环境的室内空间里稳定地感知、收发数据进行评估的同时,我们也将掌握客户的需求,对于传感器网络系统上所使用的电子零部件被要求的性能和可靠性进行调查。并且也预定对于未来的能源采集市场所需要的技术开发和新商品展开研讨。

术语说明

*1 横滨Smart Community
(横滨智能社团) :
设立于2011年6月14日 (代表: 有马仁志) 是一个追求使用不增加环境负担的能源的生活为目标的社区活动团体。由响应和赞同横滨Smart Community的理念的企业和团体开始了聚集进行活动,现在已有82家企业,5家研究团体和6名顾问构成参加活动。横滨Smart Community是以创造安心、富裕的社会为目标,认为为了让人们能够过富裕的生活,并不是从技术方面来进行解决,人们真正期待的社会是一个与自然共存,应该追求使用不造成环境负担的能源。并且认为通过巧妙地利用自然能源,能够构建廉价并且灵活的能源系统的话,能够促成削减CO2的排放和解决粮食缺乏等的问题。
*2 Smart Cell (智能小屋) : 是基于横滨Smart Community的基本理念,提供作为参加成员进行实证实验,并且将其概念和成果向国内与国际社会传递信息和加以公开而进行建设样品住宅的项目。也是作为研究和验证追求以孕育让生活的人们精神充沛的自然环境和艺术、文化,饮食和保健,不造成自然环境负担的能源和循环型的社会系统为目标的社区模型的场所。为了这些目的,由赞同横滨智能社团的企业和团体自行带来建筑材料,设备等所建设的富有可能性和将来性的样品住宅。
*3 基于模型开发: 采用了使用于飞机和汽车的电子控制开发设备中的以模拟软件等,一边确认动作一边进行开发的手法。这次,我们将其应用于家用能源系统设备的开发,对于提高系统的质量和缩短开发期间作出了贡献。

关于村田

株式会社村田制作所是一家进行基于陶瓷的无源电子元件与解决方案、通信模块和电源模块之设计、制造与销售的全球领先企业。村田致力于开发先进的电子材料以及领先的多功能和高密度模块。公司的员工和制造基地遍布世界各地。