HEMSとは,BEMSとは,FEMSとは,CEMSとは

BEMS ざまりんエネルギー監理システム(EMS)とは電力使用量の可視化、節電(CO2削減)の為の機器制御、ソーラー発電機等の再生可能エネルギーや蓄電器の制御等を行うシステムです。 管理対象によりHEMS, BEMS, FEMS, CEMSという名前がそれぞれ付けられています。HEMS(ヘムス)は住宅向け、BEMS(ベムス)は商用ビル向け、FEMS(フェムス)は工場向け、CEMS(セムス)はこれらを含んだ地域全体向けとなります。それぞれ管理対象は違いますが、電力需要と電力供給のモニターとコントロールをするというシステムの基本は共通です。

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ヘムス:HEMS(Home Energy Management System)

HEMSとは家庭内のエネルギー監理システムの意味で「ヘムス」(英語発音ではヘムズに近い)と読みます。

HEMS(ヘムス)と聞くと家庭内の消費電力を室内のディスプレイで表示する装置を想像しがちですが、HEMS(ヘムス)はエネルギー管理システム全体を意味するものです。

HEMS(ヘムス)とはHAN(Home Area Network)と連動し家庭内のエネルギー管理をするためのシステムです。HEMS(ヘムス)により電力の使用を効率化でき、節電やCO2削減に役立ちます。HEMS(ヘムス)とはエコロジーと居住快適性を実現するための技術です。

HEMS(ヘムス)を構築する際にソーラーパネルを使用して太陽光発電や燃料電池で電気を起こし、その電気をリチウムイオンバッテリーのような蓄電池に蓄えて使用する場合、発電量と蓄電量をリアルタイムで把握する必要があります。更にHEMS(ヘムス)は家電機器が現在どれくらい電気を消費しているかを知る必要もあります。個々の家電機器の電力消費量を把握し制御することによってより細かな電力管理が可能になります。電気自動車のバッテリーの残量の把握や充電のタイミングを制御する必要もあります。 HEMS(ヘムス)では電気自動車のバッテリーを電源として利用するというアイデアもあります。

経済産業省がHEMS(ヘムス)導入の促進のために助成金制度を設ける等、HEMS(ヘムス)が注目を集めています。現状のHEMS(ヘムス)は家電の消費電力を可視化(見える化)する機能が主体で一部に制御機能を有しています。

更にHEMS(ヘムス)はスマートホームの一部として連動し省エネ性や利便性の向上を実現します。

HEMS(ヘムス)のアプリケーション例

  • スマート電源タップ
    電源コンセント毎の消費電力の監視と電源のオン・オフ制御を行う。
  • スマートライティング
    照明の消費電力の監視と電源のオン・オフ・調光制御を行う。
  • 太陽光発電
    太陽光発電機の発電量の監視と発電効率化の為の制御を行う。
  • 燃料発電
    燃料発電機の発電量の監視と発電効率化の為の制御を行う。
  • スマート蓄電
    家庭用蓄電器(分散蓄電)の蓄電量の監視と充放電の制御を行う。
  • スマート家電
    家電のリモートコントロールや状態監視を行う。
  • EV充電
    電気自動車の充電制御を行う。
  • スマートメーター「Bルート」
    電力使用量の監視を行う。

 

HEMS(ヘムス)機器は相互接続性を確保することで複数メーカーの家電製品でシステムを構成することが可能になり、より利便性が向上します。よって、HEMS(ヘムス)の大きな課題は家電のコントロールの規格化です。現在、HEMS(ヘムス)の規格統一に様々な活動が行われています。

スマートハウスを実現するためのHEMS(ヘムス)の通信プロトコルは欧米ではSEP2.0(Smart Energy Profile 2.0)という規格を推進していますが、日本ではECHONET-Lite(エコーネットライト)という規格を独自に策定しました。

SEP2.0(Smart Energy Profile 2.0)

Smart Energy Profile(スマートエナジープロファイル)はIEEE802.15.4/ZigBeeのHEMS向けのプロファイルの一つとして策定されました。現在のバージョンはSEP1.xです。Smart Energy Profile(スマートエナジープロファイル)の次期バージョンがSmart Energy Profile 2.0(スマートエナジープロファイル2.0)です。SEP2.0では通信にIPを使用する仕様になり、物理層も複数に対応します。

ECHONET-Lite(エコーネットライト)

ECHONET-Lite(エコーネットライト)は日本国内の家電メーカーが中心となって設立されたエコーネットコンソーシアムにより策定されたHEMS向けの規格です。HEMS(ヘムス)とスマートメーター間の通信が共通化されることでCEMS(セムス)との接続が実現されます。従来のECHONET(エコーネット)ではハードウエアの仕様も規定していましたがECHONET-Lite(エコーネットライト)では通信処理部のみを規定しています。 無線通信方式としてIEEE802.15.4も対象となります。

SEP2.0(Smart Energy Profile 2.0)、ECHONET-Lite(エコーネットライト)共に物理層は有線や無線の様々な通信方式により実装が可能な仕様となっています。IEEE802.15.4は無線通信の物理層としてサポート対象になっており、HEMS(ヘムス)関連機器の監視と制御をするための標準規格です。

IHD(In-home display)

HEMS(ヘムス)でポピュラーな機器としてIHD(In-home display)があります。IHD(In-home display)は宅内ディスプレイと呼ばれスマートメーターと通信し、現在の電力使用量や使用履歴、料金等を表示するものです。別名をIn-Premise Deviceといいます。

RF4CE(アールエフフォーシーイー)

その他にHEMS(ヘムス)関連の無線通信規格として、家電用リモコンの標準規格のRF4CE(アールエフフォーシーイー)があります。家電メーカーが設立したRF4CEコンソーシアムにより策定されました。従来の赤外線方式では困難な見通し以外の通信、双方向通信、セキュリティ等を解決できます。無線方式としてIEEE802.15.4の2.4GHz帯(国際周波数)を採用しています。RF4CEはHEMSの家電制御機能として使用可能です。

ベムス:BEMS(Building Energy Management System)

ベムス:BEMSとはビル内のエネルギー監理システムの意味で「べムス」と読みます。

ベムス:BEMSとはビル内の配電設備、空調設備、照明設備、換気設備、OA機器等の電力使用量のモニターや制御を行うためのシステムです。BEMS(ベムス)には使用電力量デマンドを監視しピークカット制御をするデマンド応答(デマンドレスポンス)も含まれます。

BEMS(ベムス)は省エネと快適性を実現させることが目的です。

BEMS(ベムス)の機能に対する要求は以下の3つです。

BEMS(ベムス)は電力センサー、温度センサー、照度センサー等の各種センサーからの情報を集め可視化(見える化)する機能と、空調、照明等の機器を制御する機能に大別できます。BEMS(ベムス)により電力使用量を可視化し、適切に制御することが可能となれば省エネを実現できます。

BEMS(ベムス)によるデマンドピークの抑制は特に望まれている機能です。デマンドピークを抑制することにより、電気基本料金を低減することが出来るからです。現状のBEMS(ベムス)は家電の消費電力を可視化(見える化)する機能が主体で一部に制御機能を有しています。配電盤に電力センサーを装着し、消費電力をリアルタイムに計測し、契約使用量を超過しそうな時に警告を出すもしくはブレーカーを遮断する機能を有します。BEMS(ベムス)のこの機能の発展系として空調等を一時的に停止させる等の制御を行うものもあります。BEMS(ベムス)により電力使用量のピークを抑え電気基本料金の削減を実現します。

更にBEMS(ベムス)は温度センサーや人感センサーの情報により空調を最適に制御したり、照度により照明を制御したりしてより決め細やかな電力制御により更なる節電を目指しています。

経済産業省が中小規模ビルにおけるBEMS(ベムス)導入の促進のために助成金制度を設ける等、BEMS(ベムス)が注目を集めています。

更にBEMS(ベムス)はスマートビルディングの一部として連動し省エネ性や利便性の向上を実現します。BEMS(ベムス)により、室内の明るさに応じて照明の調光を行ったり、ブラインドの制御を行う機能や、温度に応じて空調の制御を行う機能により、適切な節電を実現します。

BEMS(ベムス)のアプリケーション例

BEMS(ベムス)のアプリケーション例

  • スマート配電盤
    配電盤毎の電力消費量の監視を行う。
    ピーク電力の調整を行う。
    テナント別の電力使用量の測定をする。
    非常用電源の監視をする。
  • スマート空調
    温湿度監視とボイラー、冷凍機、空調機の制御を行う。 
  • スマートライティング
    照度の監視と照明のオン・オフ・調光制御を行う。
  • デマンドレスポンス

BEMSアグリゲータ(ベムスアグリゲータ)

BEMSアグリゲータ(ベムスアグリゲータ)とは経済産業省に採択された、中小ビル等にシステムを設置し省エネを管理・支援する事業者です。高圧小口の電力需要家に対してBEMS(ベムス)を導入することで補助金を受けることが出来ます。この制度によりBEMS(ベムス)の導入を促進しています。BEMS(ベムス)の早期普及とBEMS(ベムス)の更なる高機能化が期待されています。

フェムス:FEMS(Factory Energy Management System)

FEMSとは工場内のエネルギー監理システムの意味で「フェムス」と読みます。

フェムス:FEMSとは工場内の配電設備、空調設備、照明設備、製造ラインの設備等の電力使用量のモニターや制御を行うためのシステムです。

FEMS(フェムス)のアプリケーション例

  • スマート配電盤
    配電盤毎の電力消費量の監視を行う。
    ピーク電力の調整を行う。
  • スマート空調
    温湿度監視とボイラー、冷凍機、空調機の制御を行う。
  • スマートライティング
    照度の監視と照明のオン・オフ・調光制御を行う。

セムス:CEMS(Cluster/Community Energy Management System)

CEMS

セムス:CEMSとは地域内のエネルギー監理システムの意味で「セムス」と読みます。

セムス:CEMSとは太陽光発電所や風力発電所を含む発電所での電力供給量と地域内での電力需要の管理を行うエネルギー管理システムです。CEMS(セムス)はスマートグリッドの要になるシステムです。CEMS(セムス)はHEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス)を含めた地域全体のエネルギーを管理するシステムです。

CEMS(セムス)のアプリケーション例

  • スマートメーター「Aルート」
    電力使用量の自動検針や遠隔からのブレーカー制御を行う。

HEMS, BEMS, FEMS, CEMSの無線化

HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)それぞれのシステムを構築する際にエネルギー管理に必要な様々な状態を監視するためのセンサーが多数必要になります。HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)の管理対象の全ての機器にモニターや制御用に配線をする事は現実的ではないため有線と無線との併用が必要になります。この多数のセンサーの情報を収集するための通信方式として無線は非常に有効です。更に収集した情報を基に様々な制御をする必要もあります。この制御にも無線が役立ちます。

無線化によりHEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)を設置する際のケーブル費用、敷設費用、保守費用を不要にし安価で容易に実現可能です。更に配線が不要なため後付けを容易にします。

HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)でセンサーやアクチュエーターとの無線通信を行う際に最適な方式の1つとして、IEEE802.15.4規格があります。この規格はワイヤレスセンサーネットワークの構築を目的に策定された国際規格です。低消費電力でネットワークに多数の機器を接続できる仕様になっています。IEEE802.15.4を採用することにより、センサーやアクチュエーターとの通信に最適化された機器を構成できます。

HEMS, BEMS, FEMS, CEMS向けの無線モジュール

弊社はワイヤレスセンサーネットワークのキーコンポーネントとなり、HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)の構築に最適なIEEE802.15.4無線モジュール TOCOSワイヤレスエンジンをご提供しております。

TOCOSワイヤレスエンジンはHEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)を構築する上での無線モジュールへの要件である低レンテンシー低消費電力安定通信を満たすことが出来ます。

TOCOSワイヤレスエンジンのネットワークをインターネットへ容易に接続するためのUSBドングル ToCoStick(トコスティック)もご利用できます。パソコンやタブレット、スマートフォンに簡単に接続できます。

お客様のHEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)関連機器の通信機能開発の簡素化と早期市場投入をお手伝いいたします。

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無線モジュール

HEMS, BEMS, FEMS, CEMSの無線通信評価と開発

HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)構築の一例として、温度や湿度、消費電力を無線でモニターするセンサネットワーク評価キットや電池不要で動作するエナジーハーベスト(環境発電)対応のワイヤレスセンサーをご評価開発用にご提供しております。これにより、HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)関連製品開発前の事前調査や評価を短期間に行う事が可能です。

TOCOSワイヤレスエンジンは優れた通信性能を有し、HEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)の無線通信要求に適しています。例えば金属製の分電盤内やキュービクルに設置した電流センサーの情報を数十メートル離れた場所で監視できます。

TOCOSワイヤレスエンジンを使用してHEMS(ヘムス), BEMS(ベムス), FEMS(フェムス), CEMS(セムス)への応用例として消費電力、温度、湿度、照度等様々な情報の無線でのデータ収集例をご用意しております。

TOCOSワイヤレスエンジンの使用例は用途をご参照下さい。

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