IoTで家電の消費電力を測る！

こんにちは、NTT東日本でIoTサービスの開発をしている者です。最近、電気料金高くなりましたね。私の自宅も普通に生活しているだけで請求額結構上がりました。 という事で、何がどのくらい電気を使っているのか調べてみたくなりました。

通常電気料金の請求を見ても正直なところ「ああそうなんだ。。」しかわからないのが実情。実態（大げさ）は各家電毎の電力を見る必要があります。 今回はIoTセンサーを使って様々な家電の電力を測ってみたいと思います。私の家の例ですが、工場やオフィスでも原理的には同じように測定することができます。

必要な機器のご紹介

以下の様に機器を用意しました（会社から借りた）。これは弊社NTT東日本の「置くだけIoT」というサービスで提供している機器です。こうしたセンサー類や機器、クラウド機能をパッケージで提供しているので、すぐ測定を開始することができます。

それぞれご紹介していきます。

【電流センサー測定部】

電力線（今回は家なのでAC100Vが来てます）を挟み込む形で電流を測定します。中にコイルが入っており、電流で起こる電磁誘導の影響をセンシングすることで、電力を測ることができます。

これを手作りで恐縮ですが、延長コードに取り付けて、いろんな家電のコンセントをつなげて測定します。簡単です。

【電流センサー/GW】

その他の機器を合わせるとこれだけ必要です。2つ黒い箱がありますが、小さい方はセンサーの本体です、センサーの測定部で得られた信号をこの箱で電流値/電力値として計算して、晴れてW数が分かります。

次に大きい方の箱（GateWay:GWと呼ばれます）で測定したデータをIoTらしくクラウドに送信します（WiFiが付いています）。これでクラウドで電力値のグラフが見えるようになります。仕組みはともかく、実際は難しいことは無く箱をつないだだけです。

各家電の電力使用量

エントリNo1 液晶テレビ

一般的な液晶テレビです。大きさは50インチ、2年ほど前に購入したものです。測ってみると200W台で推移していますね、これは様々な液晶メーカの消費電力データを見てもおおよそ合っています。センシングは正しくできているのではないかと。

最初は普通に地上波を映してみました、想像ながら電力を使う部分は画面とチューナー（電波を処理するところですね）かなと思います。次にテレビ内臓のネット動画に切り替えた所、電力が上がりました、インターネットからパケットを受けて動画を表示する仕組みはスマホと大きく変わらないので、電力下がるかなと思いましたが意外ですね。おそらく裏ではチューナも動いていてそこにネット動画の処理が重なったのではないかと思います。おそらくきっと。。

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エントリNo2 ゲーム機

何としても測ってみたかったS社のテレビゲーム機！電源コードにセンサを取付て起動させました。最近のゲーム機はグラフィックが綺麗で、レスポンスよく動くので消費電力もなかなかですね。

今回は２種類のゲームを測ってみました。（ゲームA・Bとします）ゲームAは塊を転がしていろいろなものを巻き込み大きくするゲーム(これで伝わるとは思えないが)でして、当時のポリゴンなので今見るとカクカクです。それがいい味なんですけどね。

そこからゲームBに速攻切り替えてを始めてみました。こちらは2020年発売のゲームでグラフィックも綺麗！これも大人気のゲームです。私も最後までプレイしました。という事で電力を見るとやはり格段に上がりますね、処理負荷がそのまま反映されていると思われます。面白い！

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エントリNo3 掃除機

掃除機は個人的にパワー（吸い込み仕事率）を追い求めるタイプなので、紙パックの大型なものを使っています。結局これが一番きれいになる気がする（個人の感想です）。

最初は吸い込み口を完全に開けた状態（吸い込み抵抗が無い）状態でスイッチを入れてみました。やはりかなり電力を使いますね。次に、最近の掃除機はもしかしたら抵抗によってモーターが出力調整するのかと思い、カーペットを掃除してみました。結果、、変わらなかったです。機種や設定よると思います。実際掃除していない際にも電力を使うので、吸い込んだままにすると勿体ないですね。

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エントリNo4 空気清浄機

お気に入りのD社空気清浄機、3年前に買いました。ご存じの通り通常は静かに運転して埃やニオイを検知すると、強力に動作します。データを取ってみると通常時（埃など検知してない場合）は０Wに見えます。電力値が低すぎてセンシングで来てないようですね、よほど電力使わないのか。

強制的にターボモードにしてみると約140Ｗになりました。様々な空気清浄機の仕様を見ると静かな時とターボ（最強）の時は10倍ほど電力に差があるものが多いようですのでこんなものかも知れません。

人によっては省エネのため、外出から戻った際など一気にターボにして、いつもは電源切るなどするかもしれませんが、つけっぱなしの方が良い様ですね。

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エントリNo5 電気ポット

筆者はすっかりリモート勤務になっておりまして、自宅で業務することが多いです。仕事の合間にお茶を飲んだり、昼をインスタントラーメンにしたりと電気ポットを使う事が多くなりました。という事でT社の電気ポット（2.2l）を測ってみます。

まずはお湯が入った状態で測定すると0-200w程度、おそらく温度をこまめに調節する中で発熱体への通電ON/OFF制御しているのだと推測します。

次に水を入れてみると、一気に電力値が上がって、加熱している様子が分かります。分かったこととしては思ったより保温にも電力使っているという事です。魔法瓶構造なのでほぼ保温は何もしなくてもよいイメージですが、90℃のお湯を保つのですからやはり電力はかかります。

資源エネルギー庁の「省エネ性能カタログ2015」によると都度再沸騰させると年間約2,900円電気代削減できるそうです。そこまでやるかというのはありますが。。

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センシングで見えてくるもの

という事で、身近な家電を使って電力センシングの事例をご紹介しました。

家電は一般常識としてエアコンは設定温度を高くする、冷蔵庫は扉の開閉を少なくする等々、皆さんの知識がある分野です。それでもセンシングをしてみると上記のような発見があるものです。

これが、工場やオフィスビル、店舗だとどうでしょう。使用する電力も多いですし、機械設備もどんなタイミングでどれほど電力を使うか直感では計り知れないものです。今回ご紹介したような手順でセンシングができれば、業務運用の工夫や、設備の更改なども必要になるかもしれませんが、かなりのコスト削減になるケースは多いはずです。

弊社NTT東日本の置くだけIoTでは、電力のセンシングをはじめ様々なセンサーを用意しており、簡単にデータ取得を始められます。

効率化・DX化の第一歩はデータ化です。是非ご利用ご検討してみてください！

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