智慧家居×能源管理應用研析-以日本為例

依據 Lutolf（1992）對智慧家庭的定義，智慧家庭係指「透過通用通訊系統整合多項服務的住宅」。隨著 ICT、IoT 與 AI 等工業 4.0 技術的演進，智慧家庭產品應用日益多元，學術研究多著重於技術層面，較少深入探討市場應用模式與使用者接受度。

臺灣自 21 世紀初即由電信業者帶頭發展智慧家居雛形，並在網路建設、零組件及終端產品上具備良好基礎。然而，智慧居家節能應用迄今尚未普及，顯示技術潛力與市場實際之間仍存落差。

相關研究指出，影響智慧家居能源管理推動的關鍵因素包括市場需求、政策支持與使用者接受意願。高啟泰（2010）提出市場規模、多元需求與政府政策為產業創新的三大驅動要素；張容瑞（2012）則指出，價格偏高及對成效的疑慮，是家庭用戶採用能源管理系統的主要阻礙。可見智慧家居與能源管理的推展，須兼顧技術成熟度、市場誘因及服務價值感。本研究為系列第二篇，選擇日本作為案例，以探討其政府政策與企業應用實踐。

(一)    日本智慧居家背景
日本智慧居家節能產業的核心在於家庭能源管理系統（HEMS）的普及與創新。由於日本能源自給率低，2011 年東日本大地震後，能源安全與節能意識顯著提升，成為智慧節能技術發展的轉折點。自 2014 年起推動智慧電表普及，至 2024 年已達 100% 覆蓋率，成為產業發展的重要基礎。同時，為因應高齡化社會挑戰，日本致力於智慧家庭能源管理與健康照護整合，政府積極推動相關政策方案，而家電大廠亦扮演關鍵角色。

整體而言，日本智慧居家節能產業展現出結合市場需求、政策引導與技術創新的完整產業生態。

(二)    政府推動措施
日本能源政策以「3E+S」為核心架構，兼顧能源穩定供應（Energy Security）、經濟效率（Economic Efficiency）、環境友善（Environment Friendliness）與安全性（Safety）。政府積極推動智慧電表與家庭能源管理系統普及，並透過補助鼓勵建造「淨零能耗住宅」（Net Zero Energy House, ZEH），以促進智慧節能技術在家庭中的應用。

(三)    Sharp「COCORO HOME」智慧家庭解決方案
1.    應用背景
(1)    電力供需調節挑戰：為確保電力穩定供應，需平衡供給與消費。然而在家庭層級實現電力調節一直是難題。
(2)    燃料價格上漲壓力：電費與瓦斯費高漲，促使家戶對節能控制需求增加。
2.    技術特色
(1)    全戶設備整合與節電管理：透過與 ECHONET Lite 相容的智慧家庭閘道器與 Web API，連結家電與住宅設備，並由「COCORO HOME」應用程式集中管理。住戶可自選物聯網設備（不限夏普製），實現家庭集中控制。
(2)    多品牌空調遠端控制與需量反應（Demand Response）功能：可依電力公司要求進行節電控制。
(3)    AI 學習用戶習慣，提供智慧節能建議：依據使用數據與供需狀況，AI 可提供符合生活模式的舒適節能方案。
 

                                                          圖1：Sharp COCORO HOME智慧家庭解決方案概念圖
                                                                                        資料來源：電波新聞官網
3.    服務模式
(1)    與電力業者聯動的節能控制：電力業者傳送節電資訊至SHARP AIoT平台，平台發送控制指令給家電(空調等)，由家電裝置執行並回傳運轉狀況回饋。
(2)    設備間聯動節能控制：SHARP AIoT平台根據設備運作情況，發送多設備協同控制命令（如空調與地暖聯動）。
(3)    雲端 AI 最佳化學習控制：SHARP AIoT平台收集用戶的感測數據(如居住狀況、室內溫濕度等)，經由雲端AI學習與分析，發送最佳化控制指令給家電設備。透過感測數據分析，實現動態節能優化。

                                                              圖2：Sharp COCORO HOME智慧家庭解決方案實現舒適節能
                                                                                          資料來源：SHARP官網

4.    節能效益
實驗數據表明，透過有效控制空調和地暖，用戶預計比傳統方法節省10 %以上的電力。當人工智慧持續學習用戶的生活方式，將能夠更有效率地控制用電。
5.    產業布局
夏普與野村不動產合作，在「プラウド阿倍野西田辺」智慧公寓（74 戶）全面導入此方案，預計 2025 年完工。未來並計畫拓展至出租住宅及飯店領域。

(四)    結語
日本智慧居家節能的成功，來自政府政策、技術創新與市場需求的協同作用。透過「3E+S」政策推動智慧電表與ZEH住宅，結合企業如Sharp以AIoT實現跨設備整合與節能管理，形成完善產業生態。臺灣可借鏡其政策誘因與服務創新經驗，縮短技術與市場落差，推動智慧節能普及化。

封面圖片來源：https://chatgpt.com/zh-TW/

參考資料來源：

1. 濵野航(2024)，「業績不振のシャープ、スマートホーム本格参入　IoT家電普及率の壁」，日経ビジネス電子版，取自：https://business.nikkei.com/atcl/gen/19/00112/120300214/ 
2. Lutolf, R. (1992), “Smart home concept and the integration of energy meters into a home based system”, In Seventh international conference on metering apparatus and tariffs for electricity supply 1992 (pp. 277-278). IET.
3. 高啟泰(2010)，「家庭能源管理系統策略分析」，國立交通大學科技管理研究所碩士論文。
4. 張容瑞(2012)，「影響智慧家庭採用電能資訊管理系統之因素分析－市場調查法」，國立中興大學資訊管理學系所碩士論文。