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研究員コラム:Vol.2 3電池最適制御システム(太陽電池、燃料電池、蓄電池)

エネルギー有効利用

原田 真宏

2014.7.31

前回は電気を貯めることが可能な家庭用蓄電池システムの概要についてお話をさせて頂きました。
今回は、太陽光発電と燃料電池の創エネルギーを蓄電池システムにより有効活用を可能にした3電池最適制御システムについてご紹介させて頂きます。

前回も少しふれましたが、開発した蓄電池システムはガスで発電するエネファーム※1(固体高分子型燃料電池)と連携して運転することも可能になっています。

ご存知の方も多いかと思いますが、エネファームはガスを改質して水素を作り、その水素と空気中の酸素を化学反応させて発電を行います。この化学反応で熱が発生することから、この熱を回収し、お湯として利用します。

また、エネファームはお客さまの電気の使用量やお湯の使用量を学習して、お客さまの暮らし方に合わせ効果的な運転を自動で行います。

このようにエネファームが効率運転を行うことから、蓄電池システムはエネファームの運転を最優先させます。蓄電池システムは、料金単価の安い深夜電力や太陽光発電電力を充電して、エネファームの発電電力では足りない場合に放電することで、電力会社の購入電力を減らし、住宅内でのエネルギーの有効活用をすることが可能になります。

エネファームはお客さまの電気の使用量とお湯の使用量を学習し、お湯を作ることをメインに最適運転を行います。
そして、次世代型燃料電池と呼ばれるエネファームtypeS ※2(固体酸化物型燃料電池) が2014年4月より本格的に販売されました。エネファームtypeSもガスで発電し、お湯を作ることは同じですが、お客さまの電気の使用量に合わせて24時間発電を行うことから、発電をメインとした最適運転になります。

エネファーム

エネファームtypeSの最大出力は700Wとなっています。エネファームtypeSは最大出力で運転することが最も効率が良いことから、お客さまの電気の使用量が最大出力よりも少ない場合に蓄電池システムで充電を行い、エネファームtypeSの発電で足らない場合には蓄電池システムが放電するという制御を新たに開発しました。

制御について詳しく説明しますと、

  • (1) エネファームtypeSは24時間発電し、家全体に発電した電力を供給します。
  • (2) 蓄電池システムは充電量をコントロールして、エネファームtypeSの発電を効率良く制御します。
  • (3) エネファームtypeSの発電で足らない場合には蓄電池システムより放電をします。
  • (4) 太陽光発電は昼間に発電します。
  • (5) 太陽光発電の電力が余った場合には売電されます。

エネファーム typeS

このように太陽光発電、次世代型燃料電池、蓄電池システムを最適に運転制御することにより新省エネ基準の住宅に比べ年間光熱費を約94%、年間CO2排出量を約78%削減することが見込めます。※3

3電池最適制御システム

今後も新しく開発される機器に合わせてエネルギーをスマートに活用できる技術の開発をしていきたいと思います。

  • ※1エネファームは東京ガス(株)、大阪ガス(株)、JX日鉱日石エネルギー(株)の登録商標です。
  • ※2大阪ガス(株)、アイシン精機(株)、京セラ(株)、(株)長府製作所の共同開発品です。
  • ※3[比較条件]数値は当社独自シミュレーションによる試算結果をもとに算出しています。
    ただし、算出した数値は目安であり、それを保証するものではありません。
    試算条件(2014年8月現在):xevo標準プランにおける試算値で、新省エネルギー基準相当の住宅との比較。
    <3電池最適制御システムの試算条件>
    【建設地】大阪府(Ⅳ地域)【延床面積】136.23m2【想定家族】4人【太陽光発電】南面に3.5kWを搭載(屋根置き形)【蓄電池】6.2kWh【D-HEMS3】“見える化”による電力削減効果10%(電力削減効果は、(財)省エネルギーセンターによる試算値)【給湯】エネファームtypeS【調理】ガスレンジ【空調】温水床暖+電気エアコン【料金単価】関西電力、大阪ガス2014年8月時点の料金体系による。【太陽光売電買取単価】37円/kWh(大阪ガス ダブル発電プレミアムポイントを含む)
    <新省エネ基準の試算条件>
    【太陽光発電】搭載なし【蓄電池】搭載なし【D-HEMS3】搭載なし【給湯】ガス給湯器【調理】ガスレンジ【空調】電気エアコン 料金単価・その他の条件はxevo標準プランと同じ。
    <CO2排出量の試算方法>
    電気とガスの使用量から1次エネルギー量を算出し、それぞれの換算係数を掛け合わせて試算。
    シミュレーションしたものであり一定の数値等を保証するものではありません。

研究員プロフィール

原田 真宏

原田 真宏はらだ まさひろ

1977年大阪生まれ。
東京都立大学大学院工学研究科応用科学専攻博士課程を終了後、(財)神奈川科学技術アカデミー研究員、イーメックス(株)研究員を経て、2009年12月大和ハウス工業(株)に入社。
現在、総合技術研究所にて蓄電池システムを中心としたエネルギー活用技術に関する研究に携わる。
休日は趣味のドライブとゴルフを満喫。ちなみに乗っている車はフォルクスワーゲンゴルフGTI。

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