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CO2を排出しない生活は可能か、既存住宅で実証開始

ビュー:22611/29/2016  

   大阪ガスと積水ハウスは2016年11月24日、共同で既存住宅をリノベーションし、CO2排出量ゼロとゼロエネルギーの達成を目指す実証実験に着手すると発表した。リノベーションした住宅で、実際に人が居住しながらゼロエネルギーを目指す実証実験は国内初になるという。実証期間は2016年12月1日から約2年半を予定している。

 両社ではこれまでも家庭用部門の省エネルギー化を目的に、2011年2月~2014年5月にかけて住宅に設置した燃料電池・太陽電池・蓄電池を最適に制御し、省エネを図る実証実験を行ってきた。この実証で使用したのは新築住宅だが、3つの電池を活用することで年間を通じてCO2排出量をゼロにすることに成功している。

 この実証に続いて、今回は既存住宅の省エネルギー化を目的に、リノベーション住宅でもCO2排出量ゼロかつゼロエネルギーの達成が可能かを検証していく狙いだ。エネルギーの効率利用だけでなく、居住者が快適かつ健康的に生活を送れるかどうかも重要な検証のポイントになる。

 なお、この実証におけるゼロエネルギーとは、省エネおよび太陽光発電などの創エネにより、年間の一次エネルギー消費量がネットでゼロとなる住宅(ZEH)を意味する。政府は2020年までに標準的な新築住宅で、2030年までに新築住宅の平均でZEHの実現を目指す方針を掲げている。

 実証実験は奈良県北葛城郡王寺町の住宅で行う。軽量鉄骨造2階建、間取りは4LDK(延床面積 138.8平方メートル)で、居住者は3人である。まずリノベーションで窓を真空複層ガラスに交換して、1階床下と2階天井裏に断熱材を追加。これにより断熱性能を約12%向上させた。さらに居室毎の空調方式から、室間の温度差が小さいデシカント式の全館空調に変更している。居住者が転居せずに工事ができる範囲の改修となっている。

図1 実証で利用する住宅の外観 出典:大阪ガス

燃料電池を常にフル回転

 一般的に住宅を改修し、快適性を向上させると、エネルギー消費量は増える傾向にあるという。今回の実証では燃料電池と太陽光発電システムなどを活用することで、快適性も維持しながらゼロエネルギーを目指す。

 燃料電池は定格出力700W(ワット)の固体酸化物形(SOFC)を設置。今回の実証ではその運転方法を工夫する。家庭の使用電力量に合わせて運転するのではなく、常時定格出力で運転を行う。これにより最も良い発電効率を維持し、生み出す電気と熱を増加させる(図2)。

図2 燃料電池の運用方法 出典:大阪ガス

 燃料電池が生み出す電力と熱が余剰になった場合はどうするのか。まず熱については、空調と給湯に活用していく。床暖房にも利用し、室内の垂直温度差を低減することで室内空間の快適性を高める。

 一方の余剰電力については、太陽光発電システムの電力とともに逆潮流する。なお現在のFIT法では、調達対象となる太陽光発電などの電源と、燃料電池などの調達対象外の電源を同時逆潮流させることは認められていない。そこで今回の実証においては、太陽電池の逆潮流は非FIT電源として扱う(図3)。

図3 実証で利用する住宅の構成 出典:大阪ガス

 冬季や夏季など、季節ごとの生活スタイルに合わせ各居住スペースに対して個別空調を行うことで、省エネを図りながらでヒートショックなどによる健康被害の抑制も目指す。スマートフォンなどの通信機器を活用し、空調を行う部屋を判断していく仕組みだ。また中間期には、センサーで取得した気温や湿度、風速などの情報をもとに外部環境に応じてシャッター、サッシなどを最適に制御する。これにより日射や通風で快適に過ごせるようにし、省エネを図る。


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