エクセルギーハウス技術開発研究所

エクセルギーなLife&Housingラボ(NPO準備) 自然の循環性に生きる生活と住まい方:営みの提案交流ブログ

誰でもできる小規模ソーラ‐の完成へ(レポートその1)

系統電力のサポートで

小規模ソーラ‐発電の自前賄い電を完成させる

 

       自然の循環性に生きるLife & Housing

エクセルギーハウス技術開発研究所(NPO準備)

技術開発・特許・製品企画提案・経営コンサルティング

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Tel:    042-325-6442           2014.1.9)

 

 

 

エクセルギーハウスとエアコンのハイブリッド・システム化

エクセルギーハウスは,自然エネルギーの循環性を生かすという指針で建築された住居である.それは,太陽光・大気熱・風,雨水等の自然エネルギー・物質を総的に利用して住居の快適性を為すというコンセプトである.住居・生活のその現場で取り出したエネルギーは,使ったら,その現場の環境:自然に戻す.このことで,循環性,すなわち再生エネルギーとなる.このエネルギーを我々はエクセルギーと言って重視し,住居建築のプリンシプルにしているところである.ハウジングは例えば;夏場は,2階天井板に雨水を滴下してその気化熱で家屋を冷却し,冬場は 2階屋根の温水器による温水を地下に持っていって床暖房:家屋躯体全体の温暖化を為すという技術を基幹にして構築されたものである.これに加えて,家の建て方全てに渡って,伝統的な技の意味を改めて問い直して研究し;太陽光入射管理・家屋断熱性と気流管理等を造作し,住居のエネルギー機能を複合・総合させて室内住環境の快適性を為させるというものである.それは 家を生命体のように扱うことによって,自然の多様な生命環境に共生でき,そのことがMost Comfortableとなるという考えである.生命の営みの哲学に基づく生活・住居の建築という新たな建築運動といっていい.

しかし 現在 建築がなされているエクセルギーハウスにおいての住環境:快適性はどうか.柔らかい夏の冷涼・冬の暖温をつくることができるが,現行の技術に加えて,もう一つ強力な室内空気の温度管理がほしい;昨年度の37℃にもなる猛暑と今年の冬の寒さからの体験からの住居者の実感である.

それで このエクセルギーハウスの技術に加えて,エアコン:冷暖房機器による温冷風吹き出しという方式によって,家屋躯体だけではなく,室内空気自身を強制的に改変させることで強化することにした.エクセルギーハウスとエアコンによるハイブリッド化である.この実行に当たって,エアコン稼動の電気エネルギーを自然の循環性のエネルギーで賄えるようにできないのかということで,この電力自前型のソーラ‐発電の研究実験を始めたものである.

 

発電能力1.6kWの自前電を

 

冬場における一般家庭の電力消費量うちの エアコン・冷蔵庫という熱関連機器の電力消費量およそ 120kWh/月(家庭の電力消費量の半分相当)を ソーラ‐発電によって自前賄い電で為したい.そのためには 200Wソーラ‐発電パネルを何枚ぐらい設置したらいいかを求めてみよう.

パネルの発電効率,及びそれ以外のチャージコントローラ・インバータ等の供給システム過程も合わせ,その効率を8割と見て,関東地方;冬3時間/日・晴天日20日として,

200wx0.8x3時間x20日)=15kWh  となり,

120kWh÷15=ソーラ‐発電パネル     8枚設置

200Wパネル8枚の搭載によって 発電能力1.6kWを自前で発電することになる.

これが どの家庭でも やりたい・やってほしい・やってみようという動機となり,環境保全,すなわち持続可能な住・食環境:人間も含めて生命の営みを保持するための,熱エネルギーに対する都市生活者の最小限のDuty:責務となろう.そうあってほしい.

 

日本の一般家庭で広く実現可能な方法を探る

その条件は三つある.

A:売電目的ではなく,自分の使用電力を自前発電で賄うことのできるシステムの構築

B:パネル設置台,ソーラ‐発電のシステムを合わせて,エアコン並みの工事で,かつエアコンの設置費用並みで実現すること.

C:家電機器と同様の容易な操作性・安全性を成すこと,及び 電気機器であっても 少なくとも6x3=18年の恒常的な耐久性は確保すべきである.

現在日本において行われている「白物家庭電気機器」で「6年間保証」など,こんなに短い期間での機器の買い替えは 技術そのものが未熟であると見た方がいい.況や 現行バッテリーのような45年使用の消耗品では全く使い物にならない.

 

 

実験研究の結果 及び 今後の技術課題

一般家庭で広く実現可能させられる三条件を満足させるシステムを探究して,当技術開発研究所は,現行の技術で持って最もいい形はないか,さらに,現行機器の問題:技術課題は何かを探究した.幾つかの製作・実験を試行して,到達した結論は次の通りである.

結論A:系統電力(電力会社供給電力)のサポートを受けてならば,

現行技術においてもできる.

B: 完成された技術体となるには 二つの課題がある;①系統電力からの電力補充器の開発,及び ②現行の蓄電器の問題/ である.これには発想の転換で思い切った発明がないとできない.

これらの解決によって室内居住空間を冬場外気温5℃以下とき 20℃,夏場33℃以上のとき 28℃の温度環境(東京地方において)にすることができる.

以下にその概容を示し,合わせて 今後の技術課題を提起したい.

※以下に示した製品の価格:費用は,電気工事士の工事費を含まない材料・製品の日本における現行の市場価格である.その内ここでは,メーカ‐あるいはセーラ取り扱いの一つの製品を紹介しておくので参考にしてほしい.

※大手メーカ‐のソーラ‐発電製品は,2階屋根一杯に広げた大掛かりな設備で,そのねらいが売電目的である.価格も,日本においては現行では,1kW当りのソーラ‐発電設置費は50万円が相場という.再生エネルギー先進国ドイツと比較すると,日本は,その5倍以上という.日本のこの現状には,専有される高技術の独占と国との舐めあいによる製品化,及びその市場投入での適度で適切な競争環境がつくられてない等の問題が関わっているのだろう.