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2015年01月17日

自然エネルギーの活用−3「緑の活用」

「緑」を活用することも、自然エネルギーを生かすにはとても有効です。

建物南側の窓前に大きな落葉樹を植えれば、夏は葉を茂らせて太陽光(熱)を遮断し、冬は葉を落として室内に太陽光(熱)をとりこむことが可能です。窓前に「ゴーヤ」などのツル植物を植えて「緑のカーテン」をつくることも、夏場の日射遮蔽には効果的です。

自然エネ・緑01.jpg

右の写真は「南荻窪・楓の家」のサンルーム。夏場の日射に配慮して、南側にトップライトを設けることは少ないのですが、ここの家では、既存の大きな楓の木があったので、夏は日射を遮蔽してくれます。
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家の周りが、すべて舗装されているような場合は、輻射熱によって表面温度が上昇し、室内に入ってくる風も、あまり涼しく感じられません。家の周りに緑を配置させると、輻射熱がなくなり、土と緑の効果で周辺の表面温度も下がります。それによって風も涼しく感じられ、気温が同じ30度であっても、体感温度が大きく下がる効果があるわけです。
舗装された市街地を歩くのに比べて、緑の公園を歩くときに、少し涼しく感じられるのと同じ状況ですね。

自然エネ・緑02.jpg

2015年01月16日

エコ設備の採用−1「太陽光発電」

エコ設備の代表格とも言える「太陽光発電」ですが、住宅の場合、屋根の上に3kW〜4kW程度の太陽光電池モジュールを設置して、太陽光エネルギーを電気に変換して発電します。日中は発電した電気を住宅内で消費し、残った余剰電力を電力会社に売り、発電できない夜間や、発電量が少ない雨・曇りなどの時は、従来通り、電力会社から電気を買うという「系統連係型システム」が、現在は一般的です。最近は、大容量の蓄電池を導入して、オフグリッド(電力会社の電力を一切使わず、太陽光発電のみで自立すること)を実現する住宅も出てきました。
太陽光発電は、枯渇エネルギーの消費を減らし、CO2防止にも役立ちます。また停電時には自立運転によって日中は電気が使えるという利点もあります。

太陽電池モジュールは、シリコン系(単結晶・多結晶/アモルファス)、化合物系(CIS)、有機系と大きく3つに分類されます。現在最も普及しているのは「結晶シリコン系」ですが、それぞれに長所・短所があります。基本的なシステムとしは、太陽電池モジュールのセルにあたった太陽光からエネルギーを得た半導体内の電子が、移動することによって電気を起こします。
照射された太陽光エネルギーのうち、何%を電力に変換できるかという指標として「モジュール変換効率」があります。15%〜18%程度と、太陽熱温水器に比べると、決して効率はよくありませんが「電気」を得るための貴重な方法には違いありません。

太陽電池モジュールでつくられた電気は、「接続箱」を経由して「パワーコンディショナ」へと送られます。ここで「直流電流」から「交流電流」に変換され、太陽光発電対応型の分電盤へと送られて、各部屋のコンセントへとつながります。また余剰電力については、売電専用のメーターを経由して、近隣の電力として供給されるわけです。

太陽光発電は、日照時間の短い冬よりも、日照時間の長い夏のほうが、発電量は増えますが、気温が高くなるとパネルの温度が高くなりすぎて出力低下が生じるため、暑すぎる地方や、東京でも6・7・8月には、少し発電量が落ちます。そのため、一般的には5月頃が最も発電量が多い月になる傾向があります。

また設置場所(北海道〜本州〜九州)、や設置条件によっても日照量が異なるので注意が必要。まずは太陽光がよくあたる南面の屋根で、屋根勾配は「30度前後」が最も太陽光発電に適した条件と言えます。設置の際には、雨漏りのリスクを高めるような施工方法はなるべく避けたいところ。ただ強風の吹上げなどによって支障を生じないように、メーカー指定の設置方法に沿ってきっちりと施工することが重要です。

太陽光発電01.JPG

「日野の家」太陽光発電モジュール
HIT(Panasonic/単結晶系ハイブリッド型) 


◇固定価格買取制度について

電力会社が、(余剰)電力を買い取る制度を「(再生可能エネルギー)固定価格買取制度」と呼びます。太陽や風、水や森林などの自然の中に豊富にある再生可能エネルギーを、エネルギー自給率が極端に低い(約4%)日本において、より普及させるためにできた制度です。
 ※(太陽光発電、風力発電、地熱発電、水力発電、バイオマス発電などが対象)

10kW以上の場合は「全量買取」可能ですが、それ以下の場合は「余剰電力」のみが買取り対象となります。ちなみに2015年度の10kW以下の太陽光発電の買取価格は33円/kWh(東京電力の場合)となっていて、買取期間は10年間。
(2014年度は37円/kWh。毎年買取価格は見直され、少なくなっています)
また固定買取価格制度に要した費用は「再エネ賦課金(ふかきん)」という形で、電力会社の電気を利用する全ての消費者が電気料金の中で負担しています。
今後の買取価格にもよりますが、一般的に条件のよい屋根の上に設置された太陽光発電パネルの場合、10年〜15年程度で設置費用を回収できるようです。

2015年01月15日

エコ設備の採用−2「太陽熱温水器」

エコ設備・太陽熱温水器.jpg

欧米の倍以上のお湯を使うと言われる日本では、給湯エネルギーを抑えることは、省エネを考える上で、とても重要なポイントとなります。それは「湯船につかる」という日本人特有の生活スタイルによるものと言えますが、住宅の断熱性能が低く、暖房しても暖まらず、お風呂に入らないと体が温まらない、、といったことが要因のひとつだという考え方もあるようです。 

給湯エネルギーの低減に、とても有効なのが「太陽熱温水器」。住宅の給湯では、60℃程度の温水で十分なので、春から秋にかけての晴れた日であれば、太陽熱だけでかなりの割合で給湯を賄うことができます。

太陽熱温水器には、貯湯槽と集熱パネルが一体となったものを屋根にのせる「自然循環式」と、集熱パネルと貯湯槽が分離した「強制循環式」の2つのタイプがあります。
「自然循環式」は、比較的価格が安いものの、屋根荷重の問題や美観上の問題があります。「強制循環式」は、やや価格は高めでポンプの電力が必要ですが、冷媒で熱を伝えるため、屋根に載せるのは集熱パネルのみとなり構造的負担が少なく、タンク容量も多めで自動で加温できるなど、使いやすさではメリットがあります。(イラスト参照)

太陽光発電と違い太陽熱温水器の場合は、畳2枚分程度の集熱パネルで十分なのですが、南側に面して設置することが前提で、できれば30度前後の屋根勾配だと理想的です。太陽エネルギーを効率よく給湯に活用でき、年間の給湯エネルギーを30%〜50%賄うことができる「太陽熱温水器」は、まず採用を検討したいエコ設備だと思います。

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