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2009-06-16

電力需要のピークシフト

22:53 | 電力需要のピークシフト - y4su0の日記 を含むブックマーク はてなブックマーク - 電力需要のピークシフト - y4su0の日記 電力需要のピークシフト - y4su0の日記 のブックマークコメント

id:tsugo-tsugoさんのはてなハイクのエントリとか、id:BUNTENさんのはてなハイクのエントリと関連して、ちょこっとメモ。

一般に電力需要は昼間にピークになり、夜間に最低になります。そこで最低ラインの発電を原子力にまかせて、変動分は火力でまかなうのが、日本の電力会社における*1基本的な考え方。ただし、効率その他の点で変動はできるだけ少ない方のが理想なので、なんとかしてピーク需要を夜間電力でまかなうための工夫がいろいろされています。

例えば、電力を使って水を下から上に汲み上げて、ピークのときに上から下に流して水力発電を行う揚水発電というのがあります。要するに電力を位置エネルギーに変換して貯めていることになるわけです。他にもフライホイールを使うとか、いろいろアイデアはあります。エネルギーを100%回収できないので省エネルギーという観点からは不利になりますが、変動を抑えられるというメリットがあります。

また、需要家側の運用を工夫することによって昼間の空調や給湯を夜間電力で行う、という考え方もあって、建築環境工学の分野でいろいろ研究されています。具体的な商品例としては、電力会社がさかんに売り出している「エコキュート」、「エコアイス」あたりがあります。夜間に氷を一生懸命作っておいて、昼間の冷房にその氷を使えば、昼間の電力消費を抑えることができるというのが基本的な考え方です。

ただし、今の電力会社の販売戦略は「深夜の電力料金を下げることで経済的なメリットを提供する」というスタイルなので、昼間の電力消費のピークが抑えられているというのは、一般ユーザーレベルではあまり意識されていないみたいです。

さらに言えば、コンクリートの比熱を考えると建物の躯体 (壁、柱、梁) を夜間電力で冷やしておくだけで昼間の冷房負荷を抑えることができます。ピークが抑えられれば、契約電力が小さくできるし、空調機器も小さいのが選べるし、で経済的なメリットもたっぷり。これは「躯体蓄熱」という考え方で、10年ぐらい前からゼネコンがやたらと研究していました。今は本格的な実用化に向けてゼネコン各社が自社ビルに設置している、という段階*2。その延長線上で蓄熱のための特殊な素材を使うことによって昼間の空調を動かさない、とか、時間スケールをもっとでかくして冬に蓄熱用素材を冷やして夏の冷房に使う*3、とかいった研究も見たことがあります。

この躯体蓄熱方式の制御のポイントは、翌日の冷房負荷をいかに正確に予想するか、というところ。予想が大きすぎると冷やしすぎでエネルギーが無駄になるし、小さすぎると昼間の快適性が犠牲になったりします。

あと、研究レベルでは「大容量キャパシタやらその他いろいろ使って、電力需要をフラットにする」みたいな話もある*4んだけど、多分実現するのは結構先の話になりそうです。

建築環境工学以外の分野では、数年前にIBMデスクトップPC代替として使用されているノートPCを対象に、バッテリを使ったピークシフトというのをやたらと宣伝してたことがあります。これも夜間にバッテリを充電しておいて、昼間の電力需要がピークになる時間帯にバッテリでノートPCを動かす、という手法で、電力制御のソフトをいじる形で実現していました。最近はあまり聞かなくなりましたが。

というわけで、ピークシフトっていろいろやってるよ、という話でした。

*1:少なくとも、関西電力九州電力はそんな感じ

*2清水建設の2008年7月23日付リリース鹿島の2007年7月25日付リリース

*3:昔の日本の「氷室」ってこの発想だよな

*4:例えば、2005年度国土交通省 住宅・建築関連先導技術開発助成事業「新エネルギー技術と蓄電を組み合わせた住宅用エネルギーシステムの開発 (PDF)」

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