JP2008117355A - 建築物における節電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気代の削減をはかること。
【解決手段】夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置と、自然エネルギーを利用した発電装置を具備していること。特に電力利用量が多い時間帯に放電して電力会社契約電力を減らす事も行う。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、蓄電設備ならびに自然エネルギーを利用した建築物の節電方法に関する。

従来、電気エネルギーはクリーンエネルギーの代表格であり、安全性・利便性の面からも年々需要が増え続けている。一方で、電気エネルギーは生産と消費が同時に行われるため（貯めることができないため）、発電設備を真夏の昼間にピークとなる最大電力に合わせて建設しなければならない。しかし、それには多大なコストが発生し、また、ＣＯ２発生量の増加など環境面へも悪影響を与えることになる。

さらに、昼間と夜間の電力負荷の変動幅も開いているために、電力負荷の平準化が急がれている。

そして、電力負荷の平準化策として、夜間電力の貯留が提唱されている。

このような背景を受けて、大型住居・宿泊施設では、夜間電力利用の蓄熱システムや自然エネルギー発電システムが普及してきており、各種の割引料金や売電体系も整備されてきた。

また、環境への配慮から、風力などの自然エネルギーの導入が提唱されている。

発明が解決しようとする課題

ところが、中小規模の住居・宿泊施設では、蓄熱槽設置に伴うスペース、イニシャルコストの増大やメンテナンス等の面で普及するには至っていないのが現状である。

そして、蓄熱システムでは、夜間電力の利用範囲が給湯や冷暖房に限定されるため、また通常の太陽光パネルでは発電量が小さすぎるため、需要者にとってイニシャルコストが大きすぎてメリットが少ないことから、導入が困難となっている。

また、寮・ホテル・マンション等の限られたスペースの住居・宿泊施設では、設備の収納場所がないことから、コストとともに問題が大きくなっている。

そして、寮・ホテル・マンション等の共同住居・宿泊施設においては、居住者・滞在者共用の電気使用個所の電気代は、居住者・滞在者が共益費乃至は共同費用の一部として均等に負担しているが、かかる共益費乃至は共同費用の負担が大きくなっている。

ここで、居住者・滞在者共用の電気使用個所とは、例えば、エレベーター、階段や通路の電灯、浄化槽、外灯、屋上タンク揚水用ポンプ設備、共用ホール、共用の食堂や遊戯施設の調理場や電灯や空調設備等である。

また、二酸化炭素削減のための自然エネルギーの導入とは、屋上太陽光パネルの使用や隣接別建造物としての風力発電などで、例えば、回収年数２５年、運転効率２０％未満の低効率かつ、低周波などの体に悪いノイズが発生する等である。

課題を解決するための手段

そこで、本発明では、夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置と、風力発電や太陽光パネルを発電設備として設置すると共に、電力の使用のピークに合わせて放電するインバーター装置とを具備することを特徴とする節電型建築物を提供せんとするものである。

また、本発明は、以下の構成にも特徴を有する。

共同住居・宿泊施設において、蓄・放電装置より居住者・滞在者共用の電気使用個所へ電気を供給可能とすると共に、自然エネルギーまたはバッテリーより居住者・滞在者の最大電力使用時に電気を供給可能としたこと。

屋上鉄骨部の上に一定の間隔を開けて溶接して、風力用台座と床建造物との間に接合構造を形成し、空間内に蓄・放電装置と電力供給装置とを配設したこと。

地下室またメンテナンス用ピットの上に、強度計算した梁を一体成形すると共に、同梁の上に面材を設けて、同梁材と面材との間にバッテリー設置空間を形成し、同空間内に蓄電装置とインバーター装置とを配設したこと。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。

すなわち、本発明に係る節電型建築物は、風力などの自然エネルギーのある時または夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置と、電力使用ピークに合わせて放電できるインバーターを装備すると共に、同再利用電力を必要に応じて使用時刻個所、例えば、ピーク電力や共用スペースに供給する貯留・供給装置とを具備している。

このようにして、蓄・放電装置により夜間に蓄電した電気を昼間のすべての電気負荷に使用することができる。従って、電気料金の大幅な削減と電力の平準化が図れる。

しかも、例えば、台風・地震等により停電する際には、貯留・供給装置より再利用電力を非常用に供給し、また、握り飯等の非常食を供給（補給）することにより、食料の不安を大幅に軽減することができる。このように、再利用電力を蓄電として蓄えることにより、非常時の対応性と電力料金の大幅な削減が図れる。

また、共同住居・宿泊施設において、蓄・放電装置より居住者・滞在者共用の電気使用個所へ電気を供給可能とすると共に、貯留・供給装置より管理者の賄い等の非常用電力使用個所に再利用電力を供給可能としている。

このようにして、居住者・滞在者が共同使用している電気使用個所に、蓄電した電気を供給することができると共に、管理者が賄い等に使用している電力使用個所に再利用水を供給することができるために、従来、居住者・滞在者が共益費乃至は共同費用の一部として均等に負担していた電気代と非常時リスクを大幅に削減が図れる。

また、屋上の鉄骨の上に一定の間隔を開けて台座を溶接して、同風力発電用台座と建造物との間に強固な結合を形成し、また、強度計算した同地下室または管理用ピット空間内に蓄・放電装置とインバーター装置とを配設している。

このようにして、例えば、学生寮ビルとしての屋上アクセスフロアの上の空間内に、風力発電装置と、地下室に貯留・供給装置とをコンパクトに配設することにより、居住空間を大きく確保したまま、全体で共同使用する電気使用個所の電気代の削減が図れる。

また、床スラブの上に消防法に対応したバッテリーケースを一体成形すると共に、同梁の上に面材を設けて、同面材との間に空間を形成し、同空間内に蓄・放電装置とインバーターを配設している。

このようにして、居住空間を大きく確保したまま、蓄・放電装置とバッテリー・インバーターとを配設することができて、上記した節電効果を確実に得ることができる。

以下に、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すＡは、本発明に係わる節電・非常時対応型建築物であり、同建築物Ａは、床１の上に梁２を一体成形すると共に、同梁２の上に床材３を設けて、同床材３と床１との間に空間４を形成した逆梁構造を具備しており、かかる建築物を地下に配置して、学生寮Ｂを構成している。４１は屋上である。

そして、床３とその上方に張設した床１との間に空間５を形成して、同居住空間５内において、照明器具６や電気釜７等の電気器具類を配設し、また、湯沸かし器８やトイレ１０を配置している。

上記した電気機具類は、電力会社Ｃと接続した電気配線１４にそれぞれ分電盤１５を介して接続しており、同電気配線１４の中途部には電力量計１６とリミッター１７とを設けている。１８はコンセントである。

また、８の近傍には、インバーター１９を配設し、同１９に非常設備電源２０を接続している。

上記のような構成において、本発明の要旨は、夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置１２を配設すると共に、浴槽８の残り湯や雨水を再利用水として貯留すると共に、同再利用水を必要に応じて洗濯機９とトイレの小便器１０及び大便器１１に供給する貯留・供給装置１３を配設したことにあり、本実施例では、床下空間４内に蓄・放電装置１２と貯留・供給装置１３とを配設している。

すなわち、蓄・放電装置１２は、電力量計１６の上流側に位置する電気配線１４の部分に蓄電用電気配線２１を介して接続すると共に、電力量計１６の下流側に位置する電気配線１４の部分に放電用電気配線２２を介して接続している。

そして、蓄電用電気配線２１の中途部に蓄電用タイマー２３と蓄電用電力量計２４とを設け、同蓄電用電力量計２４の下流側には温水器２５を接続している。

また、放電用電気配線２２の先端部は、電気配線１４に自動切り替えスイッチ２６を介して接続しており、同放電用電気配線２２の中途部には放電用電力量計２７と放電用タイマー２８とを設けている。

このようにして、夜間、例えば、０時〜７時の間は蓄・放電装置１２に蓄電し、昼間、例えば、１３時〜１６時は蓄・放電装置１２より放電することにより、電力の平準化を図ることができる。

そして、かかる蓄電と放電の時間設定は、蓄電用タイマー２３と放電用タイマー２８とにより行うようにしており、この際、設定時間に自動切り替えスイッチ２６が自動的に切り替わって、蓄電と放電とが円滑、かつ、確実に行えるようにしている。

次に、非常時電力供給装置１３について説明すると、同供給装置１３は、バッテリー３０に、電力線３１と手動スイッチ３２と警報ランプ３３とを接続している。

そして、３１は、８と３０とを接続する３４と、屋上４１に設けた風力等自然エネルギー発電部３５と３０とを接続する電力等接続線３６とから形成している。３７は排出管、３８は系統監視装置である。

蓄電装置として、１２Ｖ（ボルト）２２０ＡＨ（アンペアー・アワー）の鉛蓄電池を、１００個用意した場合、７００人に各自２個の握り飯を、約１３回供給出来る電力を保有する。また、その電力を消費する間に、さらに自然エネルギーによる発電が追加されるため、非常時に対する万全の備えを得た事になる。

近年日本等で増加した、耐震ビルなども後のインフラ供給にまで配慮しなくては片手落ちである事が、各種報告書で指摘されている。ここまでを配慮した物が、初めて、完全な耐震寮事業といえる。なお上記計算には、握り飯一つあたり１８０ｇの米と水を使用し、通常市販の電気釜の能力をもとに評価している。

また、本実施例では、複数個の建築物Ａを具備する寮・ホテル・マンション等の共同住宅Ｂについて説明しているが、一戸建ての建築物Ａについても同様に構成することができる。

そして、蓄・放電装置１２と貯留・供給装置１３とを配設する場所としては、本実施例の床下空間４が好ましいが、これに限らず、配線・配管スペースや階段下空間や地下ピットや屋上や屋外の空地さらには駐車場の地下等でもよい図２は、他の実施例としてのオフィスビル等の床下構造を示しており、床スラブ１の上に一定の間隔を開けてフリーアクセスフロア等の床材３を張設して、同床材３と床スラブ１との間に配線・配管スペースとして利用可能な床下空間４を形成し、同床下空間４内に蓄・放電装置１２と貯留・供給装置１３とを配設している。４５は支柱、４６は下階の天井材、４７は吊り下げボルトである。

発明の効果

本発明によれば、次のような効果が得られる。

請求項１記載の本発明では、夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置と、バッテリーやインバーターを再利用電力として貯留すると共に、必要に応じて使用個所、例えば、共有スペースや食堂に供給する貯留・供給装置とを具備している。

このようにして、蓄・放電装置により夜間に蓄電した電気を昼間のすべての電気負荷に使用することができる。従って、電気料金の大幅な削減と電力の平準化が図れる。

しかも、例えば、台風や地震により停電する際には、貯留・供給装置より再利用電力を階段・トイレ等に供給し、また、再利用電力を調理場に供給（補給）することにより、非常時電力の準備をすることができる。

請求項２記載の本発明では、共同住居・宿泊施設において、蓄・放電装置より居住者・滞在者共用の電気使用個所へ電気を供給可能とする。

このようにして、居住者・滞在者が共同使用している電気使用個所に、蓄電した電気を供給することができると共に、非常時に管理者が使用している電力使用個所に再利用電力を供給することができるために、従来、居住者・滞在者が共益費乃至は共同費用の一部として均等に負担していた電気代を大幅に削減することができて、非常時の備えが図れる。

請求項３記載の本発明では、屋上鉄骨材の上に溶接をした台座を設置する事で台風・地震などの災害時にも強度を維持出来る自然エネルギーを利用した発電設備を配設したことを特徴とする蓄・放電装置と貯留・供給装置とを配設している。

このようにして、例えば、寮の屋上として鉄骨上空間内に、自然エネルギー発電電装置をコンパクトに配設することにより、居住空間を大きく確保したまま、ビル全体で共同使用する電気使用個所の電気代の削減が図れる。

請求項４記載の本発明では、地下室ならびに駐車場、あるいは管理用ピットスペースのコンクリート床に、強度計算をすると共に、梁の上に消防法に対応した特殊ケースを設けて、バッテリー用保存空間を形成し、同空間内に蓄・放電装置とインバーター装置とを配設したことを特徴とする蓄・放電装置と貯留・供給装置とを配設している。

このようにして、居住空間を大きく確保したまま、蓄・放電装置と貯留・供給装置とを配設することができて、上記した節電効果を確実に得ることができる。

本発明に係わる建築物の断面正面説明図。 他実施例としての床部の断面正面説明図。

符号の説明

Ａ 建築物
１ 床スラブ
２ 梁
３ 床材
４ 床下空間
５ 居住空間
１２ 蓄・放電装置
１３ 貯留・供給装置

Claims (4)

1. 夜間は電気を蓄電すると共に、昼間は必要に応じて放電する蓄・放電装置と、自然エネルギーを利用した発電装置とを具備し、電力使用料金を減らすばかりでなく、特に電力利用量が多い時間帯に放電して電力会社契約電力を減らす事することをも特徴とする節電型建築物。
2. 共同住居・宿泊施設において、蓄・放電装置より居住者・滞在者共用の電気使用個所へ電気を供給可能とすることを特徴とする請求項１記載の節電型建築物。
3. 屋上鉄骨材の上に溶接をした台座を設置する事で台風・地震などの災害時にも強度を維持出来る自然エネルギーを利用した発電設備を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の節電型建築物。
4. 地下室ならびに駐車場、あるいは管理用ピットスペースのコンクリート床に、強度計算をすると共に、梁の上に消防法に対応した特殊ケースを設けて、バッテリー用保存空間を形成し、同空間内に蓄・放電装置とインバーター装置とを配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の節電型建築物。

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