JP5432529B2

JP5432529B2 - 蓄電池を備えた建物

Info

Publication number: JP5432529B2
Application number: JP2009004319A
Authority: JP
Inventors: 真人太田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-01-13
Also published as: JP2010163744A

Description

本発明は、省エネルギー用又は非常用の蓄電池を備えた建物に関するものである。

近年、国家・自治体レベルや企業レベルにとどまらず、家庭レベルにおいても省エネルギーの意識が高まりつつある。

また、地震などによる被災後の非常時に、なるべく快適な生活を送れるようにしようとする非常時に対応するための意識も高まりつつある。

こうしたことから、省エネルギー用又は非常時用の蓄電池を建物に備えることがなされるようになってきた（特許文献１などを参照）。

特開平１１−１７８２３７号公報

しかしながら、上記した特許文献１のような従来技術では、通常、蓄電池を建物の屋外や屋内空間に設置していた。

ここで、蓄電池を建物の屋外に設置した場合は、変化の激しい外気温に曝されるため、蓄電池の寿命が短くなってしまうという問題があった。また、屋外に設置スペースを確保しなければならないという問題もあった。

蓄電池を建物の屋内空間に設置した場合は、屋内空間の気温は比較的安定しているため、蓄電池の寿命は屋外に設置した場合に比べればかなり長くなるが、屋内空間に設置スペースが必要であり、蓄電池の設置部分が意匠的美観を損なうという問題があった。

そこで、本発明は、従来技術に比して、蓄電池の寿命を長くすることができ、非常時などのいざというときに機能する可能性を向上でき、蓄電池が屋内空間を占有することがなく、設計の自由度が高い蓄電池を備えた建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の蓄電池を備えた建物は、蓄電池を備えた建物であって、前記建物の基礎が断熱材を取り付けられて断熱基礎とされた床下空間内に、前記蓄電池が設置されていることを特徴とする。

ここで、前記建物には、自然エネルギーによる自家発電手段が設けられており、外部系統の一般電力が正常に供給される場合においては、前記蓄電池は、深夜において、前記外部系統の一般電力により蓄電し、前記自家発電手段及び前記蓄電池による電力だけで前記建物における消費電力をまかなえるときは、余剰分の電力を、前記外部系統へ送電し売電可能とし、前記自家発電手段及び前記蓄電池による電力だけでは前記建物における消費電力をまかなえないときは、不足分の電力を、前記外部系統の一般電力から補填するとともに、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合においては、前記蓄電池は、前記自家発電手段による電力の余剰分により蓄電する電力供給システムを備えていてもよい。

また、前記床下空間には、仕切り部が設けられ、蓄電池専用の床下空間が形成されており、当該蓄電池専用の床下空間の少なくとも前記仕切り部に、断熱材が取り付けられ、その中に、前記蓄電池が設置されていてもよい。

このような本発明の蓄電池を備えた建物は、建物の基礎が断熱材を取り付けられて断熱基礎とされた床下空間内に、蓄電池が設置された構成である。

こうした構成なので、従来技術に比して、蓄電池の寿命を長くすることができ、非常時などのいざというときに機能する可能性を向上でき、蓄電池が屋内空間を占有することがないため、建物の設計の自由度を高くすることができる。

ここで、建物には、自然エネルギーによる自家発電手段が設けられており、外部系統の一般電力が正常に供給される場合においては、蓄電池は、深夜において、外部系統の一般電力により蓄電し、自家発電手段及び蓄電池による電力だけで建物における消費電力をまかなえるときは、余剰分の電力を、外部系統へ送電し売電可能とし、自家発電手段及び蓄電池による電力だけでは建物における消費電力をまかなえないときは、不足分の電力を、外部系統の一般電力から補填するとともに、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合においては、蓄電池は、自家発電手段による電力の余剰分により蓄電する電力供給システムを備えている場合は、外部系統の一般電力が正常に供給される場合は、省エネルギーに貢献し、経済的に、通常の生活を送ることができ、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合も、通常に近い生活を送ることができる。

また、床下空間には、仕切り部が設けられ、蓄電池専用の床下空間が形成されており、蓄電池専用の床下空間の少なくとも仕切り部に、断熱材が取り付けられ、その中に、蓄電池が設置されている場合は、蓄電池専用の床下空間内は、単なる断熱基礎の床下空間内と比べても、より安定した温度環境となるため、蓄電池の寿命をさらにより長くすることができるうえに、残る床下空間は、床下冷暖房装置を設置するなどの他用途に使用することもできる。

実施例１の蓄電池を備えた建物の概略構成を示す説明図である。実施例１の蓄電池を備えた建物における電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給される場合における電力の流れを示す説明図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給される場合における電力の流れを示す説明図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給される場合における電力の流れを示す説明図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合における電力の流れを示す説明図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合における電力の流れを示す説明図である。図２において、外部系統の一般電力が正常に供給される場合と、正常に供給されない場合とで共通に、電力の流れを示す説明図である。実施例１のモデルハウスにおいて測定した床下空間の温度、屋内空間の温度、外気温及び基礎底盤コンクリートの上面の温度の関係を示したグラフである。実施例１のモデルハウスにおいて測定した床下空間の温度、屋内空間の温度、外気温及び基礎底盤コンクリートの上面の温度の関係を示したグラフである。実施例１のモデルハウスにおいて測定した床下空間の温度、屋内空間の温度、外気温及び基礎底盤コンクリートの上面の温度の関係を示したグラフである。実施例２の建物の概略構成を示す説明図である。実施例３の建物の概略構成を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜３に基づいて説明する。

先ず、実施例１について説明する。

図１は、実施例１の蓄電池を備えた建物１の概略構成を示している。

まず、このような建物１は、断熱基礎として構築された基礎底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設された基礎側壁コンクリート１ｃと、さらにその上に立設された外壁部１ｄと、その外壁部１ｄの上端開口を塞ぐ天井部１ｅとから主に構成されている。

そして、この天井部１ｅと外壁部１ｄとに囲まれる空間は、床としての床部１ａによって床下空間３と居室などの屋内空間６とが区切られた構成となっている。

また、側壁コンクリート１ｃの床下空間３側には、グラスウールなどの断熱材２が取り付けられており、床下空間３内の熱が屋外に極力漏れない断熱構造となっている。

そして、この実施例１では、床下空間３内に充電器（図示せず）を内蔵した蓄電池４が設置されている。

また、天井部１ｅの上部には、自然エネルギーによる自家発電手段としての太陽光電池パネル５が設けられている。

なお、自然エネルギーによる自家発電手段としては、太陽光電池パネル５に限定されず、例えば、風力発電機などを用いて実施してもよい。

さらに、この建物１は、図２に示したように、分電盤７、外部系統の一般電力８、太陽電池パネル５、蓄電池４、第１のパワーコンディショナー１１、第２のパワーコンディショナー１２及び制御装置１３から主に構成される電力供給システムを備えている。

ここで、分電盤７には、外部系統の一般電力８が電力量計９を介して接続されている。

また、分電盤７には、照明やテレビなどの家庭用電化機器１０が接続されている。

さらに、分電盤７には、太陽電池パネル５が第１のパワーコンディショナー１１を介して接続されている。

また、分電盤７には、蓄電池４が第２のパワーコンディショナー１２を介して接続されている。

さらに、太陽電池パネル５と蓄電池４とが、第１のパワーコンディショナー１１を介して接続されている。

さらに、外部系統の一般電力８、蓄電池４、第１のパワーコンディショナー１１及び第２のパワーコンディショナー１２の間には、制御装置１３が接続されて設けられている。

そして、この制御装置１３は、外部系統の一般電力８、蓄電池４、パワーコンディショナー１１及びパワーコンディショナー１２を監視するとともに、これらを適正に働かせるように制御を行うこの電力供給システムの中枢を担う。

具体的には、図３に示したように、外部系統の一般電力８が正常に供給される場合においては、蓄電池４は、料金の安い深夜において、外部系統の一般電力８により蓄電する。

ここで、冷蔵庫などの家庭用電化機器１０も、料金の安い深夜において、外部系統の一般電力８により稼動させる。

また、日中において、太陽電池パネル５及び蓄電池４だけで建物１における消費電力（家庭用電化機器１０の消費する電力）をまかなえるときは、図４に示したように、余剰分の電力を、外部系統へ送電し売電可能としている。

さらに、太陽電池パネル５及び蓄電池４だけで建物１における消費電力（家庭用電化機器１０の消費する電力）をまかなえないときは、図５に示したように、不足分の電力を、外部系統の一般電力８から補填する。

ここで、外部系統の一般電力８が正常に供給されない場合においては、図６に示したように、蓄電池４は、太陽電池パネル５による電力の余剰分により蓄電する。

また、建物１における消費電力（家庭用電化機器１０の消費する電力）が、太陽電池パネル５による電力だけではまかないきれないときは、図７に示したように、蓄電池４による電力から補填する。

さらに、外部系統の一般電力８が正常に供給される場合と、正常に供給されない場合とで共通に、蓄電池４がフル充電され、建物１における消費電力（家庭用電化機器１０の消費する電力）が、太陽電池パネル５による電力だけでまかなえるときは、図８に示したように、蓄電池４が過充電とならないように、蓄電池４へは電力を供給しない。

次に、実施例１の作用効果について説明する。

このような実施例１の蓄電池を備えた建物１は、建物１の基礎の基礎底盤コンクリート１ｂの側縁に立設された基礎側壁コンクリート１ｃが断熱材２を取り付けた断熱基礎とされた床下空間３内に、蓄電池４が設置された構成である。

こうした構成なので、従来技術に比して、蓄電池４の寿命を長くすることができ、非常時などのいざというときに機能する可能性を向上することができる。

ここで、北近畿地方において、この実施例１の建物１のモデルハウスを構築し、気温の変化の激しい３月２０日から４月９日までに、床下空間３の温度Ａ、屋内空間６の温度Ｂ、外気温Ｃ及び床下空間３内における基礎底盤コンクリート１ｂの上面の温度Ｄの計測を行った。

その結果、図９〜図１１に示したように、外気温Ｃは、最大約２２℃の幅で大きく変化し、屋内空間６の温度Ｂでも約７℃の幅で変化したのに対し、床下空間３の温度Ａは、常に１３℃乃至１４℃であり、約１℃の幅でしか変化しない安定した蓄電池４の寿命を長くするのに適したものであることが立証できた。

そのうえ、蓄電池４が屋内空間６を占有することがないため、建物１の設計の自由度を高くすることができる。

また、建物１には、自然エネルギーによる自家発電手段としての太陽電池パネル５が設けられている。

そして、外部系統の一般電力８が正常に供給される場合においては、蓄電池４は、深夜において、外部系統の一般電力８により蓄電し、太陽電池パネル５及び蓄電池４だけで建物１における消費電力をまかなえるときは、余剰分の電力を、外部系統へ送電し売電可能とし、太陽電池パネル５及び蓄電池４による電力だけでは建物１における消費電力をまかなえないときは、不足分の電力を、外部系統の一般電力８から補填するとともに、外部系統の一般電力８が正常に供給されない場合においては、蓄電池４は、太陽電池パネル５による電力の余剰分により蓄電する電力供給システムを備えている。

このため、外部系統の一般電力８が正常に供給される場合は、省エネルギーに貢献し、経済的に、通常の生活を送ることができ、外部系統の一般電力８が正常に供給されない場合も、通常に近い生活を送ることができる。

次に、実施例２について説明する。

なお、上記実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２の蓄電池を備えた建物１Ａでは、図１２に示したように、床下空間３内において、基礎底盤コンクリート１ｂの上面にも、グラスウールなどの断熱材２１を取り付けてから、蓄電池４が設置されている。

なお、床部１ａの下面にも、断熱材を取り付けて実施してもよい。

すなわち、図９〜図１１に示したように、基礎底盤コンクリート１ｂの上面の温度Ｄは、約８℃の幅で変化するため、断熱材２１を基礎底盤コンクリート１ｂの上面に取り付けることにより、蓄電池４へ与える熱の変化による悪影響をより低減し、蓄電池４の寿命をより長くすることができる。

このことが、上記実施例１と主に異なる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例１と略同様であるので説明を省略する。

次に、実施例３について説明する。

この実施例３の蓄電池を備えた建物１Ｂでは、図１３に示したように、床下空間３には、仕切り部１ｆが設けられ、蓄電池専用の床下空間３１と残りの床下空間３２とが形成されており、蓄電池専用の床下空間３１内の仕切り部１ｆに、グラスウールなどの断熱材２０が取り付けられている。

なお、この実施例３では、断熱材２０は、仕切り部１ｆのみに取り付けて実施したが、これに限定されず、蓄電池専用の床下空間３１内における基礎底盤コンクリート１ｂの上面又は床部１ａの下面、若しくはこれら双方にも取り付けて実施してもよい。

そして、この蓄電池専用の床下空間３１の中に、蓄電池４が設置されている。

また、残る床下空間３２内には、床下冷暖房装置１４が設置されている。

さらに、仕切り部１ｆの上方には、中間壁１ｇが設けられており、屋内空間６が、居間などの居室側空間６１と廊下などの非居室側空間６２とに区画されている。

このため、蓄電池専用の床下空間３１内は、実施例１の単なる断熱基礎の床下空間３内と比べても、より安定した温度環境となるため、蓄電池４の寿命をさらにより長くすることができる。

そのうえ、残る床下空間３２は、断熱材２０の存在により、蓄電池専用の床下空間３１へ熱を伝達させるなどの悪影響をほとんど与えないので、床下冷暖房装置１４を設置することができる。

なお、この実施例３では、残る床下空間３２内に床下冷暖房装置１４を設置して実施したが、これに限定されず、例えば、床下冷蔵庫などを設置して実施してもよいし、何も設置しないで実施してもよい。

これらのことが、上記実施例１と主に異なる。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態について実施例１〜３をもとに詳述してきたが、具体的な構成は、上記した実施例１〜３に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施例１〜３では、建物１，１Ａ，１Ｂを、説明が簡単なように、単純な平屋の構造としたが、勿論、これに限定されず、より複雑な構造として実施してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ建物
１ａ床部（床）
１ｂ基礎底盤コンクリート
１ｃ基礎側壁コンクリート
１ｆ仕切り部
１ｇ中間壁
２，２０，２１断熱材
３床下空間
３１蓄電池専用の床下空間
３２残る床下空間
４蓄電池
５太陽電池パネル（自然エネルギーによる自家発電手段）
６屋内空間
６１居室側空間
６２非居室側空間
７分電盤
８外部系統の一般電力
９電力量計
１０家庭用電化機器
１１第１のパワーコンディショナー
１２第２のパワーコンディショナー
１３制御装置
１４床下冷暖房装置

Claims

蓄電池を備えた建物であって、
前記建物の基礎が断熱材を取り付けられて断熱基礎とされた床下空間内に、前記蓄電池が設置されており、
前記建物には、自然エネルギーによる自家発電手段が設けられており、
外部系統の一般電力が正常に供給される場合においては、前記蓄電池は、深夜において、前記外部系統の一般電力により蓄電し、前記自家発電手段及び前記蓄電池による電力だけで前記建物における消費電力をまかなえるときは、余剰分の電力を、前記外部系統へ送電し売電可能とし、前記自家発電手段及び前記蓄電池による電力だけでは前記建物における消費電力をまかなえないときは、不足分の電力を、前記外部系統の一般電力から補填するとともに、外部系統の一般電力が正常に供給されない場合においては、前記蓄電池は、前記自家発電手段による電力の余剰分により蓄電する電力供給システムを備えており、
前記床下空間には、仕切り部が設けられ、当該仕切り部で仕切られた一方の側に蓄電池専用の床下空間が形成されており、当該蓄電池専用の床下空間の少なくとも前記仕切り部に、断熱材が取り付けられ、その中に、前記蓄電池が設置されているとともに、前記仕切り部で仕切られた他方の側に床下冷暖房装置設置用の床下空間が形成されており、当該床下冷暖房装置設置用の床下空間の中に、床下冷暖房装置が設置されていることを特徴とする蓄電池を備えた建物。