<原著論文>

日本環境管理学会誌（Journal of RIEMAM）

燃料電池と太陽光発電によるエネルギー自立型街区の可能性に関する検討
Study on Electricity Self-Sufficient Urban Development Area by Fuel Cell and Photovoltaic
片方 一成* 鈴木 道哉**
Kazunari Katagata Michiya Suzuki
keywords : Photovoltaic, Fuel Cell, Electricity Self-Sufficient Urban Development Area
太陽光発電、燃料電池、エネルギー自立型街区
1．研究の目的
近年、東日本大震災をはじめとする大規模災害が多発しており、災害に対するレジリエンス向上が求められている。その対策の一つとして、再生可能エネルギーやコージェネレーション機器等を用いてエネルギーを効率的に利用し、自立性を高めることが挙げられる。浜 匡ら 1)は家庭用燃料
電池をマイクログリッドに近い概念を用いてネッ
トワーク化した、街区単位での省エネルギーシス
テムを検討し、そのエネルギー削減量を明らかにしているが、冷暖房による電力需要を含まないシ
ミュレーションであるといった課題も残されている。また、高村ら 2)は大阪の実在する 4 地域を対象に将来エネルギーの需要推計を行った。結果としては地域に蓄電池を設置した場合、地域内の電力需要をほぼ全て賄えることが分かった。そこで
本研究では、仙台市内を対象に、再生可能エネル
ギーやコージェネレーション機器等の街区への導入を想定し、エネルギー自給の観点から、これらによるエネルギー自立型街区の実現可能性を明らかにすることを目的とした。
2.シミュレーション条件の設定
2-1.再生可能ｴﾈﾙｷﾞｰ及びｺｰｼﾞｪﾈﾚｰｼｮﾝ機器の選定
各種再生可能エネルギー及びコージェネレーシ
ョン機器の中から、本研究では太陽光発電と燃料電池を選定した。燃料電池は発電の際に、大気汚染の原因となる物質を発生させないことが大きなメリットとして挙げられる。また、両者とも騒音をほとんど発生させないため、住宅街等への導入事例が多く見受けられる。

市中心市街地に隣接する街区とした。図-1 に近年の全国の土地区画整理事業面積の分布を示す。ここで図-1 において土地区画整理事業面積の平均をとると、52.1[ha]となり本検討の街区とかけ離れた数値でないことが分かる。また街区内に立地する建物用途は、日本全国の延床面積の統計の上位
6 用途を選定した(ただし工場等、立地を不適当と考えた一部の建物用途は除外した)仮想的なものとした。
続いて各面積の想定値を算出した。まず街区敷地 面 積 41.0[ha] の う ち 、 三 分 の 一 に あ た る
13.67[ha]を道路・公園等とし、残りの 27.33[ha]に建物の立地を想定した。そこで今回立地する 6
建物用途の日本全国の延床面積の統計より得られた延床面積に、文献 3)より得られた表-1 に示すそれぞれの容積率の値の逆数を乗じることで敷地面積に換算した。その際、文献 3)に記載のなかった集合住宅については、仙台市内および周辺都市に実在する低層の集合住宅数棟を代表として調査し、その平均をとり決定した。その比率を街区内における「敷地面積比率」とし、27.33[ha]に適用させた。また建物用途の構成割合もその統計に準じるものとし、面積の内訳を表-2 に示す。なお、文献 4) よ り 1 戸 あ た り の 延 床 面 積 は 戸 建 住 宅
131.19[m2]、集合住宅 71.99[m2]とした。

2-2.街区の条件設定
電力の自給を検討するにあたって、シミュレーションの対象とする仮想的な街区の設定を行った。
対象とする街区敷地面積の想定は、近年の仙台市内を代表する 2 つの開発地区「仙台市富沢駅周辺土地区画整理事業」および「仙台市荒井東土地
区画整理事業」の平均値より 41.0[ha]とし、仙台

図-1 全国土地区画整理事業面積分布
H12-27 を年代別に記載(：本検討対象街区)* 東北学院大学大学院・工学研究科・環境建設工学専攻 博士前期課程** 東北学院大学・工学部・環境建設工学科 教授 博(工）

環境の管理 第84号 2019.12
1

ルとし、これらのシミュレーション結果を平均したものを本検討の戸建住宅の電力消費量として用いることとした。集合住宅については、仙台市内に多く見られる、住戸が東西方向に連なり南向きであるマンションを想定し、1 層あたり西端に 1戸、東端に 1 戸、その中間に 5 戸の配置としてシミュレーションした。それらの結果を”西端:東端:
中間=1:1:5”で合計することにより集合住宅の電力消費量を算出し用いることとした。表-3 にこれら戸建住宅及び集合住宅の概要を示す。なお、仙台市及び隣接する市の戸建住宅及び集合住宅居住者を対象に一世帯あたりの居住者数をアンケート*1 にて集計したところ、それぞれ 3.75 人、3.16 人となったため、本研究ではそれぞれの住宅での住み方に差を持たせるために、家族構成を戸建住宅
4 人、集合住宅 3 人としてシミュレーションした。
表-3 各住宅の概要

表-1 各設定値文献 3)
建物用途区分
住宅

戸建住宅
集合住宅
事務所
店舗
小学校
病院

容積率
[設定値]
48.3%
75.3%
102.2%
35.0%
56.5%
101.5%

建ぺい率
[設定値]
29.5%
25.1%
51.1%
35.0%
26.9%
29.5%

表-2 想定した街区の各面積
街区の敷地
構成割合
93,93871.1%
29,154
14.2%
9,652
3.4%
6,599
6.9%
4,564
3.0%
3,774
1.4%
147,681100%

敷地面積(㎡) 延床面積(㎡)
戸建住宅
集合住宅
事務所
小売店
学校
病院
道路・公園等計

194,500
38,7009,400
18,9008,100
3,700
136,700
41,000

戸建住宅① 戸建住宅② 戸建住宅③

集合住宅

2-3.燃料電池を導入する建物用途の選定
構造
軽量鉄骨造
木造
木造
RC造
階数
2階
2階
2階
燃料電池を導入する建物用途は、燃料電池の発
150
145
122
72
延床面積[m2 /戸]電の際に発電量とほぼ同等量排出される排熱を有
仙台市
気候条件
父親、母親、長女、長男
家族構成
父親、母親、長男
効利用できることが理想である。そこで本研究では、想定した街区内における電力と給湯の年間需②空調以外による電力消費量の算出
要量から戸建住宅、集合住宅、病院の 3 用途に燃
空調以外による電力消費量はコンセントや照明
料電池を導入する建物用途として選定した。また、等が考えられ、地域による差違が薄いと思われる
建物用途間における熱融通については、そのためため既存の統計データの一部を用いることとし、の設備コストが大きく、融通の際のロスが見込ま
以下の手順で算出した。
れるため本検討では行わないこととした。
1)文献 6)を参考にした図－2 の 2008 年度におけ3.シミュレーション手法
る年間の世帯あたり用途別エネルギー源別エネル
3-1. 時刻別電力消費量の算出
ギー消費量に関するデータを用い、グラフ中の選定した 6 つの建物用途のうち、事務所、小売「照明・動力など」を文献 7)中に記載の一次エネ
5)
店、学校、病院の電力消費量は文献 にて算出さルギー換算係数 9760[kJ/kWh]7) を引用し、単位れたものを用いた。本研究では、新たに燃料電池
を[GJ]から[kWh]へ換算した。なお、図－2 よりを導入する戸建住宅、集合住宅における電力消費読み取った「照明・動力など」の値は「照明・動量を算出した。
力 な ど 」 41[GJ] と な り 、 変 換 後 の 値 は戸建住宅および集合住宅の電力消費量を算出す
4201[kWh]となる。
るにあたって、①空調による電力消費量②空調以
2)次にこの「照明・動力など」の年間エネルギ
外による電力消費量、の 2 つに区分して算出し、ー消費量を月別電力消費量にする。文献 6)を参考
最終的にこの 2 つの数値を足し合わせたものを電にした図-3 の月別エネルギー消費量のグラフから
力消費量とした。
「一般電力」の各月の消費量を毎月 21[MJ/(m2･①空調による電力消費量の算出月)]と読み取ると、年間消費量が 252[MJ/(m2 ･本検討の街区は、仙台市中心市街地に隣接して年)]となるのに対して毎月およそ 8.3[%]の割合でいることを条件としているため、寒冷地特有の電「一般電力」を消費していることとなる。ここで、力消費量となると考え、エネルギー消費シミュレ
図－2 の「照明・動力など」と図－3 の「一般電ーションツール「BEST-H(住宅版)」を用いて戸建力」を同意義とし、1)にて算出した 4201[kWh]を住宅及び集合住宅の電力消費量を算出した。戸建各月に 8.3[%]の消費割合で割り振った。その結果、住宅については仙台市内に実在する 2 住宅をモデ
毎月「一般電力」としての電力消費量は2

348.7[kWh/月]となる。
3)求めた月別電力消費量 348.7[kWh/月]をそれぞれの月の日数で除することで日別電力消費量にする。なお、2 月は 28 日間あるとして算出した。
4)最後にこの日別電力消費量を、図-3 より参照
した「一般電力」の「夏期」「冬期」「中間期」のそれぞれにおける時刻別電力消費割合[%]と乗じることで空調以外による時刻別電力消費量[kWh/h]を算出した。なお、戸建住宅および集合住宅について、どちらも同様の手法で算出した。
このようにして求められた①および②を足し合わせた結果を時刻別電力消費量消費割合とし、季節別代表日を図-4 及び図-5 に示す。

図-5 集合住宅の時刻別電力消費量(代表日)*2
3-2.時刻別給湯需要量の算出
燃料電池を導入する戸建住宅、集合住宅、病院について時刻別給湯需要の算出を行った。
初めに戸建住宅と集合住宅について、文献 8)より得られた日別給湯需要量に文献 7)より得られた
表-4 の時刻別の給湯需要量スケジュールを乗じることで算出した。
次に病院の給湯需要量の算出を行う。住宅と同様に、文献 9)より得られた日別給湯需要量に文献
8)にて算出された給湯需要スケジュールの割合[%]を乗じることで算出した。これら建物用途の規模と年間給湯需要量を表-5 に示す。
表-4 戸建住宅と集合住宅の時刻別給湯使用割合

図-2 年間の世帯あたり用途別エネルギー源別エ
ネルギー消費量(2008 年度)文献 5)(参考文献 5)を基に再構成)

給湯使用割合[%]給湯使用割合[%]時刻[時]戸建住宅 集合住宅
戸建住宅 集合住宅
1
3.2
3.9
13
4.5
2.3
2
0.6
3.2
14
1.5
1.1
3
0
0.4
15
0.9
2
4
0
0
16
1.2
2.2
5
0
0
17
2.9
1.8
6
0
0.1
18
3.3
3.8
7
2.2
1.7
19
3.6
10
8
4.5
4.4
20
11
17
9
2.6
1.8
21
9.4
14.7
10
6.4
0.6
22
11.2
13.3
11
7
0.4
23
17.1
8.9
12
5.4
1.2
24
1.5
5.2

時刻[時]

図-3 月別エネルギー消費量文献 8)(参考文献 7)を基に再構成)

表-5 各建物用途の建物規模と年間給湯需要量
延床面積[m2 /戸または棟]
年間給湯需要量
[l/年]

戸建住宅

集合住宅

131.2

72.0

91,250病院
2,829

91,250 4,132,530

3-3.燃料電池による発電量の算出
燃料電池による発電量を算出するにあたって、回収した排熱を貯める貯湯タンクに蓄熱できる熱量を求める必要があるが、それぞれの月の水道水の温度によって蓄熱できる熱量が変わってくるの

図-4 戸建住宅の時刻別電力消費量(代表日)*2

3

いては、F 社*3 の燃料電池をモデルとしたが、今回導入を想定した病院の電力需要量との兼ね合いや経済面で最も理想的だと考え、発電容量を約半分の 50[kW]としたものを仮定した。また、太陽光発電のパネルとパワーコンデショナに関して、戸建住宅とそれ以外の建物では発電の規模が違うので、戸建住宅向けのものとそれ以外の建物用途向けのものと区分し、現存する機器*4~7 をモデルとした以下表-8 から表-12 に太陽光発電及び燃料電池の仕様を示す。

で、貯湯温度を後述する燃料電池の仕様より
60[ ℃ ] 、 文 献 10) よ り 平 均 を 取 り 給 湯 温 度 を
39.5[℃]と設定し、式 1 によって算出し、その結果を表-6 に示す。また、各月の水道水の温度は表-7 の通りである。また、本研究では太陽光発電との併用であるので、電力需要量から太陽光発電の発電量を引いた差が正になる場合に運転するものとし、その差が発電負荷率 30[%](戸建住宅、集合住宅の場合 0.21[kW]、病院の場合 15[kW])以下の場合は運転しないものとした。さらに、今回は冷却ユニットを導入していない想定となっているので、回収した排熱が表-6 の建物用途別貯湯タンク
蓄積熱量を超えてしまう場合は運転しないこととした。また、1 時間ごとに燃料電池から排出される排熱は式 2 にて算出した。
Q=M×(Th-Tw)×4.186[kJ/(l・K)]/3600[s]・・・(式 1)
ここに

表-8 戸建住宅向け太陽光パネルおよびパワーコ
ンデショナ仕様*5*6
太陽光パネル仕様
公称最大出力
250[W]
最大モジュール変換効率20.1[%]
パワーコンデショナ仕様
定格出力4.4[kW]
電力変換効率
98.0[%]

Q: 月別貯湯タンク熱容量[kWh]M: 各建物用途貯湯タンク容量[L]Th: 給湯温度[℃]
Tw: 各月水道水温度[℃]

表-9 戸建住宅以外向け太陽光パネルおよびパワーコンデショナ仕様*7*8

Qe=E×ηH/ηE・・・(式 2)
ここに

太陽光パネル仕様
公称最大出力345[W]
最大モジュール変換効率21.2[%]
パワーコンデショナ仕様
定格出力500[kW]
電力変換効率98.6[%]

Qe:時刻別排熱量[kWh]E:時刻別燃料電池発電量[kWh]ηH:排熱効率[%]ηE:発電効率[%]表-6 建物用途別貯湯タンク熱容量
月

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

表-10 戸建住宅及び集合住宅向け燃料電池ユニッ
ト仕様*3

12

戸建住宅 5.8
5.9
5.9
5.5
4.7
4.2
4.0
3.3
3.3
3.5
4.2
4.7
最大貯
湯タンク
集合住宅 6.1
6.2
6.2
5.7
4.9
4.5
4.2
3.4
3.4
3.7
4.4
4.9
蓄積熱
量[kWh]
病院
621.3 630.0 630.0 586.3 498.8 455.0 428.8 350.0 350.0 376.3 446.3 498.8

燃料電池タイプ
定格発電出力
定格熱出力
発電効率/排熱回収効率
最大消費電力
貯湯温度
ガス消費量
熱回収温度

表-7 各月の水道水の温度文献 11)
月
水温(℃)

1
4

2
3.5

3
3.5

4
6

5
6
11 13.578
9
15 19.5 19.5

10
18

11
14

12
11

固体高分子型燃料電池
0.7kW
1.005kW
35.2%/50.6%
510W
60℃
2.0kW
60～80℃

表-11 戸建住宅及び集合住宅向け貯湯タンクユニット仕様*34.太陽光発電の仕様及び燃料電池の選定と仕様
現在、研究開発が進められている主要な燃料電
池は 4 種類存在しており、それらは固体高分子形
燃料電池(PEFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)、溶
融炭酸塩形燃料電池(MCFC)、固体酸化物形燃料
電池(SOFC)に分類される。本研究ではこれらのうち、戸建住宅及び集合住宅については実用化されており、導入例も多い固体高分子形燃料電池(PEFC)、病院については、導入実績のあるリン酸形燃料電池(PAFC)を選定した。そこで本研究では固体高分子形燃料電池(PEFC)については、
実在する燃料電池である P 社*2 の燃料電池をモデルとした。また、リン酸形燃料電池(PAFC)につ

熱源機タイプ
貯湯タンク容量最大消費電力
最大ガス消費量

潜熱回収型ガス瞬間式
140L
310W
44.1kW

表-12 病院へ導入を想定した燃料電池の仕様*4
燃料電池タイプ
定格発電出力
定格熱出力
発電効率/排熱回収効率
貯湯タンク容量

リン酸形燃料電池
50kW
62.5kW
42%/49%15,000L

5.電力自給の評価方法と評価結果
電力自給率を算出するにあたって、各建物用途

4

とによる。その結果、蓄電池の容量は95,000[kW]となった。図-6 に代表日におけるシ
ミュレーション結果を、表-14 に各条件下における電力自給率をそれぞれ示す。なお、各建物用途
における電力需要量に対する発電機器の稼働率を
表-15 に示す。電力融通を行わない場合の電力自給率は最低月で 33[%]、年間で 45[%]となり、電力融通を行う場合での電力自給率は最低月で36[%]、年間で 50[%]となった。
また、街区に蓄電池を設置した場合について、蓄電池の容量が 177,000[kW]のとき最低月と年間の両方で電力自給率 100[%]を達成することができた。これより、蓄電池の設置は街区の電力自給率に大きな影響を与えていることが分かった。さらに、蓄電池の容量が 95,000[kW]のときで最低月の 電 力 自 給 率 が 90[%] 、 年 間 の 電 力 自 給 率 が99[%] と な り 、 蓄 電 池 の 容 量 に つ い て
177,000[kW]と比較すると、およそ 1/2 となり大幅なコスト削減となった。蓄電池の価格としては、
文献 11)より二次電池の 1[kW]あたり 2.3 万円とした。これを表-16 に示す街区全体の電需要量に対して各建物用途が占める電力需要量の割合で蓄電池コストを配分すると、蓄電池容量 95,000[kW]の場合、例として戸建住宅 1 戸あたり 130.1 万円の負担で設置できる結果となった。
表-14 各条件下における電力自給率の概要を表-13 に示す。
電力自給の評価指標は「電力自給率」とし、式-3 にて算出した。ここで「電力自給率」を評価す
るシミュレーションのパターンとして、①建物用途間で電力融通を行わない場合、②建物用途間で電力融通を行う場合、③建物用途間での電力融通に加えて街区に蓄電池設置した場合の 3 つを設定した。
電力自給率[%]=(1-ΣA/ΣB)×100・・・(式 3)
ここに

A:買電量[kWh]B:電力消費量[kWh]この式 3 において、買電量と電力消費量へそれぞれの各月の積算値を代入することで 1 月~12 月の月別の電力自給率を算出することができる。また同様にそれぞれの年積算値を代入することにより、年間の電力自給率を算出することができる。
ここで、蓄電池の容量について上記の手法と式 2において算出された電力自給率をもとに、蓄電池の容量に制限を与えなければ 100[%]を大きく上回ってしまい過剰な電力が余ってしまうため、蓄電池の容量に制限を与えた。そこで最も電力自給率が低くなった月の 1 月でも電力自給率 100[%]を達成できるように蓄電池の容量に制限を与えた
ところ、177,000[kW]となった。さらに、同様の式において、蓄電池の容量を小さいものにしコスト削減を図るために街区全体で 1 月の電力自給率
が 90[%]となるように計算を行った。これは非常時に無理のない電力削減を街区全体で図り、需要量を 10[%]削減することとほぼ同意義と考えたこ
表-13 各建物用途の概要と各ｴﾈﾙｷﾞｰ量算出結果
延床面積[㎡]
電力需要量[MWh/年]
太陽光パネル設置
面積[㎡]
太陽光発電による発電量[MWh/年]
燃料電池容量[1戸、1棟あたり
kWh]
燃料電池による発電量[MWh/年]

建物用途
事務所
小売店
9,652
6,599

戸建住宅
93,938

集合住宅
29,154

4,307

2,111

716

22,536

9,230

2,877

病院
3,774

154,053

2,143

360

567

10,205

10,985

1,173

1,245

48,046

5,186

2,240

560

2,251

143

405

11,348

0.7

0.7

-

-

-

50

-

1,875

593

-

-

-

262

2,730

②電力融通有

電力自給率
最低月

33%

36%

100%

90%

年間
電力自給率

46%

50%

100%

99%

表-15 各建物用途における電力需要量に対する発電機器の稼働率

全体

学校(大学)
4,564③電力融通有＋蓄電池
容量177,000kW 容量95,000kW①電力融通無太陽光発電
稼働率[%]
燃料電池
稼働率[%]

戸建住宅

集合住宅

120%

106%

44%

28%

事務所

小売店

78%
-

学校(大学)

105%
-

40%
-

病院
71%
46%

表-16 街区全体の電力需要量に対して各建物用途が占める電力需要量の割合
戸建住宅 集合住宅
42%
21%

事務所
7%

小売店
21%

学校
4%

病院
6%

全体
100%

6.経済性の検討
街区の経済性を検討するにあたって指標として
単純回収年数を用い、以下の式 4 にて算出した。
単純回収年数 = イニシャルコストの差額/
ランニングコストの差額・・・(式 4)
図-6 代表日におけるシミュレーション結果

5イニシャルコストの差額の内訳は燃料電池(燃を行わない場合で年間 46[%]、電力融通を行う場
13)
合で 50[%]となり、発電した電力を効率的に消費料電池本体、貯湯槽ユニット、工事費の和 )と太陽光発電(太陽光パネル、パワーコンデショナ、 できていない可能性がある。そこで蓄電池を用いると蓄電池の容量が 177,000[kW]で電力自給率
工事費の和 14))の和とこれらを導入していない場
100[%]を達成することができた。
合との差額とした。ランニングコストの差額の内経済性としては、蓄電池を加味した場合、大幅訳は燃料電池と太陽光発電を導入している場合となコスト増幅になってしまったため、今後イニシ
それらを導入していない場合の電気料金及びガス
ャルコストのさらなる低コスト化・行政による補料金の差額とした。ここで電気料金については、
東北地方で T 社と契約する料金を用い、戸建住宅
助が必要と考えられる。
街区において、太陽光発電と燃料電池による建と集合住宅では住宅向けの契約プラン*9、それ以外の建物用途では業務用の契約プラン*10 とした。 物用途間の電力融通及び蓄電池を使用することで、ガス料金については仙台市の都市ガスの契約プラ
電力自給率 100[%]を達成することができ、エネ
ルギー自立型街区をつくれる可能性を見いだせた。
ン*11 とした。また、蓄電池価格を加味した単純
今後の検討項目としては、燃料電池からの排熱
回収年数は以下の(式 4)におけるイニシャルコス
トの差額に蓄電池の価格を加算したもので算出しを建物用途間で融通することによる、さらなるエ
ネルギー自立型街区の可能性の検討やシミュレー
た。結果を表-16 に示す。
ション精度の向上が挙げられる。
表-16 各建物用途における単純回収年数
建物用途
戸建住宅

集合住宅

事務所

[注釈]

イニシャルコスト[円]3,142,484

2,586,879

193,637,885

ランニングコスト[円]230,869

168,215

20,363,163

単純回収年数[年]
蓄電池価格込み
イニシャルコスト[円]
蓄電池価格込み
単純回収年数[年]イニシャルコスト[円]ランニングコスト[円]単純回収年数[年]
蓄電池価格込み
イニシャルコスト[円]
蓄電池価格込み
単純回収年数[年]

14

15

10

4,443,954

3,702,896

346,954,109

19

22

17

小売店
739,522,008
78,025,355
9

学校
78,914,174
8,048,425
10

病院
111,007,900
7,868,839
14

1,198,353,756

156,095,773

188,189,499

15

19

24

*1 戸建住宅 配布 100 部→回収率 33[%]
集合住宅 配布 100 部→回収率 50[%]*2 図-4、図-5 の時刻によって電力消費量が季節間で逆転している箇所がある原因は、参照データの一般電力の時刻別消費割合が異なり、これに基づき電力消費量を割り振ったためである。また、夏期において、夕方以降の電力消費量が少ないことにつ
いては、外気温 26 度以下の場合、窓開け換気によって室内温度の調整を行うこととし、空調を作動させていないためである。冬期の夕方以降の電力消費量が少ない
ことについては、外壁を高断熱の仕様としているため、暖房をわずかしか作動させていないためである。
*3 P 社 「エネファーム」*4 F 社 「FP-100i」*5 S 社 「SPR-250NE-WHTJ」*6 S 社 「SPR-X21-345-COM」*7 M 社 「PV-PN44KX2」*8 T 社 「PVL-LO500E(J)」*9 T 社 「よりそう＋ファミリーバリュー」*10 T 社 「高圧受電標準プラン 業務用電力」*11 仙台市ガス局 「一般料金」[参 考 文 献]
浜 匡 ・ 吉田 聡 ・ 佐土原 聡：戸建て住宅街区における燃料電池を利用した
省エネルギーシステムの構築に関する研究, 日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007 年 8 月, pp887-888
2) 高村 しおり・山口 容平・羽原 宏美・下田 吉之,:太陽光発電と省エネルギー技術の大規模導入を考慮した地域電力需要の将来設計, 日本建築学会環境系論文集
第 77 巻 第 680 号, 20102 年 10 月, pp.805-811
3) 菅野 智之・鈴木 道哉：地方都市の新市街地整備における再生可能エネルギーを利用した電力自給の可能性に関する検討, 環境の管理 No.82, 2018 ,pp.7～144) 総務省 H25 住宅土地統計調査
5) 菅野 智之・鈴木 道哉：太陽光発電を用いたエネルギー自給型まちづくりの検討
その 2 仙台地区における建物の省エネルギー化が街区内の電力自給率に与える影響の研究, 空気調和・衛生工学会東北支部第 6 回学術・技術報告会論文集, 2017
pp.55-56
6) 公益社団法人 空気調和・衛生工学会：建築の光熱水源単位&建築設備の省エネル
ギー技術指針住宅編-指針の更新・追補、エネルギー消費実態調査、建物改修・機器更新の実績評価-（第 1 章）, 2011, p.3
7) 一般財団法人省エネルギーセンター エネルギー原単位管理ツール Q&A A141,
https://www.eccj.or.jp/audit/esumt/faq_03.html
8) 尾 島 俊 雄 研 究 室 ： 建 築 の 光 熱 水 源 単 位 [ 東 京版 ], 早稲田大学出版 部 , 1995.6.30,
pp.153-158, pp.175-177
9) 生沼 亜澄 他 5 名:病院施設における給湯システムに関する研究(第 1 報)実態調査による給湯量の分析, 空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集, 201210) https://www.pref.fukushima.lg.jp/uploaded/attachment/271000.pdf
11) 土井巖:図解入門よく分かる最新給排水衛生設備の基本と仕組み, 秀和システム,
2011、p.129
12) NEDO：二次電池技術開発ロードマップ 2013,2013.8, p.6
13) 経済産業省 資源エネルギー庁 省エネルギー・新エネルギー部 新エネルギーシ
ステム課 水素・燃料電池戦略室：第 8 回水素・燃料電池戦略協議会事務局提出資
料 水素・燃料電池戦略ロードマップの進捗状況, 2017, p.2
14) 経済産業省調達価格等算定委員会：平成 29 年度以降の調圧価格等に関する意見,
2016

1)

戸建住宅、集合住宅、病院については、燃料電池を導入しているため他用途より回収年数が大きくなった。また、蓄電池を加味した単純回収年数
は全ての建物用途において大幅に増加しており、電力自給率の向上が見込めた反面、コスト面では不利な結果となった。しかし今後、エネルギー自立型街区のニーズが高まれば、導入推進策として行政からの補助金などのインセンティブ採用の可能性も考えられる。その様な場合は、単純回収年数が今回の推計値より短くなり、実現可能性が高くなると推測される。
7.結論
設定した街区において太陽光発電、燃料電池及び蓄電池を用いた場合の電力自給率を評価した。
電力自給率としては、蓄電池を使用せず電力融通（原稿受理日 2018年8月31日）（原稿採用決定日 2019年5月8日）

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