プロジェクト課題

二次電池利用
背景・目的
地球温暖化問題の対策として低炭素電源の確保と電化社会の実現が有効である。そのためには、再生可能エネルギーを活用した系統・配電の安定化、および民生・運輸部門などの電化が必要で、電力貯蔵である二次電池技術の活用が欠かせない。
本課題では、民生部門の電化推進に向けて、利便性と効率の向上を目的として住宅用に開発したヒートポンプ（HP）式給湯機併設蓄電システムの活用方法を提案する。また、電気自動車（EV）普及促進に欠かせないインフラ整備のために、普通充電（住宅等で可能な充電方式）インフラの設置事例における留意点の取りまとめや、急速充電スタンドの最適配置をシミュレーションする。さらに、国内で策定・実施した EV の普及計画・政策と市場動向を調査し、今後の普及方策のあり方を取りまとめる。

主な成果
1．家庭用 HP 式給湯機ハイブリッド蓄電システムの開発
平成 2 0 年度に試作した HP 式給湯機ハイブリッド蓄電システム［Q 0 8 0 1 8］について、太陽光発電を連系したシステムを作成した（図 1）。家庭での利用を想定した模擬運転により、給湯での消費電力などの総合的な効率の評価として、発電余剰分を吸収するための、ハイブリッド蓄電システム運転方法の検討を始めた。また、HP 式給湯機による CO 2 排出削減可能性を電気・給湯の利用状況、機器性能、系統電源の CO 2 排出原単位の向上について感度解析し、ガス給湯器や燃料電池（FC）を利用したコジェネよりも有効である条件を示した（図 2）［Q 0 9 0 1 9］。
2．電気・プラグインハイブリッド自動車向け普通充電コンセントの設置に関する取りまとめ
EV の普及が進む中で、普通充電用のコンセントの設置に関して、戸建住宅・集合住宅・事務所・駐車場・商業施設のそれぞれの取り扱い状況に応じた安全確保等について配慮すべき事項をとりまとめ、電気技術規程の「内線規定義務事項」を基に、屋内外の事例に合わせて推奨事項を示した（図 3）［M 0 9 0 0 6］。
3．充電インフラ検討用次世代自動車交通シミュレータの開発
2 0 0 万人都市を例に、EV 性能や交通状況による必要なスタンド設置数への影響をみるために、走行トリップデータを利用したシミュレーションを実施した。走行性能の向上と普通充電の整備が行われた場合における急速充電スタンドの必要数を計算した［L 0 9 0 0 9］。
4．国内の電気自動車普及政策の変遷と市場動向の整理
市場動向を調査・整理した結果、過去に策定された普及計画・政策はいずれも目標が達成されていないことがわかった。その主要因は EV の車両自体の性能が不十分であったことにあるが、実証事業での用途・利用形態と、ライフスタイルや移動に対するニーズにミスマッチが生じている例もあった［Y 0 9 0 1 5］。
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環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術
環境・エネルギー利用技術
蓄電システム
電力変換器

蓄電システム

商用電力
蓄電システム 双方向インバータ
蓄電池用コンバータ
電力変換器
電力変換器 交流単相200V
商用電力
蓄電池
蓄電池用コンバータ 双方向インバータ
商用電力
蓄電池
蓄電池用コンバータ 双方向インバータ
交流単相200V
交流単相200V
リチウムイオン電池
最大出入力4.5kW
最大出入力2kW
交流単相
直流202V-6kWh200/100V 家電
リチウムイオン電池
最大出入力4.5kW
蓄電池部
リチウムイオン電池 最大出入力2kW
最大出入力4.5kW
最大出入力2kW
交流単相機器
直流202V-6kWh
交流単相
直流202V-6kWh
直流対応
200/100V 家電
太陽電池用
200/100V 家電
蓄電池部
ヒートポンプ
コンバータ
機器
蓄電池部
太陽電池
蓄電池

太陽電池用 直流出力330V
太陽電池用
コンバータ
コンバータ 最大出力4.5kW
直流出力330V
最大定格出力
最大出力4.5kW
直流出力330V
最大出力4.5kW
5.0kW
最大出力4.5kW
最大定格出力
最大出力4.5kW
最大定格出力
最大出力4.5kW
太陽電池の設置＋各種機器の直流駆動
5.0kW
5.0kW

太陽電池
太陽電池

機器
直流対応
直流対応
ヒートポンプヒートポンプ

太陽電池の設置＋各種機器の直流駆動
太陽電池の設置＋各種機器の直流駆動

家電
機器
家電
家電
機器
機器

図 1 戸建住宅用に開発した太陽光発電と連系したエコキュート併設蓄電システム（左：概観、右：構成ブロック）
図 1 戸建住宅用に開発した太陽光発電と連系したエコキュート併設蓄電システム（左：概観、右：構成ブロック）
図1 戸建住宅用に開発した太陽光発電と連系したエコキュート併設蓄電システム（左：概観、右：構成ブロック）
家庭での利用を想定した模擬負荷によるパターン運転が実施できるシステムを設置した。本装置で図
1戸建住宅用に開発した太陽光発電と連系したエコキュート併設蓄電システム（左：概観、右：構成ブロック）
家庭での利用を想定した模擬負荷によるパターン運転が実施できるシステムを設置した。本装置で効率向上
家庭での利用を想定した模擬負荷によるパターン運転が実施できるシステムを設置した。本装置で効率向上の確認と太陽光発電連系に伴う発電余剰分を吸収する運転方法を提案する
家庭での利用を想定した模擬負荷によるパターン運転が実施できるシステムを設置した。本装置での確認と太陽光発電連系に伴う発電余剰分を吸収する運転方法を提案する。
効率向上の確認と太陽光発電連系に伴う発電余剰分を吸収する運転方法を提案する
効率向上の確認と太陽光発電連系に伴う発電余剰分を吸収する運転方法を提案する

図
家庭用に各種高効率給湯機器を導入
図 22 家庭用に各種高効率給湯機器を導図入した時の二酸化炭素排出量の比2した時の二酸化炭素排出量の比較
家庭用に各種高効率給湯機器を導図 2 家庭用に各種高効率給湯機器を導民生用需要家での1 カ年の電力・給湯需要
較入した時の二酸化炭素排出量の比
入した時の二酸化炭素排出量の比
較
民生用需要家での1 ヵ年の電力・給湯を想定して、12 カ月の需要パターンでシ較
HP式給湯機は、FCコジェネに比べて需要を想定して、12か月の需要パターミュレーションして CO2 排出量を算出した。
民生用需要家での 1 ヵ年の電力・給湯
系統電源の排出原単位の改善に対するンでシミュレーションしてCO2 排出量
HP 式給湯機は、FC コジェネに比べて系統需要を想定して、12 か月の需要パター二酸化炭素排出量の削減効果が大きを算出した。HP式給湯機は、FCコジェ
電源の排出原単位の改善に対する二酸化炭ンでシミュレーションしてCO排出量く、0.4kg-CO2/kWh 以下では FC 2コジェ
ネに比べて系統電源の排出原単位の改素排出量の削減効果が大きく、0.4kg−COを算出した。HP式給湯機は、FCコジェ2/ネの発電効率を 40%まで性能向上して善に対する二酸化炭素排出量の削減効
kWh
以 下 で は FC コ ジ ェ ネ の 発 電 効 率 をネに比べて系統電源の排出原単位の改もHP 式給湯器の二酸化炭素排出量が少果が大きく、0.4kg-CO2/kWh 以下では FC
4 0％まで性能向上してもHP 式給湯器の二善に対する二酸化炭素排出量の削減効ない結果を得た
コジェネの発電効率を40%まで性能向酸化炭素排出量が少ない結果を得た。
果が大きく、0.4kg-CO2/kWh 以下では FC
上してもHP 式給湯器の二酸化炭素排出
コジェネの発電効率を 40%まで性能向量が少ない結果を得た
上しても HP 式給湯器の二酸化炭素排出量が少ない結果を得た系統電源の排出原単位（kg-CO2/kWh）

系統電源の排出原単位（kg-CO2/kWh）◎漏電ブレーカを設けること。

◎漏電ブレーカを設けること。
（ここでは、幹線のブレーカを漏電ブレーカとした例を示す。
◎漏電ブレーカを設けること。
分岐回路に設ける例は下図を参照）
幹線
漏電ブレーカ
分電盤等
分電盤等

分電盤等

屋外駐車
屋外駐車
屋外駐車

分岐回路
◎分岐回路の電線は、100V-15A仕様、ブレーカ200V-20A仕様以上とすること。
幹線
幹線◎分岐回路のブレーカの定格電流は、◎施設場所に従った配線方法とし、漏電ブレーカ
漏電ブレーカ
100V-15A、200V-20A以上とすること。
分岐回路損傷するおそれがないようにすること。
分岐回路◎分岐回路の電線は、100V-15A仕様、 分岐回路
◎分岐回路の電線は、100V-15A仕様、ブレーカブレーカ
200V-20A仕様以上とすること。
ブレーカ
200V-20A仕様以上とすること。
◎分岐回路のブレーカの定格電流は、
屋内駐車◎分岐回路のブレーカの定格電流は、◎施設場所に従った配線方法とし、◎施設場所に従った配線方法とし、100V-15A、200V-20A以上とすること。
100V-15A、200V-20A以上とすること。
分岐回路
屋外コンセント
分岐回路
コンセント損傷するおそれがないようにすること。
損傷するおそれがないようにすること。
ブレーカ◎地上高３０ｃｍ以上とすること。
ブレーカ
屋内駐車 ◎自動車メーカー指定の接地極付コンセントと◎防水箱の内部に収めるか、防雨形コンセントとすること。 屋内駐車すること。（Ｄ種接地をとること）◎金属製の防水箱にはＤ種接地工事を施すこと。
屋外コンセントコンセント
屋外コンセント
コンセント◎地上高３０ｃｍ以上とすること。
◎地上高３０ｃｍ以上とすること。
◎自動車メーカー指定の接地極付コンセントと◎自動車メーカー指定の接地極付コンセントと◎防水箱の内部に収めるか、防雨形コンセントとすること。
◎防水箱の内部に収めるか、防雨形コンセントとすること。
すること。（Ｄ種接地をとること）すること。（Ｄ種接地をとること）◎金属製の防水箱にはＤ種接地工事を施すこと。
◎金属製の防水箱にはＤ種接地工事を施すこと。

図 3 普通充電コンセントの設置例
図
普通充電コンセントの設置例
内線規定義務事項に準じて、屋内外に普通充電コンセントを設置する際の推奨事項を示した
図33 普通充電コンセントの設置例
内線規定義務事項に準じて、屋内外に普通充電コンセントを設置する際の推奨事項を示した。
内線規定義務事項に準じて、屋内外に普通充電コンセントを設置する際の推奨事項を示した
図 3 普通充電コンセントの設置例

内線規定義務事項に準じて、屋内外に普通充電コンセントを設置する際の推奨事項を示した

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