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Estimation of the soil moisture and land surface flux
at the Tibet Gaize station, by using LDAS
LDAS--UT

大気常時監視測定局の省エネルギー化に関する研究

Katsunori TAMAGAWA1, Toshio KOIKE1, Hui LU1, Kun YANG2, Shigenori HAGINOYA3 , Hirohiko ISHIKAWA4, XiangDe XU5, Shihong WU6
1. Earth Observation Data Integration and Fusion Research Initiative, The University of Tokyo, Japan
2. Institute of Tibetan Plateau Research,
Chinese Academy of Sciences,
China
１）
１）
１）
Research Institute, Japan
Agency,3. Meteorologicalgp Meteorologicalggy Japanp
4. Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Japan1） Sciences, The China Meteorological Administration, China
5. Chinese Academy of Meteorological
6. Tibet Meteorological Bureau, China

藤村 満, 三阪和弘, 鈴木一平

グリーンブルー株式会社

1. 背景

2. 目的

全国に約2000局存在する大気常時監視測定局では、本来の目的である大気汚染監視を行っているが、省エネ対策としての消費電力の監視や省エネ制御は行っていない。
温室効果ガスの排出削減は、測定局のような群小含むあらゆる施設に適用しなければ、京都議定書の目標達成(2008年～2012年に1990年比-6%)は困難である。
当社ではこのような問題意識から、測定局内に設置された各機器(NOX計、SO2計、SPM計等の自動測定機、テレメータ、エアコン、換気扇等)の消費電力や室内温度、室外温度を監視することを通じて、測定局内の温度を最適に制御するとともに、電力消費に伴うCO2排出量を「見える化」する省エネモニタリングシステム“EpoKis”を開発した。

3. システムの基本構成大気汚染常時監視測定局

1. 省エネモニタリングシステム“EpoKis”の開発過程において明らかになった乾式自動測定機をはじめとした各機器の消費電力と測定局内温度との関係を報告する。
2. 省エネモニタリングシステム“EpoKis”の、以下の４つの機能について紹介する。
①測定局に設置している自動測定機やエアコンなど、機器ごとのCO①機
機
2排出量を「見える化」し、カーボンフットプリントを算出する。
②換気扇やエアコンの稼働・停止を最適に遠隔制御することにより、デマンド監視を実現する。
③自動測定機の変調を早期に発見する。
④自動測定機の経年劣化を発見する。

4. 実験方法¾ 各機器の電力消費に伴うモニタリングは、市販の電流測定用クランプオンセンサーを用いて、電流、電圧、有効電力量等を1秒間隔で測定した。
¾ 室内外の気温モニタリングは、熱電対センサーとロガーを用いて、1分ごとのデータを測定した。

¾大気監視測定局(子局)には、 NOｘ計、SO2計、SPM計等の自動測定機や、テレメータ、エアコン、換気扇等の電力を消費する機器が設置されている。
¾機器ごとに、クランプオンセンサを取り付け、24時間365¾機器ごとに クランプオンセンサ－を取り付け24時間365日の消費電力モニタリングを実施する。
¾消費電力データは、大気監視テレメータシステムと同様に、中央監視局(親局)に伝送する。

通信による
データ収集

電力測定・記録装置
設置状況

電力用クランプオンセンサ設
置状況

局舎内

温度記録装置設置状況

5. 結果
5.2 エアコン電力消費量と外気温の関連

5.1 機器電力消費量と機器周囲温度の関連
横軸：6時間の平均室内温（℃）

縦軸：6時間の電力消費量（kWh）

0.75

1.3

電力消費量（kWh）¾外気温とエアコンの消費電力の関係を調査したところ、左図のような予想通りの相関が見られた。
¾外気温が高いほど消費電力が増加しているのが冷房運転時、逆に外気温が低いほど消費電力が増加しているのが暖房運転時である。

0.50

表．対応機種種類

機種名SO2（乾式）APSA-360A（堀場）NOX（乾式）APNA-360（堀場）

1.2
0.70

0.65

0.40

1.00.60

0.35

0.90.550.815202530

暖房16℃設定

0.45

1.1SPM

DUB-32（DKK）

O3（乾式）

APOA-360（堀場）O3（乾式）

APOA-370（堀場）HC

HCM-4A（島津）H2発生器

HDG-2A（島津）

冷房30℃設定
単一の直線推定で乖離が大きい部分は適切な補正をする
平均外気温（℃）

0.30
15202530

15202530¾乾式測定機の多くは、測定機内部の分析処理で多くのエネル
ギ を消費し 周囲より高温になる とが知られギーを消費し、周囲より高温になることが知られている。また、
る また多くの測定機は、内部で分析部の温度調整をしていることが知られていることから、周囲の温度によって平均消費電力が増減することが予想された。
¾そこで、本研究では各機器の周囲温度と平均消費電力の関連性を分析した。
¾その結果、多くの機器では平均消費電力が周囲温度に対して負の相関を示すという共通点がある一方で、傾きには機器ごとに大きな差異があることが明らかになった。

6. まとめ本研究では、省エネモニタリングシステム“EpoKis”の開発過程において、大気常時監視測定局に設置している乾式自動測定機を始めとした各機器の消費電力と測定局内温度の関係を調査した。その結果、多くの機器では平均消費電力が周囲温度に対して負の相関を示すという傾向などが明らかになった。
本研究の結果は、大気常時監視測定局の温度管理の視点から次のことを示唆している。すなわち、夏季のエアコンの使用は、（保守作業時の作業環境条件の観点は別として）省エネ及び各機器の効率的運転の両面から、最小限にすべきと言うものである。

7. 省エネモニタリングシステム“EpoKis”の紹介③自動測定機の変調を早期に発見します。
④自動測定機の経年劣化を発見します。

◎ 機能の特長①測定局に設置している自動測定機やエアコンなど、機器ごとのCO2排出量を「見える化」します。

②換気扇やエアコンの稼働・停止を最適に遠隔制御することによって、デマンド監視を実現します。

・堀場のNOX計の場合、3時間周期でこのような変化が生じます。
ドライヤユニット：加熱時に消費電力がupするために、このような変化が生じます。

・測定機ごとの消費電力パターンをデータベースに集積することによって、機器の変調及び経年劣化を検知します。

・SPM計の場合、1時間周期で、フィルターのコマ送りが生じるため、このような変化が生じます。
・ 機 器 ご と の CO2 排 出量を表示します。
（日報、月報、年報）

・当月の最大の消費電力日を赤字で表示します。

有効電力量（1分間） [Wh]
5.0

4.0

30
3.0

2.00:00

・電気の基本料金に影響を及ぼす、各月の最大30分値の消費電力を表示します。

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:007:00
8:00
有効電力量（1分間）
[Wh]

9:00

10:00

11:00

12:00

0.8
0.7
0.6
0.5
0.4

・CO2排出量を表示します。

0.3

・機器ごとの消費電力を表示します。(経日変化、経月変化、経年変化)

0.2
0.1
00:00:00

3:00:00

6:00:00

9:00:00

12:00:00

15:00:00

18:00:00

21:00:00◎ 大気監視システムに相性の良い操作性
・EpoKisは、EcoDasと同様のマトリックス選択方式を採用しています。

・任意の月ごとの比較ができます。

図．デマンド監視のアルゴリズム

・EpoKisは、当社の大気監視システムEcoDasに取り込むことができます。

The 6th International Scientific Conference on the GEWEX, 24 - 28 August 2009, Melbourne, Australia