Transcript パッシブソーラー暖房プロジェクト分析 - RETScreen International

パッシブソーラー暖房プロジェクト分析
クリーンエネルギープロジェクト分析コース
パッシブソーラー暖房住宅, フランス
写真提供: Pamm McFadden (NREL Pix)
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
目的
• パッシブソーラー暖房(PSH)システム
の基礎
• PSHプロジェクト分析の要点解説
• RETScreen® PSH プロジェクトモデル紹介
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
PSHシステムからの供給
• 暖房需要の20～50%を供給
住居ビルのパッシブソーラー暖房デザイン
Germany
…さらに…

快適さの向上

より良い日ざし

冷房コスト削減可能

窓の露結の削減

暖冷房機器を小型化する可能性
写真提供: Fraunhofer ISE (from Siemens Research
and Innovation Website)
国立再生可能エネルギー研究所， ゴールデン、コロラド
写真提供: Warren Gretz (NREL Pix)
© カナダ天然資源省 2001 – 2006.
PSHの動作原理
既存の方法
夏
冬
パッシブソーラー暖房 (PSH)
日よけ
先端的な
窓の技術
蓄熱物体
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先端的な窓の技術
• 二重及び三重ガラス
• 低放射率
• 不活性ガスを充填
枚数
e
充填
スペーサー
• 断熱スペーサー
• 断熱窓枠、熱遮断
窓枠
3
0.1
不活性
断熱材
木
3
0.8
空気
アルミ
木
2
0.1
不活性
断熱材
木
2
0.8
空気
アルミ
木
2
0.8
空気
アルミ
アルミ
1
0.8
-
-
アルミ
U値 (W/(m2 ºC))
ソーラーゲイン効率.
ガラス
中心
窓全体
0
2
4
6
8 0
0.2
0.4
0.6
0.8
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日よけ及び蓄熱物体
• 日よけで夏の過熱を防ぐ

南に面した張り出し部は太陽が高く昇った時に日光をさえぎる

ビルや建物のそばの落葉樹

スクリーン、シャッター、日よけ、奥まった窓、ブラインド等
• 蓄熱物体は熱を貯め、温度変化を最小にする

もし南面の窓が暖房床面積の8～10% を越えるようなら、通常の軽量構造住宅
はオーバーヒートになる

二重壁、 天井、セラミック床、煉瓦の暖炉等を利用
• アクテイブシステムを利用してビル全体へ熱を均一に配分する
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太陽熱 対 暖房需要
バッファロー,米国, 43ºN
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
モスクワ，ロシア, 55ºN
6
4
2
一日の太陽光のピーク時間
一日の太陽光のピーク時間
Iqaluit, カナダ, 64ºN
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7
8
9
10
11
12
Lanzhou, 中国, 36ºN
6
4
2
0
0
1

6
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
斜線部分が平均気温 10ºC 以下の場合
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PSH コストと節約
カナダの核家族世帯
二重ガラス
+低放射率（e）
+アルゴンガス
+断熱スペーサー
+三重ガラス
0
100
• 窓の追加コスト
200
2
窓＋設置コスト ($/m )

５～35％

$400 ～ $2,000 ／戸
300
• 暖房コストの 20 ～ 50%を節約

ガス
$0.25/m3
$150 ～ $380 ／年

石油
$0.35/l
$210 ～ $520 ／年

電気
$0.06/kWh
$270 ～ $680 ／年
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パッシブソーラー暖房考察
•
新築の場合が最も経済性が高い

南向き窓は自由だが西向き窓は避ける

暖房システムの大きさと周囲の暖房を削減する
•
窓を交換できれば改築でも経済性が高い
•
最も経済性が高いのは、暖房負荷が冷房負荷と比較して高い場合
•

穏やかな気候から寒い気候の低層住宅に最適

商業及び工業ビルでは内部でのソーラーゲインが大きい
窓については周辺壁面と関連して考察する
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例: カナダ及び米国
低エネルギー住宅
• パッシブソーラー技術は通常の外観のビルに組み込める
• 経済性が最も重要とは限らない: 快適性、騒音の削減、質の認識
、及び環境の重要性
良いひさしと先端低技術の窓, 米国
写真提供: Hickory Corporation (NREL Pix)
ウオータールーのグリーンハウス, オンタリオ,カナダ
写真提供: Waterloo Green Home
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例: ドイツ及び Lesotho
自給自足のソーラーハウス
• ガラス利用の増大、蓄熱物体の増大、空気分配制御
• 全ての空間暖房需要を太陽エネルギーでまかなえる
• 先端的な窓の技術により自由な窓配置が可能になり、
拡散した太陽輻射から熱を獲得できる
ソーラー円形住居, Thaba-Tseka, レソト
写真提供: Vadim Belotserkovsky
ソーラーハウス、フライブルグ
写真提供: Fraunhofer ISE
(from Siemens Research and Innovation Website)
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RETScreen®
パッシブソーラ暖房プロジェクトモデル
• エネルギー生産（又は節約）,ライフサイクルコスト及び温室効果
ガス削減について世界のどこでも分析可能

低層住宅及び小規模商業ビル

暖房需要が大きい気候帯

窓の利得とロス

ひさし平均的効果
• RETScreen® へのわずか12ポイント
データ入力対8,760 時間シミュレー
ションモデル
• 現状では範囲外:
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非垂直窓
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覆いによる瞬時の効果

ユーザが指定したビルの蓄熱物体
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RETScreen®
PSH エネルギー計算
冷房エネルギーの節約
暖房エネルギーの節約
窓の熱特性を調節する
基準／提案の暖房
基準／提案の冷房
エネルギー需要の
エネルギー需要の
計算
計算
内部ゲインの計算
基準/提案の暖房期
基準/提案のソーラー
間中のソーラー
ゲインによる冷房
ゲインの合計
需要の増加を計算
暖房期間中の節約
冷房期間中の節約
エネルギーの計算
エネルギーの計算
エネルギー節約合計
テキストブック参照
を計算
クリーンエネルギープロジェクト分析:
RETScreen® エンジニアリングと実例
パッシブソーラー暖房プロジェクト分析の章
ピーク暖冷房負荷の
減少の計算
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RETScreen®
PSHプロジェクトモデルの確認例
•
RETScreen® 対HOT2-XP の比較、 200 m2 の典型的な木造住宅

二重ガラス窓をアルゴン断熱を低放射率 二重ガラス窓にアップグレード

RETScreen® は HOT2-XP の18%以内
RETScreen とエネルギー評価法との比較

ベースケースの二重ガラス窓対８つの高性能窓の年間エネルギー節約の比較
2) 2)
Ann.
Energy Savings (kWh/m
年間省エネルギー(kWh/m
•
300
250
200
エネルギー評価法
Energy Rating Method
RETScreen
150
100
50
0
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結論
•
PSH は建物の方位、エネルギー効率の良い窓、ひさしおよび蓄熱物体を考
慮して、暖房コストを削減する
•
窓に最小限の追加投資をすれば、建物の外被性能が大幅に改善され、長
期的な経済性が生じる
•
RETScreen® による計算:

窓の方位、サイズ、及びソーラーゲインに関する効果

熱損失に関する窓の技術の効果

冷房負荷に対するひさしの効果
•
RETScreen®は月毎の計算で１年間の分析を行い、時間毎のシミュレーショ
ンモデルと匹敵する精度を達成できる
•
RETScreen®は、重要な予備的フィージビリティスタディのコストを節約する
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質問?
パッシブソーラー暖房プロジェクト分析モジュール
RETScreen® Internationalクリーンエネルギープロジェクト分析コース
更に詳しい情報は RETScreen ウェブサイトをご参照下さい。
www.retscreen.net
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