第 5 章 地域電力ネットワーク運用における経済性と環境性の検証
5.4 クラスター拡張型グリッドにおける適正規模の検証
5.4.3 検討に用いられる電力・給湯負荷の需要特性
(a)CaseI (b)CaseII
(c)CaseIII (d)CaseIV 図 5-38 ク ラ ス タ ー に お け る 設 備 構 成 の 概 略 図
図 5-39 一 週 間 の 電 力 需 要 デ ー タ
図 5-40 一 週 間 の 給 湯 熱 需 要 デ ー タ
図 5-41 に 、 住 宅 42 軒 の 階 数 、 面 積 、 家 族 人 数 を バ ブ ル グ ラ フ と し て 表 す 。 バ ブ ル の 大 き さ は 家 族 人 数 を 示 し て お り 、 大 き い も の は 6 人 、 小 さ い も の は 1 人 を 表 し て い る 。こ の 図 か ら 、階 数 が 大 き く な る と 住 居 面 積 は 増 大 す る こ と が 読 み 取 れ る 。一 方 で 、家 族 人 数 は 、階 数 や 面 積 に 対 し 相 関 を 持 た な い こ と が 分 か る 。図 5-42 に 年 間 電 力 消 費 量 と 年 間 給 湯 消 費 量 の 関 係 図 を 示 す 。一 般 家 庭 で は 電 力 需 要 と 給 湯 需 要 は 、ほ ぼ 同 量 の エ ネ ル ギ ー が 使 用 さ れ て い る こ と が 確 認 で き る 。こ こ で 以 下 の 各 段 で 電 力 ・ 給 湯 需 要 毎 に 特 性 を 分 析 す る 。
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18
電力需要[kW]
時刻[h]
0 1 2 3 4 5
0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18
給湯需要[kW]
時刻[h]
図 5-41 一 般 住 宅 に お け る 住 居 特 性
図 5-42 一 般 住 宅 に お け る 住 居 特 性
0 20 40 60 80 100 120
0 3 6 9 12 15
面積 [m
2]
階数 [階]
大きさは家族 人数 / 人
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 2000 4000 6000 8000
年間給湯熱消費量 [k W h]
年間電力消費量 [kWh]
(1)電 力 需 要 特 性
本 研 究 で 扱 う 電 力 デ ー タ は 、1~6 人 家 族 の 一 般 住 宅 の 実 績 デ ー タ で あ る 。本 段 で は 、住 宅 階 数 、床 面 積 、家 族 人 数 、年 間 最 大 電 力 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係 に つ い て 分 析 す る 。 図 5-43～5-47 に 住 宅 階 数 、 床 面 積 、 家 庭 人 数 、 年 間 最 大 電 力 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係 を 示 す 。 図 5-43、5-44 か ら 住 宅 階 数 、 床 面 積 と 電 力 消 費 量 の 相 関 が な い こ と が わ か る 。一 方 、家 族 人 数 、年 間 最 大 電 力 は 電 力 消 費 量 に 相 関 が あ る こ と が 確 認 で き る 。
図 5-43 各 家 庭 の 住 居 階 数 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係
図 5-44 各 家 庭 の 床 面 積 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 3 6 9 12 15
年間電力消費量 [k Wh]
階数 [階]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
70 80 90 100 110 120
年間電力消費量 [k Wh]
面積 [m
2]
住 宅 階 数 が 高 く な る と 床 面 積 が 広 く な る 傾 向 が み ら れ る が 、 こ の 2 つ は 電 力 消 費 量 に は 影 響 を 与 え な い 要 素 で あ る た め 、需 要 予 測 や 制 御 ロ ジ ッ ク に 用 い な い こ と が 望 ま し い 。日 本 国 民 は 年 間 で 1 人 当 り 5000kWh[ 5 - 1 2 ]程 度 電 力 量 を 使 用 し て い る が 、 本 検 討 で 用 い る 一 般 家 庭 需 要 は そ れ に 比 べ 小 さ い 。
図 5-45 各 家 庭 の 住 居 家 族 人 数 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係
図 5-46 各 家 庭 の 年 間 最 大 電 力 と 年 間 電 力 消 費 量 の 関 係
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 1 2 3 4 5 6 7
年間電力消費 [k Wh]
家族人数 [人]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 1 2 3 4 5
年間電力消費量 [k Wh]
年間最大電力 [kW]
図 5-47 各 家 庭 の 家 族 人 数 と 年 間 最 大 電 力 の 関 係 (2)給 湯 需 要 特 性
給 湯 の 需 要 特 性 と し て 電 力 需 要 と ほ と ん ど 同 じ 傾 向 が み ら れ る 。住 宅 階 数 、床 面 積 の 増 加 に 伴 う 給 湯 消 費 量 の 変 化 は 見 ら れ な い 。し か し 、家 族 人 数 に よ る 年 間 給 湯 消 費 量 の 変 化 量 は 、電 力 需 要 よ り も 顕 著 に 現 れ て い る 。一 世 帯 当 り の 年 間 給 湯 消 費 量 は 東 京 で 5000kWh[ 5 - 1 3 ]程 度 で あ り 、 給 湯 需 要 と し て は 少 な い 傾 向 に あ る こ と を 確 認 で き る 。
図 5-48 各 家 庭 の 住 居 階 数 と 年 間 供 給 熱 消 費 量 の 関 係
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
0 2 4 6 8
年間最大電力 [k W ]
家族人数 [ 人 ]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
70 80 90 100 110 120
年間給湯熱消費量 [k Wh]
面積 [m
2]
図 5-49 各 家 庭 の 床 面 積 と 年 間 給 湯 熱 消 費 量 の 関 係
図 5-50 各 家 庭 の 住 居 家 族 人 数 と 年 間 給 湯 熱 消 費 量 の 関 係
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
70 80 90 100 110 120
年間給湯熱消費量 [k Wh]
面積 [m
2]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0 1 2 3 4 5 6 7
年間給湯熱消費量 [k Wh]
家族人数 [ 人 ]
図 5-51 各 家 庭 の 年 間 最 大 給 湯 熱 と 年 間 給 湯 熱 消 費 量 の 関 係
図 5-52 各 家 庭 の 家 族 人 数 と 年 間 最 大 給 湯 熱 の 関 係