表 3.8 蓄電池の電力供給運転設定
表 3.9 蓄電池の蓄電運転設定
3.2.7. 蓄熱槽モデルの開発
蓄熱槽については、温度成層型を想定した。また簡易化のために、本報における蓄熱槽内の水 温は常に一定(冷水槽：平均8℃，温水槽：平均62℃)に保たれていると想定し熱量を[MJ]を単位と して計算するモデルを作成した。設計時における蓄熱槽の熱効率は、一般的には85 %～95 %で想 定される。これを踏まえ、既往研究3-24)での地域冷暖房用蓄熱槽の熱効率が99 %程度であること，
および既往研究3-25)による温度成層型蓄熱槽の熱効率理論値もほぼ100 %となることから，本報で は蓄熱槽の熱効率を95 %とした(式((3.15)。また蓄熱槽からの自己放熱損失熱量は既往研究3-26)の 設定値から、貯蓄熱量の0.2 % / hとした(式((3.16))．本報における非住宅建築物では冷暖房期間が 固定されているため(冷房：4月～11月，暖房：12月～3月)，蓄熱槽の冷温水切り替えも同様の期 間に設定した。
𝐻𝑑𝑐ℎ= 0.95𝐻𝑐ℎ𝑎 𝐻𝑠𝑡𝑜,𝑡= √100 − 0.212 ・𝐻𝑠𝑡𝑜,𝑡−1
ここで、Hdch：蓄熱槽放熱量[MJ], Hcha：蓄熱槽蓄熱量[MJ], Hsto,t：時刻tにおける蓄熱槽の貯蓄熱 量[MJ], Hsto,t-1：時刻tの5分前における蓄熱槽の貯蓄熱量[MJ]
また蓄熱槽の熱供給運転設定、蓄熱運転設定をまとめたものをそれぞれ表 3.10、表 3.11 に示
運転名 概要
常時CGS優先供給 常にCGSからの電力供給を優先し、CGSの発電を需要が上回った際に 蓄電池から電力供給を行う。
電力需要応答供給 各建物用途&地域合計別に設定した、1日における電力需要トップ72カウント (5分×72カウント=6時間)中は蓄電池から優先して電力を供給する。
系統LCCO2排出係数 応答供給
系統電力の1日におけるLCCO2排出係数トップ72カウント(LCCO2排出係数 が大きい6時間)中は蓄電池から優先して電力を供給する。
常時蓄電池優先供給 蓄電池が放電可能な場合、常に蓄電池からの電力供給を優先する。
運転名 概要
CGS充電
以下の設定条件時にCGSが電力追従運転の場合は、追従する発電量に 蓄電池の発電可能量も加える。
・電力需要&LCCO2係数追従設定時は供給時刻以外にCGSから充電を行う。
・常時CGS優先供給設定時は常にCGSから充電を行う。
・常時蓄電池優先供給設定時は最低容量以下の場合にCGSから充電を行う。
深夜充電
系統からの充電を主とし、CGSが電力追従運転の場合でも、追従する発電量 に蓄電池の発電可能量を加えない。
AM1:00～4:00の時間帯に、供給設定よりも優先して、系統電力を利用して 定格充電を行う。
系統LCCO2排出係数 応答充電
深夜充電と同様に、系統からの充電を主とし、CGSが電力追従運転の場合で も、追従する発電量に蓄電池の発電可能量を加えない。
系統電力の1日におけるLCCO2排出係数ワースト36カウント(LCCO2排出係数 が小さい3時間)中に、供給設定よりも優先して、系統電力を利用して
定格充電を行う。
(3.16) (3.15)
す。熱供給運転設定を3種類、蓄熱運転設定を2種類作成した。
表 3.10 蓄熱槽の熱供給運転設定
表 3.11 蓄熱槽の蓄熱運転設定
3.2.8. 給湯モデルの開発
建物の給湯需要に応じて貯湯タンクからの出湯やボイラによる加熱を行うモデルを開発した。
開発にあたっては、簡易化のために、貯湯タンク内の水温は常に60℃以上に保たれていると想定 し、熱量を単位として計算するように設定した。貯湯タンクの建物用途ごとの容量原単位を表 3.12に示す。これらは参考文献3-27)を基に、時刻あたりのピーク給湯需要を有効貯湯量とし、有効 貯湯量を貯湯槽容量の70%として作成した。また貯湯タンクの有効貯湯量が0になった際に給湯 ボイラを用いてタンクへの給湯を行うよう設定した。ボイラの出力は参考文献3-27)を基に、0.5hで 貯湯槽が満蓄になるように設定した。なお、事務所建物には貯湯タンクを設定せず、給湯ボイラ のみを用いて給湯を行う。
表 3.12 貯湯タンク容量原単位 [MJ/m2]
3.2.9. エネルギー供給設備モデルの計算フロー
開発したエネルギー供給設備モデルを統合した全体エネルギー供給システムとしてCGS、補助 熱源、蓄電池、蓄熱槽、給湯機器を対象地域内の各非住宅建築に設置し、5分間隔で各設備機器の 応答を計算する手法を開発した。図 3.9にDHC としてCGSを4台導入した場合における全体エ ネルギー供給システムのエネルギー供給フローを示す。本節では本シミュレーションモデルの計 算フロー(図 3.10)における各手順の詳細について述べる。
運転名 概要
常時CGS優先供給 常にCGSからの熱供給を優先し、CGSの排熱を需要が上回った際に蓄熱槽 から熱供給を行う。
熱需要応答供給 各建物用途&地域合計別に設定した、1日における冷暖房熱需要トップ72 カウント(6時間)中は蓄熱槽から優先して熱を供給する。
常時蓄熱槽優先供給 蓄熱槽が放熱可能な場合、常に蓄熱槽からの熱供給を優先する。
運転名 概要
CGS蓄熱
空調熱需要応答設定時は供給時刻以外はCGSから蓄熱を行う。
常時CGS優先供給設定時は常にCGSから蓄熱を行う。
常時蓄熱槽優先供給設定時は最低容量以下の場合にCGSから蓄熱を行う。
深夜蓄熱 AM1:00～4:00の時間帯に、供給設定よりも優先して蓄熱し、蓄熱量が足りない 場合は補助熱源を稼働させて蓄熱する。
事務 医療 商業 宿泊 飲食 教育 0.00 0.13 0.10 0.27 1.04 0.11
図 3.9 全体エネルギー供給システムのエネルギー供給フロー HEX
CT : 冷却塔, CGU : コージェネレーションユニット, HEX : 熱交換器, HWS : 給湯機器, PV : PVパネル, SB : 蓄電池, TST : 蓄熱槽, RHA : ジェネリンク
PV
給湯 需要 CGU
HEX CT
CGU
CGU
CGU
HEX
HEX 暖房 需要 HEX
冷房 需要
HEX
HEX 冷房
需要
暖房&
給湯 需要 需要家建物 熱供給配管
HWS
TST SB
供給建物 電力
需要 電力系統
電力 需要 RHA
CT
RHA
図 3.10 エネルギー供給システムモデルの計算フロー