| Project/Area Number |
19K15151
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Kagawa University (2020-2023)
Kyushu University (2019) |
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Principal Investigator |
山本 高広 香川大学, 創造工学部, 助教 (30838579)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 家庭の給湯負荷 / 家庭の電力需要 / 仮想負荷の妥当性 / 電力需要 / 給湯需要 / 省エネルギー / 行動変容 / 実測調査 / 給湯負荷の収集 / コロナウィルス感染拡大に伴うエネルギー消費の変動 / 住宅の給湯負荷 / 住宅の電力負荷 / エネルギー消費行動変容 / 給湯負荷実測調査 / 電力・給湯負荷の実測 / VPP |
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| Outline of Research at the Start |
現在、電力需給問題緩和の方策として、エネルギー消費に関する行動変容(Behavior Change)が注目されている。しかし、現実の住宅での効果を推計するには、実住宅での細かい電力・給湯負荷変動パターンやその日別変動についての報告が十分蓄積されておらず、エネルギーの見える化をはじめとする各種の行動変容手法についても、世帯ごとの特徴を踏まえたうえで、その具体的な効果を定量的に評価した事例は存在しない。以上の背景を踏まえ、本研究では家庭内のエネルギー消費行動の把握と行動変容による電力負荷平準化効果を定量的に評価することを目的として、実住宅におけるエネルギー消費実測調査と行動変容に関する実験を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は2022年度に続き、給湯負荷、電力需要実測データの収集を進めた。また、行動変容実験を行う上で必要となるデバイスの試作、実験内容の説明について、一部協力世帯を対象に予備実験を行い、計測項目の追加、修正を行うとともに、実験計画の見直しを行った。また、コロナウィルス感染拡大前後の生活習慣の変化に注目し、給湯、電力需要波形の変化について考察し、必要に応じて家電製品の設定、使用習慣に関するヒアリング調査を行った。
必ずしも当初計画した研究プランで企図したものではないものの、長期間に渡る実測データを得て、「世帯類型が変化しない同じ世帯が」各年ごとにエネルギー使用量がどの程度変化するか、また、一部の高齢者居住世帯においては、年齢変化に伴う生活習慣の変化を観察することができ、給湯負荷実測データとして貴重な知見を得ている。後述する実験計画の見直しに示す通り、同一世帯で、大きな世帯類型、属性の変化が生じていない状況であってもエネルギー使用量は大きく変化しており、使用する家電製品の変化によって電力需要の波形が大きく変動する。このことは、家庭用燃料電池、蓄電池等の導入効果に直接影響する事柄であり、現在この点について、家電製品によって生じる細かい電力需要パターンと、各種設備の負荷追従特性についてシミュレーション検討を行い、現状の家庭用設備の性能検証用の負荷データの妥当性について検証を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
第一に、昨年度までの段階で、新型コロナウィルス感染拡大に伴う研究活動の抑制、計画に上げた機材（RaspberryPiやその他電材など）の品薄によるコスト高騰に伴う遅延が生じている。2023年度より、研究活動上の抑制はほぼなくなり、機材についても調達のめどは立ったものの、以下に示す理由から研究に遅れが生じている。
比較的少ない世帯人数の世帯を対象として実測を行ったこともあり、転居等による計測の取りやめが発生した。このことから、行動変容に関する実験開始を遅らせる必要が生じている。このため、研究目的のうち、「細かい時間間隔で計測する給湯負荷実測データの収集」についてはおおむね目標を達成しつつあるが、一方の「電力需給の状況を踏まえた行動変容実験」については一部世帯を除き実施できていない。
また、一部世帯で予備実験を行ったところ、行動変容の目的が上手く伝わらず、実験内容として再検討が必要であったことから、デバイス、計測項目、行動変容実験時の調査項目などについて見直しを行っている状況であり、このことも計画遅延の要因となっている。また、行動変容実験を行わない状況でも世帯のエネルギー使用量は大きく変動しているため、実験時に、家庭内で発生する電力使用、給湯需要の変動が、デバイスによって居住者の意識、行動が変化したことによって生じたものか、それともその他の要素によって自然発生的に生じた変化か、を区別する方法を検討する必要が生じたことも大きな課題となっている。また、家電製品の更新、故障による変化が大きく、冷蔵庫など常時稼働機器の属性把握、計測点の追加が必要となる場面もあった。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度が最終年度に当たるため、今後の研究展開を考慮して以下のような対策を実施する予定である。
①行動変容実験の実施：当初計画より遅れる形となったが、行動変容実験の仕様を固め、対象世帯数を増やして実験を行う。変化にデバイスの表示がどの程度寄与したかを評価するには、ある程度細かいヒアリング、またはデバイスによる行動変容を申告する装置の設置が必要であるため、実験期間のうち一部について、細かいヒアリングを行いつつ実施するとともに、エネルギー消費行動の変化がデバイスの表示によるものかを申告する装置を設置する予定である。
②長期計測に向けた準備：一部世帯については、より長期間の計測に協力の意向を得ているため、給湯負荷の長期的変化を観測することを目指し、現在はテンポラリーな仕様となっている計測装置、通信装置を修正する予定である。また、細かい時間間隔で見た給湯負荷は、波形から用途が判別可能と思われるため、これを検出、分類するモデルの開発を目指し、教師データを得るために系統ごとの計測を行う詳細計測世帯を設定する予定である。
2024年度が最終年度となるため、研究成果の取りまとめについても当該年度中に実施する予定である。
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