1.太陽熱と太陽光を利用した冷暖房システムの開発

Research Project

Project/Area Number	63603550
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Yatsushiro National College of Technology
Principal Investigator	縄田豊八代工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (30037890)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大河内康正八代工業高等専門学校, 機械電気工学科, 助教授 (80124147) 真野和生八代工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (80040442)
Project Period (FY)	1988
Project Status	Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help	¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000) Fiscal Year 1988: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords	太陽熱冷暖房 / 太陽光発電 / 太陽エネルギー
Research Abstract	1.太陽電池面積5.21m^2、最大出力540Wの太陽電池アレイを完成した。太陽電池からの発生電力はバッテリーは用いず、直交流変換器を通して電力系統に帰還する方式とした。測定結果より直交流変換器の効率と交流出力の日射量依存性を明らかにした。この結果と過去10年間の熊本における水平面日射量の実測値より年間の有効発生電力の算定を行った。これよりアレイの傾斜角が本システムの場合の24°のとき2.05GJ/yが系統に帰還できることがわかった。 2.冷房システムでは集熱、熱媒、冷水と冷却水の4つのポンプが稼働している。これらのポンプの流量をインバータで変えて消費電力の節減を計ることによるCOP向上の可能性を評価するためシミュレーション計算を行った。まず各ポンプの消費電力と流量の関係を実験で求め、これまでに計測された40日間の日射量、気温、冷房負荷などをもとに流量を変えた場合のCOPの変化を計算した。その結果、補助ボイラを使用しない場合、冷房時における集熱器循環水流量と冷水流量には最適流量が存在し、その場合現行よりCOPは27%改善できることがわかった。 3.過去10年間の八代における気象観測データより日平均気温が10℃以下になる暖房期間は109日間であり、日平均気温が24℃以上になる冷房期間は80日間であった。冷房時、暖房時各40日間の計測結果を拡張すると本システムの補助ボイラ使用の場合、冷房期間に消費する電力は2.29GJ暖房期間は、1.21GJ、年間では3.50GJと推定される。この値を用いて複合システムの評価を行った。その結果補助ボイラ不使用の場合は集熱面積の10%程度の太陽電池面積があれば自然エネルギーのみで稼働する冷暖房システムが可能であり、また補助ボイラを用いるシステムでは暖房だけなら可能性があるが、冷房もとなると集熱面積の26%以上の太陽電池面積が必要となり、経済的にみて可能性は少ないことがわかった。