2018 Fiscal Year Annual Research Report
High-temporal resolution energy demand modelling for commercial building stock and application for demand response
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16H04463
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山口 容平 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40448098)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下田 吉之 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20226278)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 業務部門 / エネルギー需要モデル / デマンドレスポンス / 建築設備 / 設備運用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究が対象とする業務施設ストックは、電力需給状況に合わせて電力需要を増減させるデマンドレスポンスにおいて、大きな電力需要調整能力を有すると期待されている。本研究は電力需要調整能力を推計・評価することができる業務部門エネルギー需要モデルの開発を目的としている。2018年度は下記の開発課題4点に取り組んだ。
1) 全国業務施設ストックに関するデータモデリング 空気調和・衛生工学会、建築設備士協会等が発行する竣工設備データに基づいて、熱源・空調システム、各種省エネルギー手法の採用状況を模擬する方法を開発した。また、開発手法を日本全国のストックに適用し、日本全国での空気調和設備別のストックを推計した。
2) エネルギー需要モデルの開発 昨年度までに、エネルギー需要を推計するモデルの基本形を完成した。今年度は専門家へのヒアリングを行い、業務施設の建築仕様、設備仕様、運用についての情報を収集し、モデルによるエネルギー需要推計結果の精度検証を行った。これにより、日本全国の事務所、宿泊、医療、商業、飲食、文教ストックのエネルギー需要推計を行うことができるようになった。
3) 将来におけるエネルギー需要の推計 1)、2)で開発された手法を組み合わせ、2013年、2030年の時間断面における対象ストックのエネルギー需要推計を行い、二酸化炭素排出量の削減ポテンシャルを評価した。
4) デマンドレスポンスの評価 デマンドレスポンスの有力な技術として、業務用ヒートポンプ給湯機の稼働時間シフトがある。業務用ヒートポンプの採用状況、稼働状況を整備し、業務用ヒートポンプを用いたデマンドレスポンスによる電力需要調整力のポテンシャルを推計した。加えて、空気調和設備を用いたデマンドレスポンスを想定し、関東地方のストックにおける調整可能電力量を推計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1) 全国業務施設ストックに関するデータモデリングについては、日本全国の業務施設を対象として空気調和設備ストックの推計が完了した。この内容と、2) 業務施設の稼働状況のモデル化で開発したモデルを組み合わせ、3) 将来におけるエネルギー需要の推計、4) デマンドレスポンスの評価を実施することができた。一方で、時刻別エネルギー需要の推計精度については改良の余地があり、来年度の課題とする。加えて、モデルの開発により計算負荷が増加し、研究室で保有している計算サーバでは十分な解析が行えないことがわかった。これに伴い、大学内の計算資源を使用するためのソフトウェア開発を追加的に実施する必要が生じ、今年度実施内容の繰越申請を行うこととした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は実施内容1)～4)を継続する。1) 全国業務施設ストックに関するデータモデリングでは、これまでに整備した空調熱源・空調システムに加えて、各種省エネルギー手法および給湯設備について設備採用状況を体系的に調査し、基準年（2013年を想定）におけるエネルギー需要のベースラインの推計、2030年を時間断面とする将来推計において、適切な技術水準を設定できるようにする。2) 業務施設の稼働状況のモデル化では、滞在状況と設備稼働状況に関する関係性について情報収集し、時系列のエネルギー需要の挙動の再現精度を向上させる。また、3) エネルギー需要モデルの開発では、対象ストックにおける全エネルギー用途を対象としてエネルギー需要を推計できるようにする。昨年度までに空調、照明・コンセント、給湯、調理・厨房、その他用途についてエネルギー需要が推計可能となった。この結果を用いて実態データとの整合性を確認してモデルの調整を行い、エネルギー需要推計モデルを完成させる。4) デマンドレスポンスの評価では、業務部門が有する調整可能な電力需要を定量化し、電力需要の調整による電力システムの経済性や安定性への貢献を評価する。
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