2020 Fiscal Year Annual Research Report
Integration system of traffic and energy
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18H01660
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Research Institution | Gifu University |
Principal Investigator |
中川 二彦 岐阜大学, 高等研究院, 教授 (40530506)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 太陽光発電 / 電動車 / 電動バス / V2H / エネルギーシステム / スマートグリッド / バーチャルグリッド / ゼロエミッション |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は,電動車(EV)を用いて,太陽光発電(PV)の電力と消費の負荷を調整するとともに,電力を輸送,供給するシステムのCO2排出量の削減効果,経済性,リスク適応性の効果を明らかにする.そして,このシステムの構築に必要なEV,装置性能と能力などの設計指針を得ることである.2018年度は,PV,EV,家庭および勤務先のエネルギー消費を統合化し,EVの動きによって,地理的,時系列に変化する4次元のエネルギー収支モデルを開発した.また,数値シミュレーションに必要なPV発電量,エネルギー消費量などの実績データ収集と整理を行った.2019年度は,開発した4次元のエネルギー統合収支モデルと,収集した実績データから、機器性能因子の影響度を数値シミュレーションで評価し,一戸建住宅での効果を明らかにした.また,EVの蓄電池は定置型よりも利用効率が高いことを明らかにし,EVを用いて,グリッド内の最適化と,グリッド間の連携供給によって,ゼロエミッションが図れるバーチャルグリッドを提案した. 2020年度は,2つのグリッド間でEVを用いて,PVの電力を輸送,供給する最も簡単なバーチャルグリッドを対象にした解析を行い,次のことを明らかにした. 1.一戸建,高層集合住宅(14F,90m2),低層住宅住宅(2F,45m2)の住宅形式を問わず,PV,EVおよび勤務先を組み合わせでは,CO2排出量を80%以上,家計のエネルギー支出を約80%削減できる. 2.駅に設置したPVと蓄電池電車の組み合わせでは,ディーゼル気動車を使用するローカル線(岡山の吉備線)において,CO2排出量を70%以上削減できる. 3.大学(終点)に設置したPVと電動バスの組み合わせでは市バス路線(岐阜大学・病院線,定期便89本/日)において,CO2排出量を経済的に80%以上削減できる.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2018年度途中で所属機関を異動したが,移動後も研究は精力的に前倒しして進めている.特に,昨年提案した,従来にはない新しい概念のエネルギーシステムであるバーチャルグリッドは,社会実装した場合の効果が,CO2排出量削減,経済効果,防災対策の3つの領域で極めて大きいことが分かった.このため,これまでの研究成果について国際特許PCT出願を行った.研究実績でも示したように,自家用EV,ローカル鉄道への蓄電池電車導入,市バス路線の電動バス化の全ての解析において,PV電力のEVでの自家消費と輸送を組み合わせたバーチャルグリッドの効果は,全てCO2排出量80%以上削減でき,経済性も高い.この効果は現時点で日本政府の2050年目標をクリアーしている.しかも,導入するPVの電力フルコストは16円/kWhと,現状の商用系統よりも40%安価にできる可能性があることが分かった.これらを社会実装するためには,以下の研究,技術開発課題が明らかになってきた. 1.実用装置を使ったCO2削減効果と経済性の検証と実用化:現状で最優先の課題である. 2.バーチャルグリッドにおける統合効果:EVが複数のグリッド間を往来する場合や,1つのグリッドを中心に,複数のEV.例えば,自家用EVとバス路線(電動バス)などを統合した効果 3.更なるCO2削減と経済性を向上するためのEVやV2Hの要素技術の研究と開発 4.対象とする電動車の適用範囲の拡大:配送トラック,建設機械および農機具などへの適用拡大による効果の検証
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Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗で述べた今後の課題について,具体的に以下のように進めていく. 1.実用装置を使ったCO2削減効果と経済性の検証と実用化:実用・実証技術の開発と普及促進策が必要である.そのため,それぞれの技術に該当する企業(ニチコン株式会社)と共同開発スキームを本基盤研究とは別途に構築し,NEDOなどの公的助成の支援を得ながら進めていく. 2.バーチャルグリッドにおける統合効果:EVが複数のグリッド間を往来する場合や,1つのグリッドを中心に,異なる種類のEVを統合した効果は,関連する企業などからデータを入手しつつ,当面は大学の基礎研究として実施し,効果の大きさと効果発生のメカニズムを明らかにする.研究の進捗に応じて,順次,上記1と同様の実用・実証技術開発に移行する.本基盤研究の2021年度は,この研究開発に注力する. 3.更なるCO2削減と経済性を向上する要素技術の研究と開発:要素技術のアイデアとして,ハイブリッド空調システム,気象予測も含むAIによる最適制御,自己熱再生型貯湯技術などがあるが,大学の基礎研究として実施していく.ハイブリッド空調システムについては本基盤研究で検討するが,装置開発は別途の開発スキームが必要である. 4.対象とする電動車の適用範囲の拡大:配送トラック,建設機械および農機具などの電動車は,電動車に求められる機能自体が,自家用EVなどとは異なる.このため,データ収集の基礎研究段階から企業との共同研究スキームを構築する.研究体制,マンパワーの問題から,この研究は本基盤研究後に実施する.
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Research Products
(8 results)