2021 Fiscal Year Annual Research Report
レジリエンスを備えた地域エネルギー供給システムの長期最適化手法の開発
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20K22455
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
上野 貴広 国立研究開発法人建築研究所, 環境研究グループ, 研究員 (80881804)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 地域エネルギー供給 / レジリエンス / 地域熱電併給 / エネルギー需要 / 長期最適化 / 脱炭素 / 分散型電源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究開発課題は、地域情勢の変遷にも対応した地域エネルギー供給システムの長期最適化手法の構築を目的としている。本システムの事例調査を基にシミュレーションを用いて、外的要因の変化に高いレジリエンスを持ちながら、ライフスパンにおけるエネルギー消費量やCO2排出量、トータルコストなどを高効率で削減できる設備構成や運転設定を明らかにするものである。
研究実績としては、地域エネルギー供給システムの導入事例調査として、1998年から2020年までの20年以上の地域エネルギー供給システムをまとめた熱供給事業便覧から、システムのライフスパンにおいて接続される需要家建物数やエネルギー需要、システムの運転設定の変遷を把握し、地理条件などでその変遷傾向を分類した。また、地域エネルギー供給システムに関して、空気熱源式ヒートポンプやターボ冷凍機といった空調熱源設備、コージェネレーションシステム、太陽光発電パネル、蓄電池、蓄熱槽の各運転を5分間隔で再現するシミュレーションモデルを完成させた。
また、地域エネルギー供給システムの供給地域環境の将来変遷については、需要家建物側では建て替わる建物の外皮性能や設備機器性能の向上や温暖化の影響による外気温の上昇を想定し、系統電力については電源構成における再生可能エネルギーの割合増加を想定して将来のCO2排出係数を設定した。
さらに作成したモデルや設定を用いて、複数の計算対象地域上にて地域エネルギー供給システムを構築し、ライフスパンにおける一次エネルギー消費量やCO2排出量などの削減効果を5分間隔で計算し評価することで、各削減効果に対して最適な設備構成や運転設定について検討した。ケーススタディでは、最適化指標と地区の特性により、ベストケースの設定が変わることがわかった。
現在、上記の作業結果を取りまとめ、学術雑誌への論文投稿を進めている。
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