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生活行動パターン・高解像度気象予報による住宅電力需要・PV出力予測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14171
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

小澤 暁人  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20783640)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード家庭部門 / 電力需要 / 太陽光発電 / 蓄電池 / エネルギーマネジメント / 予測モデル / 機械学習 / 生活リズム / アグリゲーション / 深層学習 / 予測手法
研究成果の概要

本研究は、効果的な住宅エネルギーマネジメントのために、生活行動や天候といった不確実性に対して住宅電力需要・PV出力を適切に予測する手法の開発を目的とする。第一に、居住者の生活リズムが電力需要予測に与える影響を評価し、予測モデルに居住者の生活リズムを表現する周波数成分を入力することで、予測精度を20~23%向上できることを示した。第二に、需要家のアグリゲーションが電力需要・PV出力予測に与える影響を評価し、家庭部門におけるアグリゲーションビジネスの適切な事業規模を検討した。第三に、住宅用PV・蓄電池システムを対象に導入効果や経済性を評価するツールを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

家庭部門の省エネ・低炭素化対策として、新築住宅では太陽光発電(Solar photovoltaics; PV)が標準設備となる。一方でPVなどの再生可能エネルギー発電(再エネ発電)導入時には、出力変動に対する調整力の確保が課題となる。そこで新たな調整力として、住宅の電力需要・PV出力に対して住宅エネルギー設備(蓄電池・燃料電池等)を制御することにより住宅内で出力変動を吸収するエネルギーマネジメントが検討されている。本研究で開発する住宅電力需要・PV出力予測手法を用いることで、効果的な住宅エネルギーマネジメントを可能にし、家庭部門のエネルギー消費・GHG排出削減に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Profitability Assessment of Residential Photovoltaic Battery Systems in Japan Using Electric Power Big Data2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Tomonori、Ozawa Akito、Wakamatsu Hiroko
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 13 号: 10 ページ: 5370-5370

    • DOI

      10.3390/su13105370

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電力データを用いた家庭用太陽光発電・ 蓄電システムの経済性評価2020

    • 著者名/発表者名
      小澤 暁人、本田 智則
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 41 号: 6 ページ: 254-265

    • DOI

      10.24778/jjser.41.6_254

    • NAID

      130007938055

    • ISSN
      2433-0531
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • 雑誌名

      第15回日本LCA学会研究発表会講演要旨集

      巻: - ページ: 2-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装2019

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • 雑誌名

      第14回日本LCA学会研究発表会講演要旨集

      巻: - ページ: 374-375

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 電力ビッグデータを活用した家庭エネルギーマネジメント予測2021

    • 著者名/発表者名
      小澤 暁人、本田 智則
    • 学会等名
      第16回 日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境情報を活用した行動変容・ライフスタイル解析2021

    • 著者名/発表者名
      本田 智則、小澤 暁人
    • 学会等名
      第16回 日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電力データを用いた住宅用太陽光発電・蓄電システムの経済性評価2021

    • 著者名/発表者名
      小澤 暁人、本田 智則
    • 学会等名
      AIST太陽光発電研究成果報告
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電力ビッグデータを用いた家庭用太陽光発電・蓄電システムの分析2020

    • 著者名/発表者名
      小澤 暁人、本田 智則
    • 学会等名
      BECC JAPAN 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 住宅エネルギー消費削減に向けた AI 活用の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      本田 智則、小澤 暁人
    • 学会等名
      BECC JAPAN 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • 学会等名
      第15回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 家庭電力需要の短期予測に向けた深層学習の適用2019

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人
    • 学会等名
      BECC Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HEMS最適運用に向けた家庭エネルギー需給予測のためのAI活用2019

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人、本田智則
    • 学会等名
      AIST 太陽光発電研究 成果報告会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装2019

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
    • 学会等名
      第14回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた家庭エネルギー利用予測手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      小澤暁人
    • 学会等名
      第16回環境研究シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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