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V2Xシステムの適切な運用とコロナ禍に対応した社会実装に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K04372
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23020:建築環境および建築設備関連
研究機関山口大学

研究代表者

福代 和宏  山口大学, 大学院技術経営研究科, 教授 (30346572)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードエネルギーマネジメント / 建築設備 / V2X / 定置型蓄電池 / 太陽光発電
研究開始時の研究の概要

V2Xとは,太陽光発電(PV)システムによる電力や夜間電力を貯めるためのバッテリーとして電気自動車(EV)を活用するという仕組みである。本研究では実証実験とシミュレーションを通して,地域・住宅・世帯属性・生活パターン別および観点(経済性重視/環境性重視)別に,PV・家庭用定置型蓄電池・EV等を連携したV2Xシステムの最適運用方法を探求する。また,V2Xシステムの社会実装を目的として,V2Xシステムの受容可能性の調査と温室効果ガス排出削減効果の予測を行う。そして,在宅時間増加,移動範囲縮小などコロナ禍による社会経済の変化を踏まえ,事業性のあるシステムモデルや導入プロセスを提案する。

研究実績の概要

本研究のサブテーマの一つはV2X (Vehicle to Everything) システムの適切な運用の検討である。令和3年度に本補助金を用いて実証試験拠点(美祢青陵高校大気測定局)に模擬V2Xシステムを構築している。同システムは太陽光発電(PV)システム,リユースリチウムイオン電池を利用した定置型蓄電池,模擬EV,および電力負荷で構成されている。令和3年以降,同システムを経年的に稼働し,以下の成果・結果を得ている:(1) PVと定置型蓄電池の連携で,システムの電力自立/自律性は最大90%程度に向上,(2) 天気予報を利用して,PVの出力を前日に予測し,定置型蓄電池の充放電を制御する制御アルゴリズムを開発,(3) 定置型蓄電池の性能を表すState of Health (SOH)は6年間2173サイクルで11.7ポイント%低下
令和5年度は(3)に基づき定置型蓄電池の劣化予測モデルを開発し,結果を公表した。
本研究のもう一つのサブテーマはV2Xシステムの受容可能性調査である。この調査では,一般消費者の生活・就業実態,環境/省エネ/EVに関する知識・意識およびV2Xシステムの受容可能性を明らかにする。コロナ禍等の影響により実地調査が困難であったため,令和5年度は主として,新技術の受容性やエコマーケティングに関する研究事例を調査し,theory of planned behavior (TPB)等に基づく受容性の心理モデルの構築を行った。主としてvan Heuvelnらの研究に負うところが大きいが,V2Xの受容性に関しては金銭的メリットやSDG意識に加え,車載バッテリーの劣化,EVの走行距離への影響,ユーザーインターフェースの使いやすさ,充放電設備の場所の選定等の因子が強い影響を有している可能性が示された。今後はこれらの因子を踏まえたアンケート調査を実施する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究サブテーマの一つ,V2Xシステムの適切な運用の検討については,予定通り模擬V2Xシステムを用いて通年の稼働試験を継続実施しており,定置型蓄電池の充放電制御する制御アルゴリズムやState of Health (SOH)の測定結果に基づく定置型蓄電池の劣化予測モデルの構築等の成果を得ている。
これに対し,別の研究サブテーマである,V2Xシステムの受容可能性調査については,コロナ禍とその余波の影響により,予定されていた国内外の実態調査が実施できず,令和5年度は主として,新技術の受容性やエコマーケティングに関する研究事例の調査にとどまった。

今後の研究の推進方策

研究サブテーマの一つ,V2Xシステムの適切な運用の検討については,現有の模擬V2Xシステムを用いて,通年の稼働試験を継続するとともに,試験結果をもとに,シミュレーションモデルの改良を行い,V2Xシステムの適切な設備容量バランス,運用方法の検討を行う。なお,模擬V2Xシステムの監視・制御に使用しているPCが時代の経過とともに相対的に性能劣化しているため,機器更新を行う予定である。
別の研究サブテーマであるV2Xシステムの受容可能性調査については,現地調査が実施できず,次年度使用額が生じた。V2Xの受容性に関する心理モデルについては,theory of planned behavior (TPB)等に基づいたものを構築済みであるので,今後,同モデルに基づくV2Xシステムの受容可能性調査を行うための旅費として同予算を使用する予定である。
以上の2つの研究サブテーマを踏まえ,事業性のあるV2Xシステムのモデルや導入までのプロセスの立案を行い,研究全体のまとめとする。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 下関における月別・天気別擬大気透過率の算出と応用2022

    • 著者名/発表者名
      福代和宏
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会論文集

      巻: 308 ページ: 19-25

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リユースリチウムイオン電池を利用した自家消費型太陽光発電システムの長期実証試験2024

    • 著者名/発表者名
      福代和宏, 矢野理史, 元永直耕, 貴島孝雄
    • 学会等名
      第57回空気調和・冷凍連合講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Improving the self-sufficiency of a photovoltaic system with second-hand batteries of electric vehicles2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro FUKUYO, Tadafumi YANO, Naotaka MOTONAGA, Takao KIJIMA
    • 学会等名
      1st Asian Conference on New Practices and Innovations in Building Science
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photovoltaic systems with secondhand batteries of electric vehicles and their social implementation in times of COVID-192021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fukuyo, Tadafumi Yano, Naotaka Motonaga, Takao Kijima
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Management in Emerging Markets (ICMEM) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How Technology is Changing the Business Landscape to Face the Next Normal: Contactless but Connected Electrified but Sustainable2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fukuyo
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Management in Emerging Markets (ICMEM) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 車載用リチウムイオン電池リサイクル:技術・ビジネス・法制度2023

    • 著者名/発表者名
      福代 和宏
    • 総ページ数
      182
    • 出版者
      シーエムシー・リサーチ
    • ISBN
      9784910581415
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 車載用リチウムイオン電池のリユース技術と実際例 : 劣化診断・バッテリーマネジメント・長寿命化・残存能力評価2023

    • 著者名/発表者名
      中村 崇,横川慎二,中里 諒,有馬理仁,高岸洋一,山中拓己,福田健二,山上達也,高岡浩実,田畑 章,大野 誠,関 全宏,和田哲明,坂本俊之,近藤敦美,井本淳一,工藤貴弘,稲垣浩貴,印田 靖,福代和宏ほか
    • 総ページ数
      312
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438500
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] リチウムイオン電池リサイクル・リユースの最新動向・法規制と分離・回収技術・EV電池における今後の展望2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤登,安部浩司,鹿島理,所千晴,星野毅,田畑奨太,上杉諒平,大河内章宏,福代和宏,喜多川和典,福家正剛,繁田徳彦
    • 総ページ数
      126
    • 出版者
      AndTech
    • ISBN
      9784909118479
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 車載用LiBのリユース/リサイクル技術と規制動向2022

    • 著者名/発表者名
      田中 善章、佐藤 登、菅原 秀一
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      情報機構
    • ISBN
      9784865022339
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] EV用中古リチウムイオン電池のリユース・リサイクルに関する研究

    • URL

      http://ds0.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~fukuyo/research.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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