| 研究課題/領域番号 |
16H04463
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山口 容平 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40448098)
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| 研究分担者 |
下田 吉之 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20226278)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | デマンドレスポンス / エネルギー需要推計モデル / 業務施設 / 人間行動 |
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| 研究実績の概要 |
ピーク電力需要が観測される夏期・冬期において電力需要を削減させる、あるいは、太陽光発電出力に合わせて電力需要を増減させるデマンドレスポンスが注目されており、本研究が対象とする業務施設ストックは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。平成28年度は上記の開発課題3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 総務省統計局が整備する法人土地・建物基本調査、市販のGISデータに基づいて事務所、宿泊、医療、商業施設についてストックの把握を行った。加えて、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建築設備採用状況を模擬する回帰モデルを開発し、日本全国の空気調和設備別のストックを推計した。
2) 業務施設の稼働状況のモデル化 パーソントリップ調査を用いて、居住地区や年齢、性別、ライフステージ、職業、勤務地などを持つ数十万から数百万程度のエージェントを生成し、その滞在場所、利用施設を時系列で推計した。これにより現実的な設備稼働状況の把握が可能となった。また、稼動スケジュールが事務所ビルのエネルギー需要に及ぼす影響を評価した。
3) エネルギー需要モデルの開発 本研究ではアメリカDOEが開発したEnergyPlusを用いてエネルギー需要を推計するモデルを開発した。モデルに必要となるソフトウェア開発、サーバ調達などを行い、日本全国の業務施設を対象とした推計ができる環境が整備された。開発したソフトウェアを用いて事務所、宿泊、医療、飲食ストックのエネルギー需要推計を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
1) 全国業務施設ストックに関するデータモデリングとサンプリング手法の確立については全国業務施設ストックのデータが利用可能であり、主用途についてデータを得ることができた。また、竣工設備データに基づく回帰モデルにより、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を行うことができた。この内容で国内会議での発表1件があり、雑誌論文への投稿を終えている。2) 業務施設の稼働状況のモデル化についても国際会議論文1件を発表済みである。現在、3)で開発している都市圏単位のエネルギー需要モデルへの統合化を行っている。3)についてはサーバの調達、ソフトウェア開発について遅れがあったが、年度内にエネルギー需要の推計を行うことができるまでに至った。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度以降は実施内容1)～3)を継続する。また、都市圏、国土を単位として業務施設のエネルギー需要を推計するモデルを確立するとともに、モデルの精度検証を行う（これを実施内容4とする）。また、空調、給湯用電力需要などを用いたデマンドレスポンスを評価する（実施内容5とする）。
1)ストックモデルについては現在考慮できていない用途を考慮できるようにするほか、設備ストック推計のためのモデルを拡張する。また、推計結果を評価するために専門家等へのヒアリングを行う。2) 業務施設の稼働状況のモデル化については人の行動に関するデータベースをストック全体のエネルギー需要モデルと統合化する。3) エネルギー需要モデルの開発については引き続き、EnergyPlusを用いたエネルギー需要シミュレーションモデルを開発する。建物単位のエネルギー消費量や時刻別の電力需要のデータを収集し、時系列の特性の再現性を確認する。必要に応じてデータベースやEnergyPlusパラメータのキャリブレーションを行う。4) 都市圏、国土を対象とするエネルギー需要モデルとしての統合化として、国や都道府県等の統計とモデルによる推計結果を比較し、モデルの計算精度を検証する。結果に合わせてモデルやデータベースを再検討する。5) 業務施設における電力需要調整能力の推計と調整効果の評価では空調、給湯用の電力需要の調整による電力システムの性能向上効果を評価する。電力システム側の要求に応じて業務施設において調整可能な電力需要を調査し、その応答速度、継続時間、出現頻度、出現時期を整理する。調整方法を想定してデマンドレスポンスに利用可能な調整能力を定量的に評価する。ここでは、直接的な調整効果だけではなく、時刻の変更によるエネルギー効率の変化や、室内環境の変化などを含めて体系的に評価を行う。
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