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建物外装で太陽光発電 省エネ窓システムに電力供給し商用電源不要に

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建物外装で太陽光発電 省エネ窓システムに電力供給し商用電源不要に

大林組は、外装カーテンウォールと一体化した太陽電池による発電電力を、建物内の送電網に接続することなく、直接、外装の省エネ窓システムに利用する「オフグリッド(独立)型の太陽光発電外装システム」を開発した。

「オフグリッド型太陽光発電外装システム」の特徴は、発電電力を充電コントローラーで制御しながら蓄電池に蓄電し、インバーターで交流に変換して、省エネ窓システムやロールスクリーンなどのモーター駆動に直接利用ができる。

このシステムがオフグリッドタイプであるため、災害時に非常時の照明や携帯電話の充電などに電力を融通すれば、有事の際の事業機能維持といった特長を活かすことも可能。また、一定容量未満のオフグリッドタイプは、電力会社などとの事前協議が不要で法規制も受けないため、比較的簡易に設置することができる。

従来の太陽光発電は、天候に左右され不安定なため、商用電源と接続して利用するのが、一般的であった。しかし、それには電力会社との事前協議が必要であることや、停電時には太陽光発電も停止してしまうため、特長の一つである非常電源としての機能が果たせないといった課題が存在した。

オフグリッドタイプの太陽光発電制御盤

オフグリッドタイプの太陽光発電制御盤

そこで大林組は、外装ガラスカーテンウォールと一体化した太陽光発電外装システムを開発し、技術研究所内の新実験施設に初めて適用した。限られた発電電力の有効活用に着目し、商用電源と接続せず、ロールスクリーンの駆動や、省エネ窓システムに直接利用しており、省エネ技術をパッケージ化したオフグリッド型太陽光発電外装システムを実現している。

また、今回の適用に当たり、大林組は別途開発した省エネ窓システム「インターロック式換気システム」をパッケージ化した。これは、夏期、日射によって暖められて上昇する窓近傍の高温空気を窓上部の回転ドラム型チャンバーに滞留させ、チャンバーの回転(屋内側開口を閉じて屋外側開口を開くインターロック制御)により屋外に排熱する、空調負荷低減に向けた大林組独自の換気システムである。日射の強いピーク時には、日射熱を約1割低減すると見込まれる。

(左)窓まわりの構成(右)インターロック式換気システムの動作モード

(左)窓まわりの構成
(右)インターロック式換気システムの動作モード

夏期のみならず、中間期はチャンバー開口に加えて窓下部の換気口をすべて開けることで自然換気し、冬期はそれらを全閉して遮断するなど、年間を通じて適切な換気を行う。このシステムを「オフグリッド型太陽光発電外装システム」とパッケージ化することにより、商用電源を用いずに窓の省エネ性能を向上させることができる。さらに、カーテンウォールに結露を抑制する高断熱のアルミフレームを適用することで、高性能な独立型省エネシステムとなっている。

大林組は、今後も事務所ビルや商業施設などの建物外装にも太陽光発電技術や省エネシステムを積極的に提案し、低炭素社会の実現に貢献していく構えだ。

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