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三井住友建設の建材一体型太陽光発電、自然通風による省エネ効果も

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三井住友建設は、太陽光発電による「創エネルギー(アクティブソーラー)技術」と、自然通風と採暖による「省エネルギー(パッシブソーラー)技術」とを融合させた独自の建材一体型太陽光発電システムを開発し、自社施設に導入した。夏季には、発電効率を約4%向上させるとともに、外壁からの伝熱による冷房負荷のピーク値を約55%削減。冬季には、外気取り入れにともなう暖房負荷を約48%削減する。

同社は、昨年、曲面加工が可能なアモルファスシリコン薄膜太陽電池を用いたファサード(正面の外観)デザインによる建材一体型太陽光発電システムを開発し、自社施設に設置した。新システムは、「創エネとファサードデザインとの調和」という基本コンセプトを継承しながら、創エネと省エネを両立する機能を付加したもの。

本システムの外観

本システムの外観

新システムは、「汎用的な太陽電池モジュールとデザインパネルで構成される外装(外装ユニット)」と、「設置角度が可変できる太陽電池ユニット(可変ユニット)」で構成されている。夏季には上下の可変ユニットを解放し、自然対流による通風により外装ユニット裏面の温度上昇を抑制することで発電効率を向上させるとともに、外壁からの伝熱による冷房負荷のピーク値を削減。冬季には、下段の可変ユニットのみを開放し、外装太陽電池裏面にて暖められた空気を室内に導入することで、外気取り入れにともなう暖房負荷を削減する。また、可変ユニットは外壁の最下段と最上段に設置し、太陽高度に合わせて発電量が最大になる角度に調整することができる。

「創エネルギー(アクティブソーラー)技術」と、自然通風と採暖による「省エネルギー(パッシブソーラー)技術」とを融合させた独自の建材一体型太陽光発電システム

本システムの構成
(可動ユニット:95W×3×2段、外装ユニット:95W×42枚、総発電出力:4.56kW)

エネルギー資源の乏しいわが国においては、再生可能エネルギーを用いた創エネの普及が欠かせない。実現が急がれる建築物のゼロ・エネルギー(ZEB)化においても、省エネ技術や節エネ行動とともに、創エネが非常に重要となる。一方で、屋上設置の太陽光発電のみではZEBの実現は困難との試算結果もあり、同社では、外壁面における創エネと建物の顔ともなるファサードデザインとの調和を目指す建材一体型太陽光発電システムの開発に取り組み、実建物への施工と導入効果の検証を実施してきた。

なお、「アクティブソーラー」は、機械的な装置を使用して積極的に太陽エネルギーを活用する方法。太陽電池を用いた発電のほか、太陽熱を集熱して給湯や暖冷房などに利用する太陽熱利用システムなどがある。「パッシブソーラー」は、機械的な装置を用いずに、建物の構造や建材などを工夫し能動的(パッシブ)に太陽エネルギーを利用する方法。昼間に太陽熱を床や壁に蓄熱し、夜間に放熱することで採暖する方法や、太陽熱により温められた空気を自然対流にて室内に導入する方法などがある。

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