ソーラーウォールの効果
2005年2月8日
(株)朝日工業社
（東部方面職業技術校(仮称)）
東部方面職業技術校(仮称) 機械実習場(52.8 m×24.0 m×4mH)の南東側壁面にソーラーウォールパネル(105.6 ㎡または316.8 ㎡)を設置した場合の暖房エネルギー節約量及びCO２削減効果について試算する。
（１）試算条件
表-１に試算に用いた諸条件を示す。
表-１ 試算条件
使用期間
運転期間(時間) |
11月中～3月
休日(日曜日、祭日)を除く107日間（1日8時間運転） |
| 対象教室 |
機械実習場
52.8 m×24.0 m×4mH (気積5,069 m3) |
パネル設置場所
及び設置面積 |
機械実習場 南東側外壁部分
① 105.6 m2 (52.8 m×2.0mH)
② 316.8 m2 (52.8 m×6.0mH) |
| 総送風量 |
①の場合 5,702 m3/h 換気回数1.1回/h
②の場合 17,107 m3/h 換気回数3.4回/h
ソーラーウォールの一般的な通過風量設定値：
住宅、事務所等：ﾊﾟﾈﾙ1㎡当たり18～54 m3/h
工場 ：ﾊﾟﾈﾙ1㎡当たり54～100 m3/h
ﾊﾟﾈﾙ1㎡当たりの通過風量が大きい程集熱効率は高くなるが、一方で温度上昇度は低下する。ここではﾊﾟﾈﾙ1㎡当たり54 m3/hとした。 |
（２）気象条件
表-２に暖房期間中における東京の気象データを示す。
表-２ 気象データ
| |
11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
| 平均気温(℃) |
12.6 |
7.9 |
5.2 |
5.6 |
8.5 |
| 平均日照時間(時間/月) |
137 |
166 |
175 |
150 |
165 |
| 日射量 (kcal/m2日) |
1,600 |
1,707 |
2,021 |
1,714 |
1,688 |
※ 平均気温は月別平均値（理科年表）
※ 平均日照時間は月間日照時間の月別平均値（理科年表）
※ 日射量は月平均値で、南東向き垂直面に対する値（（社）ｿｰﾗｰｼｽﾃﾑ振興協会調査報告書）
（３）ソーラーウォールによる集熱量
ソーラーウォールの集熱効率（=日積算集熱量/日積算日射量×100）は通過風量に大きく依存し、パネルm2当たりの通過風量が54 m3/hの場合は約58％となる（図-１参照）。集熱量の計算結果を表-３に示す。運転日数は休祭日及び年末年始6日間を除く107日間とした。
表-３ 集熱量の計算結果
パネル
設置面積
㎡ |
集 熱 量 ×103 kcal/月 |
| 11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
計 |
| ① 105.6 |
1,176 |
2,405 |
2,847 |
2,415 |
2,688 |
11,531 |
| ② 316.8 |
3,528 |
7,214 |
8,541 |
7,244 |
8,064 |
34,591 |
| 運転日数 |
12 |
23 |
23 |
23 |
26 |
107 |
※運転日数：休祭日(日曜日、祭日)及び年末年始6日間を除く。
※集熱効率：58％ 下図参照(パネルm2当たりの通過風量54 m3/h)
※計算例 ：パネル設置面積105.6 m2、12月の場合、
1,707kcal/m2日×0.58×105.6 m2×23日= 2,404,658 kcal
|
図-１ソーラーウォール通過風量と集熱効率の関係
（ｶﾅﾀﾞNSTF(National Solar Test Facility)データ）
|
（４）ソーラーウォールによる回収熱量
さらに、ソーラーウォールはその設置前に外壁面を通して外部へ逃げていた貫流熱分を回収出来る。回収熱量の計算結果を以下に示す。運転時間は8時間/日(8:00～16:00)、運転日数は休祭日及び年末年始6日間を除く107日間とした。室内設定温度は22℃とした。
表-４ 回収熱量の計算結果
パネル設置面積
㎡ |
集 熱 量×103 kcal/月 |
| 11月 |
12月 |
1月 |
2月 |
3月 |
計 |
| ① 105.6 |
286 |
822 |
979 |
956 |
890 |
3,933 |
| ② 316.8 |
858 |
2,466 |
2,938 |
2,868 |
2,669 |
11,799 |
平均気温
運転日数 |
12.6
12 |
7.9
23 |
5.2
23 |
5.6
23 |
8.5
26 |
107 |
※外壁熱貫流率：3.0 kcal/m2h℃(ﾓﾙﾀﾙ20 mm＋ｺﾝｸﾘｰﾄ200 mm＋ﾓﾙﾀﾙ20 mm)
※運転時間：8時間/日（8:00～16:00）、室内設定温度：22℃
※計算例：パネル設置面積105.6 m2、12月の場合、
3.0 kcal/m2h℃×105.6 m2×8h×23日×(22-7.9)℃= 821,906 kcal
（５）ソーラーウォールによるエネルギー節約量及びCO2削減量
ソーラーウォールによるエネルギー節約量及びCO2削減量の計算結果を表-５に示す。集熱量は上記(3)ソーラーウォールによる集熱量に(4)ソーラーウォールによる回収熱量を加えたものである。
表-５ ソーラーウォールによるエネルギー節約量及びCO2削減量の計算結果
ﾊﾟﾈﾙ設置
面積
㎡ |
集熱量
合計
103kcal |
ｴﾈﾙｷﾞｰ
種類
|
節約量
節約量/年 |
節約量
￥/年 |
CO2 削減量
kg-CO2/年 |
森林吸収
相当面積
㎡ |
| ① 105.6 |
15,464 |
電力 |
6,312 kWh |
148,963 |
2,569 |
700 |
| ガス |
1,556㎥ |
170,693 |
3,664 |
999 |
| 石油 |
1,738 ㍑ |
97,676 |
4,501 |
1,228 |
| ② 316.8 |
46,390 |
電力 |
18,936kWh |
446,890 |
7,707 |
2,102 |
| ガス |
4,667㎥ |
511,970 |
10,991 |
2,998 |
| 石油 |
5,213 ㍑ |
292,971 |
13502 |
3,682 |
※森林吸収相当面積：1 m2/ 1kg-C
※エネルギー換算値及びエネルギー料金は以下による
エネルギー換算値（住宅・建築省エネルギーハンドブック2002）
|
一次エネルギー換算値
kJ |
CO2排出量
kg-CO2 |
| 電力 1kWh |
10,255 |
0.407 |
| 都市ガス 1㎥ |
41,607（低位） |
2.355 |
| 灯油 1㍑ |
37,254 |
|
エネルギー料金
| |
電 気 |
ガ ス |
石 油 |
| 東京 |
23.6円/kWh |
109.7円/m3 |
56.2円/㍑ |
電気：東京電力資料 従量電灯B第3段階料金(300kWh/月以上)
ｶﾞｽ：東京ｶﾞｽ資料 料金表C(80m3をこえ200 m3まで)
石油：石油情報センター資料 東京1,012円/18㍑
|
