スマートハウスの発電・蓄電・給電技術の最前線

Forefront of Studies for Natural Energy, Electric Storage and DC Power Supply Technologies in Smart House

【第1編　概論】
スマートハウスの概要と展望（田路和幸）
【第2編　スマートハウスの現状と方向性】
第1章　スマートハウスにおける政策動向（畠中祥子）
　　1　スマートグリッド・スマートハウスを巡る政府動向
　　　1.1　低炭素社会実現に向けて
　　　1.2　グリーン・イノベーション戦略の中の位置付け
　　2　スマートハウスの検討
　　　2.1　スマートハウスの必要性
　　　2.2　「スマートハウスのビジネスモデルに係る調査研究」での検討
　　　2.3　「スマートハウス実証プロジェクト」での検討
第2章　日本型スマートハウスの特徴と課題（吉田博之）
　　1　はじめに
　　2　「スマートハウス実証プロジェクト」について
　　　2.1　プロジェクトの背景
　　　2.2　プロジェクトの目的
　　　2.3　プロジェクトの目標
　　　2.4　実施項目
　　　2.5　採択結果と実施体制
　　　2.6　各社の開発概要
　　3　日本型スマートハウスの特徴と課題
　　　3.1　過去におけるスマートハウスへの取り組み
　　　3.2　日本型スマートハウスの特徴と課題
第3章　スマートグリッド、スマートハウスの業界動向（狩集浩志）
　　1　蓄電池技術を活用
　　2　日本は太陽電池が末端に
　　3　普及が見込める車載電池を活用
　　4　パソコン向け電池セルを利用

第4章　再生可能エネルギーを含む電力平準化技術（堀　仁孝）
　　1　直流給電システムについて
　　2　直流給電システムでの電力平準化について
　　3　送電側での電力平準化と、需要側での電力平準化
　　4　再生可能エネルギーの発電電力平準化について
第5章　スマートグリッド連携ホームエネルギーマネジメントシステムの展開（天野博介）
　　1　展開の背景
　　　1.1　環境革新企業の実現
　　　1.2　スマートグリッド
　　　1.3　スマートECOシティ
　　2　ホームエネルギーマネジメントシステム（HEMS）の日本での展開概要
　　3　ヨーロッパでの展開概要
　　　3.1　ミッシングリンク
　　　3.2　スマートグリッド連携HEMS展開
　　4　中国での展開概要
　　5　今後の展開
　　　5.1　ビルのマネジメントシステム
　　　5.2　エリアのマネジメントシステム
　　　5.3　分散電源システム
　　　5.4　ECO-CITYへのトータルソリューション展開
　　　5.5　グリーンライフスタイルの実現
第6章　ICTを活用したスマートハウスの背景と目的、その進展（池田一昭）
　　1　スマートハウスを通じた家庭エネルギー対策の必要性
　　2　スマートグリッドがもたらす変化
　　3　スマートハウスの社会システムICT基盤の共通化の必要性
　　4　スマートハウス社会システムICT基盤の共通化に向けての活動
　　5　スマートハウスICT基盤の実現のポイント
　　6　スマートハウス実現に向けてIBMが進めていること
第7章　自然を生かしたスマートハウス（木村文雄）
　　1　はじめに
　　2　これからの日本の住まいはどうあるべきか
　　3　サステナブルデザインハウス（SDH）の試み
　　　3.1　プランの特徴
　　　　3.1.1　平面計画
　　　　3.1.2　パッシブデザイン
　　　　3.1.3　 縁側空間～外と内の緩衝空間～
　　　　3.1.4　通気天窓～自然の風力で換気する～
　　　3.2　季節に合わせたパッシブな生活～自ら心地良い場所を探す～
　　　3.3　炎のある生活
　　　3.4　近隣と仲良く暮らす工夫
　　4　スマートハウス化の意義
　　5　未来の日本の住まい

【第3編　スマートハウスの導入に伴う太陽光／リチウムイオン電力貯蔵システム】
第1章　スマートハウスの取り組み（HEMS、太陽光発電、他）（太田真人）
　　1　スマートハウス取り組みの背景
　　2　セキスイハイム・スマートハウスの特徴
　　　2.1　太陽光発電＋HEMS
　　　2.2　シンプルで低価格
　　　2.3　高い拡張性
　　　2.4　大きな社会メリット
　　　2.5　HEMSの機能
　　3 日本における住宅用太陽光発電の概要
　　4　太陽光発電システムの活用
　　5　光熱費ゼロ住宅について
　　6　住宅用PVシステムの今後の取り組み
第2章　太陽電池の基礎知識（沓掛健太朗、宇佐美徳隆）
　　1　太陽電池の動作原理
　　　1.1　キャリアの励起
　　　1.2　キャリアの輸送
　　　1.3　キャリアの分離
　　2　太陽電池のエネルギー変換効率
　　　2.1　エネルギー変換効率および各パラメータの定義
　　　2.2　最大エネルギー変換効率の理論限界
　　　2.3　エネルギー変換の損失要因
　　　2.4　太陽電池のエネルギー変換効率の意味
　　3　まとめ
第3章　太陽電池の耐久性向上と効率化のための対策（大関　崇）
　　1　はじめに
　　2　太陽光発電システム概要
　　3　太陽光発電システムの汚れの模擬試験方法
　　4　太陽光発電システムの汚れの影響に関する研究事例
　　　4.1　太陽光発電システムの汚れの種類
　　　4.2　太陽光発電システムの汚れの実測・評価事例
　　　4.3　太陽光発電システムの汚れによる出力低下のモデリング
　　5　太陽光発電システムの汚れ対策技術
　　　5.1　太陽電池モジュール構造による対策技術
　　　5.2　太陽電池モジュール表面加工
　　　5.3　太陽電池モジュール直接洗浄技術
　　　5.4　太陽光発電システムの施工での工夫
　　6　まとめ
第4章　太陽光発電システム用リチウムイオン電力貯蔵
　　1　電力貯蔵用リチウムイオン電池技術（堀　仁孝）
　　　1.1　モバイル用リチウムイオン電池
　　　1.2　自動車用リチウムイオン電池
　　　1.3　電池セルの構造
　　　1.4　電池パック内の保護回路について
　　　1.5　電池情報のモニタリングについて
　　　1.6　クラウド世代のリチウムイオン電池の形態
　　　1.7　クラウド的利用によるメンテナンス上の利点
　　2　分散型蓄電システムの特徴と蓄電メンテナンス技術（佐々木　浩）
　　　2.1　はじめに
　　　2.2　分散型蓄電システム技術の概要
　　　2.3　蓄電メンテナンス技術の概要
　　　2.4　システムの特長
　　　2.5　実験システムの事例紹介
　　　2.6　むすび

【第4編　スマートハウスにおける新規電力供給システムと省エネ技術】
第1章　東北大学の取り組み
　　1　DC給電がもたらす生活空間の可能性（小野田泰明）
　　　1.1　DCライフスペースプロジェクト
　　　1.2　家電の変遷から見るライフスタイルと住空間
　　　　1.2.1　日本における家電の変遷
　　　　1.2.2　電源供給のスタイルと生活の変化
　　　1.3　ACからDCへ
　　　　1.3.1　DCライフスペースのコンセプト
　　　　1.3.2　デザインチームの構成
　　　　1.3.3　DCライフスペースのデザイン
　　　　1.3.4　各部のデザイン
　　　　1.3.5　課題
　　　1.4　まとめ
　　2　電気化学エネルギー変換デバイスの最前線　　
　　　2.1　リチウムイオン電池、燃料電池（伊藤　隆）
　　　　2.1.1　はじめに
　　　　2.1.2　東北大学におけるリチウムイオン2次電池の研究開発
　　　　2.1.3　東北大学における固体高分子形燃料電池の研究開発
　　　2.2　LED（藤井克司、八百隆文）
　　　　2.2.1　LEDのスマートハウスへの応用
　　　　2.2.2　LEDの構造
　　　　2.2.3　LEDの照明としての利用
　　　　2.2.4　LEDの効率向上
　　　　2.2.5　窒化物半導体LEDの高効率化
第2章　スマートハウスにおける配線システムとLED導入
　　1　住宅用AC/DCハイブリッド配線システム（小新博昭）
　　　1.1　まえがき
　　　1.2　DC配線の有用性
　　　1.3　システム構成
　　　1.4　導入効果
　　　1.5　開発状況
　　　1.6　今後の展開
　　　1.7　あとがき
　　2　LED照明の現状と将来展望（松下幸詞）
　　　2.1　まえがき
　　　2.2　LEDの特長とLED照明の現状
　　　2.3　今後の展開
　　　2.4　関連法規・規格
　　　2.5　住宅分野でのLED照明の導入事例
　　　2.6　あとがき
第3章　オフィスにおける取り組み（飯沼朋也）
　　1 「エコライブオフィス」における直流蓄電と給電技術
　　　1.1　コクヨにおけるエコの取り組み
　　　1.2　エコライブオフィスにおけるCO2削減の施策
　　　1.3　オフィスにおける発電・蓄電・給電システム（直流給電）
　　　　1.3.1　一次実験：ポータブルバッテリーシステム（持ち運び可能な電池モジュール）
　　　　1.3.2　二次実験：直結システム（建物電力系統とは独立した回路）
　　　1.4　直流給電の現実的な課題
　　　1.5　今後の展開
第4章　ワイヤレス給電技術
　　1　直流送電とワイヤレス送電を組み合わせた電力供給技術（原川健一）
　　　1.1　はじめに
　　　1.2　目的の再確認
　　　1.3　電力・通信統合層
　　　　1.3.1　直流送電
　　　　1.3.2　通信機能
　　　1.4　ワイヤレス電力伝送
　　　　1.4.1　直列共振電力伝送方式
　　　　1.4.2　直列共振方式の特性、問題点
　　　　1.4.3　実験結果
　　　　1.4.4　通信機能
　　　　1.4.5　安全性
　　　1.5　統合イメージ
　　　1.6　まとめ
　　2　電磁誘導方式ワイヤレス給電システム（高橋俊輔）
　　　2.1　電磁誘導方式の開発動向
　　　2.2　電磁誘導方式の原理
　　　2.3　電磁誘導方式の開発
　　　2.4　太陽光発電電力利用型非接触充電ステーション
　　　2.5　標準化に向けた取り組み
第5章　微小電力回収システム（松崎辰夫）
　　1　身近なところにある微小電力に注目
　　2　微小電力回収の動機
　　3　微小電力としての廃棄エネルギー回収源の例
　　4　微小電力回収システム構成
　　5　回収した電力の活用方法
　　6　微小電力を貯める（リム発電充電BOX）
　　7　貯めた電力を確認する（リム発電充電量モニタ）
　　8　リム発電充電BOXの成果
　　9　貯めた電力を集める（エコバケット）
　　10　充電量の見える化
　　11　充電量の見える化管理内容
　　12　エコバケットの成果
　　13　定格・スペック
　　14　まとめ
第6章　空調等自動コントロールシステム（内海康雄、木村竜士）
　　1　はじめに
　　2　次世代のBEMSとしてのBACFlex
　　　2.1　BACFlexによるBEMS機能強化
　　　2.2　BACFlexの特徴
　　3　BACFlexの構成と動作
　　　3.1　BACFlexのシステム構成
　　　3.2　シナリオに沿ったシステム全体の動作
　　4　導入事例（仙台高専地域イノベーションセンター）
　　　4.1　実測の概要
　　　4.2　結果および考察
　　5　アンケートによる制御状況の把握と改善方法の検討
　　　5.1　アンケート実施のねらい
　　　5.2　実施期間
　　　5.3　アンケート方法
　　　5.4　結果
　　　5.5　まとめ
　　6　おわりに

【第5編　スマートハウスと次世代自動車】
第1章　蓄電機能付き住宅の開発（古川柳蔵）
　　1　はじめに
　　2　何のためのスマートか
　　3　分散して存在する小さな自然エネルギーを活用する
　　4　微弱エネルギーをためること
　　5　意識が行動につながらない
　　6　省エネ行動促進の可能性
　　7　交流電力から直流電力へ
　　8　普及の可能性
　　9　普及の阻害要因
第2章　電気自動車の開発と展望（堀江英明）
　　1　はじめに
　　2　高性能環境車両用電池システム
　　3　電池に求められる特性
　　　3.1　性能要件の概論：出力と容量
　　　3.2　電池の出力特性とエネルギー効率
　　　3.3　熱的課題と設計
　　　　3.3.1　発熱の考え方
　　　　3.3.2　出力Pが決まっているときの発熱量計算
　　　　3.3.3　電池の温度上昇
　　　3.4　システムとしての組電池制御
　　4　高性能環境車両におけるエネルギー効率の考え方
　　　4.1　各種車両での効率比較