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自然エネルギー利用住宅

エネルギーは何を利用して、どう作る?

エネルギーの自給自足の第一歩は自然エネルギーを利用して発電をする事。発電方法には「機械的」と「化学的」の2つの仕組みがあります。「機械的な発電方法」は、発電機を「何によって」回すかという事で、火力や原子力発電はエネルギーによって作られた「蒸気」で発電機を動かし、風力・水力発電では、風車や水車で直接発電機を動かすという仕組みです。発電機を動かす力が大きければ大きいほど多くの電気を作り出せます。

現在一般住宅での利用は「太陽光発電」がほとんどを占めていますが、今後は風力発電や、場所によっては水力発電、またバイオマス発電なども取り入れられる時代がやってくるでしょう。

太陽光発電

「化学的な発電方法」の最有力システム太陽光発電で注目されているのがシリコンを使わないCIS型太陽電池モジュール。主な成分である3元素の、銅(Copper)・インジウム(Indium)・セレン(Selenium)の頭文字をとった薄膜系の太陽電池で、厚さは結晶シリコン系の太陽電池の約1/100、1割程度高い発電量やパネルの一部に影ができた場合でも安定した発電ができるという特徴を持っています。黒いパネルは、必要以上に存在感を表さず、デザイン性も高く評価されています。

太陽光発電の仕組み

太陽光発電が標準装備されているハイブリッドeハウスでは、このCIS型太陽電池をいち早く取り入れました。

 

車庫搭載型 太陽光発電 ソーラーピット

ソーラーピットは太陽光発電システムを搭載したカーポートです。駐車スペースを無駄なく活用して発電します。設置高さが低いため、システム点検・メンテナンスが容易。家の屋根と合わせて設置も可能です。

太陽熱

太陽の熱は、身近にある最も強力で、クリーンなエネルギーです。1時間あたりに地球上に降り注ぐ太陽エネルギーは人類が1年間に消費するエネルギーに匹敵すると言われています。

◆1つ目の利用方法:一つ目の利用方法は、太陽の熱で水を温め利用する、太陽熱温水器です。太陽光の40~50%を熱として利用できるので、自然エネルギー利用機器の中ではエネルギー変換効率や費用対効果が最も高いと言われています。太陽熱温水器は、太陽パネルに水を通して温め必要に応じて加熱して使います。高低差を利用する自然循環式のタンク一体型タイプと、ポンプを使う強制循環式のタンク分離型があります。

◆2つ目の利用方法:2つ目の利用方法は、高性能な真空管で太陽の熱を集め、ストレージタンク(貯湯槽)に貯めて熱源として利用するものです。熱を電気に変えず「熱としてそのまま利用」します。その熱を、パネルヒーター等の放熱器で輻射熱暖房に利用、またストレージタンク内での熱交換で、水をお湯に変えて給湯として利用します。

風力発電

「風の力」で風車をまわし「電気」を起す風力発電は、風力エネルギーの約40%を電気エネルギーに変換でき、昼夜を問わず風さえあれば発電するという効率の良いものです。世界の総発電量では、原子力発電を抜き脱原子力の目玉として注目されています。「一般家庭」で利用する風力発電の場合、周辺生活環境(近所世帯・自然環境)に対して悪影響を及ぼさない範囲で利用するという姿勢が必要です。ですから、低騒音性・安全性が特に重要で、耐久性や効率性の高さも大切です。

風力発電を考えてみよう

ハイブリッドeハウスでは、最新の技術で開発された、特殊な形状のプロペラを使った高出力な「水平軸型」と航空機の翼の原理を取り入れた低風速稼動・低騒音の「垂直軸型」を、風の流れや周辺環境に合わせて取り入れるようにしています。

水力発電

水力発電は、その原動力を得るための条件が限られますが、大きなエネルギーを生み出す水を利用する事が出来たら実に効率のよい発電が可能です。一般の家庭で使う程度の発電機なら、わずらわしい水利権や許認可も必要ありません。家の脇の小川や排水溝からわずかの水を利用して水力発電が出来ます。

ハイブリッドeハウスでは、条件さえ合えば積極的に取り入れるようにしています。

バイオマス発電

普段はほとんど燃料として使われない木屑や藁などを燃やした熱で特殊な外燃機「スターリングエンジン」を動かし発電機を回すのがバイオマス発電です。効率の良いボイラーを使っているので煙や煤は出ませんし、ペレットストーブを利用する事も出来ます。リゾート地や里山・山村などにはうってつけの発電システムです。

ハイブリッドeハウスでは、条件さえ合えば積極的に取り入れるようにしています。

地中熱

地中熱は、地熱の一種ですが火山活動などの地球内部からの熱ではなく、地下の比較的浅い部分にある低温の熱と地上との温度差を利用した熱エネルギーです。地下の温度は大気の温度変化の影響を受けにくく、一年を通してほぼ一定な為、古くから食品や氷の保存に利用されてきました。この地中熱温度を利用すれば効率的な冷暖房が行えます。冬は、外気より暖かい地中熱をすくい上げ、夏は逆に地上の熱を地中に放出します。この原理を応用したのが地中熱ヒートポンプです。

一般家庭用としては、まだまだ一般的ではありませんがハイブリットeハウスでは、積極的に取り入れていきます。

空気熱

空気から熱を取り出して温度をコントロールするという理論が確立されたのは、190年も前のことです。液体や気体の「圧力を高くすれば温度が上がり、圧力を下げれば温度が下がる」という性質を利用して作られた「ヒートポンプ」技術は、空気熱を利用するシステムです。

ヒートポンプを動かすためにはコンプレッサーを動かすエネルギーが必要ですが、ガスや灯油の燃焼熱を水に伝えてお湯を沸かすより少ないエネルギーで、同じだけの熱を水に伝えることができます。つまり、より少ないエネルギーでお湯が沸かせるということです。最近では、人工合成された強力な温室効果をもつ代替フロンではなく、自然界にもともと存在する物質であるCO2を利用する地球にやさしいヒートポンプ「エコキュート」が使われています。

ハイブリッドeハウスでは空気熱利用の代表格である「エコキュート」「高性能エアコン」が標準装備されています。

排熱

部屋を温めたり冷やしたりした熱を再利用する。せっかく冷やした部屋の空気や温めた空気をそのまま捨てるのではなく、新しい空気に熱だけ移動させる。これは、熱エネルギー有効利用の究極かもしれません。

ハイブリッドeハウスには、高性能な排熱利用の熱交換換気システムが標準装備されています。

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