キーワード:
政策動向/日本型スマートハウス/スマートグリッド/電力標準化/エネルギーマネジメントシステム/ICT/HEMS、太陽光発電/太陽電池/電力貯蔵/DC給電/LED/エコライブオフィス/ワイヤレス給電/微小電力回収/空調コントロール/蓄電/電気自動車
著者一覧
田路和幸 東北大学 畠中祥子 (財)日本情報処理開発協会 吉田博之 大和ハウス工業㈱ 狩集浩志 日経BP社 堀 仁孝 NECトーキン㈱ 天野博介 パナソニック㈱ 池田一昭 日本アイ・ビー・エム㈱ 木村文雄 積水ハウス㈱;芝浦工業大学 太田真人 積水化学工業㈱ 沓掛健太朗 東北大学 宇佐美徳隆 東北大学 大関 崇 (独)産業技術総合研究所 佐々木 浩 NECトーキン㈱ 小野田泰明 東北大学 | 伊藤 隆 東北大学 藤井克司 東北大学 八百隆文 東北大学 小新博昭 パナソニック電工㈱ 松下幸詞 パナソニック電工㈱ 飯沼朋也 コクヨ㈱ 原川健一 ㈱竹中工務店 高橋俊輔 昭和飛行機工業㈱ 松崎辰夫 (有)品川通信計装サービス 内海康雄 仙台高等専門学校 木村竜士 仙台高等専門学校 古川柳蔵 東北大学 堀江英明 日産自動車㈱ |
執筆者の所属表記は、2011年当時のものを使用しております。
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スマートハウスの概要と展望
【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
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
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
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
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
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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