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創エネ

ZEHのポイント3:「創エネ住宅」をつくる

ZEHでは、自然エネルギーを活用した環境負荷の低い設備で自宅の電力をまかなう「創エネ住宅」にすることが不可欠です。ソーラーパネル(太陽光発電システム)などが、その最たる例でしょう。

東日本大震災以降、電力会社から供給される電気だけでなく、自分が使うエネルギーは自分でつくろうと、住宅の屋根にソーラーパネルを設ける方が増えています。ソーラーパネル以外にも燃料電池(エネファームなど)や、少数ではありますが風力発電で「創エネ」を試される方もいます。

「創エネ住宅」は補助金を利用すべし

「創エネ」設備を住宅に取り付けるとなれば、多額の設備投資が必要になります。例えばソーラーパネルの場合、1kWあたり30万円前後が相場。普及が進むにつれて一時期より安くなったとはいえ、一般的な4~5kWのものだと150万円前後はかかります。

また、ソーラーパネルだけを付けても、その電力は使えません。安定した交流電力を得るには、「パワーコンディショナー」や「屋内分電盤」といった設備も必要です。さらに工事費もかかるでしょう。そんなときに頼りになるのが、自治体の補助金です。東京都を一例にみると、1kWあたり2万円の補助金が受けられますし、ZEHとして国から補助金を得るとなれば100万円以上の額が支給されます。

なお、補助金は募集期間内でなければ申請できませんので、補助金交付を検討されている方は事前に確認する必要があります。

「創エネ住宅」の設備例

ソーラーパネル(太陽光発電システム)

自然エネルギーを活用した発電システムとして、もっとも効率的で普及が進んでいるシステムです。初期費用がかかりますが、電気代が不要になることや電力会社への売電により元を取ることも可能です。

ソーラーパネルの耐久年数

ソーラーパネルは、強化ガラスで作られています。そのため、飛んできた枝などによる多少の衝撃や、カラスや鳥のくちばしで与えられる衝撃程度は問題ありません。この程度であれば傷がつくことはありませんが、経年劣化により発電効率が低下します。年率1%程度の効率低下なので、急激に低下することはありません。もし一部分が破損しても、周囲を迂回して電気が流れるので発電量はなくなりません。

ソーラーパネルの種類や形

ソーラーパネルの種類には、大きく分けるとシリコン系と化合物系の2通りがあります。住宅で多いのが単結晶型シリコン系パネルです。種類とサイズを設置場所に合わせて組み合わせて利用することになります。太陽電池と屋根の一体化タイプや、カーボートの屋根に設置するタイプなどがあります。片流れ屋根など、屋根の形状に合わせて選ぶことができます。

ソーラーパネルを設置する際のポイント

太陽光発電システムは天候で発電効率が左右されます。そのため、雨天や曇天には発電率が落ち込みますし、雪などで覆われてしまうと発電が行えません。そのことから、北海道などの雪国では太陽光発電は不利と考えられています。しかし昨今では、雪国での使用に特化した雪への対策を施したソーラーパネルも発表されました。ZEHは今後、技術の進歩を経て、全国的にも普及する可能性が高くなっています。設置する際には、日あたりや、日照時間、向きなどを考えて設置場所を決めましょう。

家庭用燃料電池(エネファーム)

都市ガスに含まれる水素を燃料とした発電システム。電力会社から供給される電力使用量を減らせます。

家庭用燃料電池の仕組み

家庭用燃料電池(エネファーム)の発電の仕組みは、LPガス・都市ガスから水素を取り出して、空気中の酸素に熱を加えて結合させると、結合時の爆発で熱・エネルギーが発生します。この熱を給湯や暖房に、エネルギーを発電機に回して電気を作り出すことができます。昨今では、LPガスや都市ガスから水素を取り出すのではなく、直接ガスを燃やして発生させる熱とエネルギーで小型ガスエンジンを回して電気を作るシステムを持つ発電・給湯システムも注目されています。

家庭用燃料電池の省エネ効果は抜群!

先に述べた仕組みにより、家庭用燃料電池は、従来捨てられていた熱を給湯や暖房に回すことで、一次エネルギーの消費を抑えることが可能です。電気を作る際の排熱で足りない部分については、バックアップ熱源で補います。このように電気とお湯・熱を同時に作りだすことで、使う電気やガスを大幅に削減する高い省エネ効果があります。

家庭用燃料電池の効率性

発電所から送電される間には途中で大体5%程度のエネルギーロスが発生しています。熱については排熱されるので家庭場で運ばれて活用できることはありません。しかし、自宅で発電する家庭用燃料電池を利用すると、電気と熱を効率的に受け取ることができます。

風力発電

平均風速が6m/秒ほどで1kWのソーラーパネルと同程度の電力が得られるとされ、数台設置することで一般住宅の消費電力をまかなうことも可能です。ただ、現実的にはそれほど風が吹く地域は少なく、風力発電機とソーラーパネルを組み合わせた「ハイブリッド発電システム」を採用される方が多いようです。

風力発電の仕組み

風力発電は風の力で風車・プロペラを回して、その回転力で発電機を回して発電を行います。家庭用の場合、発電エネルギーを直流に変換してバッテリーに蓄え、家庭用の交流100Vに変換して電源として利用することができます。風がないと発電できないため、太陽電池などと組み合わせて取り入れられます。組み合わせている場合は、雨天や曇天に風力発電、晴天で風のない日には太陽電池で発電を行うことができます。

風力発電の収益性

風力発電は回転の運動により発電機を回して発電するため、風力エネルギーの4割を電気エネルギーとして変換できるという高い効率性を持つ発電方法です。ですが、風力発電は一定の風力がなければ、家庭用電源に利用したり、売電できたりするほどの発電は期待できません。そのため収益性を考えると、太陽電池との組合せなど他の発電方法と組み合わせて安定供給できるようにする必要があります。

風力発電の定格出力と補助金

家電で風力発電した電気を使うには、200W以上の定格出力を持つものを設置する必要があります。風向きの制御をしなくてもよいダリウス型、発電率の高いプロペラ型など、設置場所の風量に合わせて設置を検討すると良いでしょう。風力発電を家庭に普及させる導入支援で自治体から補助金や融資を受けられることがあるので、設置の前には自治体でそうした取り組みがないか確認してみるようにしましょう。

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