エネルギー回収システム(マイクロ水力発電)

[画像] 空調の水など未利用のエネルギーを有効活用するシステムです。

オフィスビルやホテル、病院、工場の空調設備、工業用水の配管設備などには、冷却水や循環水といった、これまで見逃されていた未利用の水力エネルギーがあります。日立産機システムは、これを利用して10kW以下のマイクロ水力発電を行う「エネルギー回収システム」を提案しています。

* 本ページに記載のCO₂排出抑制量は当社の環境効果評価プログラム「SI-LCA」による評価です。

地球環境への貢献・エネルギー創造をめざす！

モーター事業に始まり、産業電機分野の製造や販売、保守・サービス、システムソリューションまでを手がける日立産機システム。これまで“小型・軽量・高機能化”から“安全・快適”という時代の変化に合わせたテーマで、さまざまな技術開発を行ってきました。そして現在では“環境・省エネに貢献する”を事業コンセプトに機器やシステム開発に取り組んでいます。

[画像] 10kW以下のマイクロ水力発電で未利用のエネルギーを回収！

例えば工場の省エネルギーについて診断・調査し、改善策などを提案する工場エネルギー管理システム(FEMS)、太陽光・風力・水力などの自然エネルギーを利用する「やまホタル構想」*1などを提案しています。
このやまホタル構想の一部でもあるエネルギー回収システムは、今まで利用していなかった水のエネルギーに注目。環境負荷の少ない、自然のエネルギーとしてを有効活用する環境・省エネルギー提案の一つです。

*1: 自然と共存する産業を育み、ホタルのようなやさしいあかりをともすエネルギーをつくり出していきたいという考えのもと「やまホタル構想」と名付けました。

エネルギー回収システムとは？

水資源に恵まれた日本で、これまで見逃されていた水の流れがあります。エネルギー回収システムはオフィスビルやホテル、病院、学校、工場などの空調設備の冷却水、工場で使用されている工業用水などに着目しました。例えば、冷水(冬は温水)を蓄熱水槽に蓄えて空調を行う蓄熱空調設備の場合、冷却水を建物の空調機から配管を通して地下の蓄熱水槽へと循環させています。このような冷却水などの水の落差や流れを活用し、水が持つ位置エネルギーを電気エネルギーに変えて回収します。仕組みは水を循環させる配管に、発電機と一体になった水車を取り付け、これを水の力により回転させて発電するものです。いわば、配管の中に小さな水力発電設備があると考えればわかりやすいかもしれません。

[画像] 9kWマイクロ水車発電機

[画像] 3kW機種の設置事例

[画像] ～エネルギー回収率約60％～　一般家庭約18世帯分の消費電力に相当する発電出力9kW！

回収した電力は、設備の動力を低減したり照明・給湯用などに使用したりと幅広く活用できます。狭い空間でも設置しやすいように、小型・軽量化をはかりました。
このエネルギー回収システムを利用することで、通常は見逃していたエネルギーの約60％を回収することが可能です。例えば35mの落差があり、毎分2.8立方メートルの水が流れる場合では9kWの電力を作り出すことができます。これを一般家庭の消費電力に換算すると約18世帯に相当し、年間CO₂を約35.0トン*3排出抑制することが可能です。

*2

省エネルギーセンター「待機時消費電力調査報告書」より算出。

省エネルギーセンター (新規ウィンドウを表示)

*3

CO₂排出抑制量(t/年)は一般電力事業者の2008年度排出係数 0.444(kg-CO2/kWh) により算出
（電気事業連合会「電気事業における環境行動計画」(2009年)、クレジット考慮せず）。

環境保護という点からも、身近な自然エネルギーを有効に活用していくことや、それをシステム化していく技術の役割はますます重要になっていくことでしょう。

[画像] 3kW機種インライン設置例

[画像] 省エネ効果例

*4: 電力会社との契約料金、流量、落差、稼働状況により年間省エネ効果金額は変わります。

環境にやさしい事業所を実現

[画像] ～年間電力約42,000kWhの発電で～年間約70万円の電気料金の削減

[画像] 富士ゼロックス株式会社の外観写真
富士ゼロックス株式会社　岩槻事業所

実際にこのエネルギー回収システムを取り入れている富士ゼロックス岩槻事業所(埼玉県)では、生産から開発中心へと事業内容が移行したのをきっかけに、所内のパソコン台数が増加しました。それにともない空調設備にかかわる電力使用も増え、よりいっそう消費電力の抑制が求められることとなりました。昼休みの消灯や冷暖房温度の設定管理はもちろん、深夜電力を活用した空調設備の導入など積極的な取り組みを進めつつ、新たな省エネルギーの手段を模索していました。
そこで空調設備の冷水を利用して発電を行うエネルギー回収システムを採用。システム第一号機として稼働を始めた2003年以降、年間約4万2,000kWhの電力を発電し、廊下やエレベーターの照明用などに利用されています。これは年間CO₂排出抑制量に換算すると約18.6トンにもなります。
このような省エネルギーや環境保全への積極的な取り組みは、同社の社会貢献活動における高い評価にもつながっています。

[画像] 導入事例写真二次効果：水車発電機の回転数制御(圧力制御)により負荷の追従がスムーズになり、循環ポンプの消費電力の削減と、配管系統への圧力が軽減。その結果、ポンプの省エネにもつながりました。