日本東北大學研究生院科學研究系于2010年6月22日為綜合使用太陽電池、蓄電池及直流供電等的研究大樓“ECOLAB”舉行了竣工儀式(圖1)。ECOLAB為木制結構的兩層建筑,可將太陽能電池產生的電力儲存在鋰離子充電電池中,直接以直流方式用于LED照明等。
ECOLAB大樓設置了5.8kW的太陽能電池和9.6kWh的鋰離子充電電池(圖2)。儲存在鋰離子充電電池中的電力以直流方式分別提供給實施直流供電等驗證工作的“DC生活空間”和研究大樓入口大廳的LED照明(圖3)。向DC生活空間提供24V、600W的電力,向入口大廳提供48V、200W的電力(圖4)。入口大廳的照明采用松下電工制造的LED照明器具。直流供電也采用松下電工制造的直流配電器。這是松下電工首次公開直流配電器(圖5)。
太陽能電池由京瓷制造,使用18個由7塊46W面板構成的322W模塊。鋰離子充電池和充放電控制系統由NEC東金負責提供。鋰離子充電電池具備48個正在面向電動助力自行車銷售的200Wh電池模塊(由于NEC東金剝離電池業務成立了獨立的公司,因此電池單元目前由NEC Energy Devices制造)。
太能電池輸出的電力經DC-DC轉換器降壓至30V后進行充電。該轉換器安裝有大容量的電解電容器,通過在儲存所定電力后進行脈沖充電,“太陽能電池出現功率變動時也可高效充電”(NEC東金)(圖6)。
電池模塊為可拆卸式,充電后的電池模塊可搬運。而且,電池模塊還內置有ZigBee通信模塊,因此還可遠程監控電池使用狀況(圖7)。
DC生活空間中將“洗漱”、“廚房”、“餐廳?書房?客廳”等房間的各部分機能直線排列的“DC桌”(圖8)。衛生間、盥洗臺及洗滌槽等的排水以及健身自行車等生產的微弱電力儲存在鋰離子充電電池中,供筆記本電腦等使用。可直接以直流方式使用筆記本電腦的直流供電導軌是由國譽提供的(圖9)。
此外,ECOLAB大樓還導入了利用太陽熱能的空調系統(圖10)。可將太陽熱能以熱水形式儲存于蓄?槽中,用于除濕空調器及地板制熱。夏季時可一邊通過利用干燥劑的除濕空調器為室內除濕,一邊通過熱泵為地板制冷。而冬季時可在利用太陽熱能進行地板制熱的同時,使用地板制熱后回流的熱水,通過除濕空調器加熱或加濕來自戶外的空氣。(記者:狩集 浩志)
圖2:鋰離子充電電池組件和充放電控制系統
圖3:“DC生活空間”的LED照明
圖4:為“DC生活空間”供電的配電盤
圖5:松下電工的直流配線器
圖6:通過太陽能電池進行充電。位于左側的是電解電容器。
圖7:設置于電池模塊上部的ZigBee模塊
圖8:直線配置盥洗臺、洗滌槽及進餐功能的“DC桌”
圖9:國譽提供的直流供電導軌
圖10:利用太陽熱能的空調系統的概要