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開発の目的

 昨今のエネルギーの自由化やお客さまの省エネ、創エネ志向の高まり、ゼロエネルギー住宅(ZEH)の普及等の社会背景に後押しされ、世の中のエネルギーに関する注目が高まっています。

 大阪ガスでは家庭部門において省エネ・CO2削減を促進し、低炭素社会を実現するため家庭用燃料電池コージェネレーションシステム『エネファーム』(以下、『エネファーム』)の開発・普及活動に取り組んできました。経済産業省の「エネルギー基本計画 」(2018年7月閣議決定)および「水素・燃料電池戦略ロードマップ」(2019年3月策定)ではエネファームに対して2030年までに530万台の導入を目指すとされており、社会全体の環境負荷軽減に貢献するためには、エネファームのさらなる普及拡大が必要です。

・省エネ性を高め、より環境にやさしい機器をお客さまに提供すること

・よりお求めやすく、よりコンパクトにすることで、より多くのお客さまにご使用いただけること

 以上を実現できるような、お客さまにとっても、社会全体にとっても有益な商品を目指して新型エネファームtype Sの開発に取り組んでいます。 

最新機種(2020年度機)の概要

 2012年に初代機が発売されたエネファームtype Sですが、さらに機器開発を進め、2020年4月に新製品を発売しました。

<新製品の主な特徴>
(1)発電効率向上
 新製品は、セルスタックの改良と発電ユニットの制御プログラムの改良により、定格出力1kW以下の家庭用燃料電池で世界最高の発電効率55%を実現しました。これにより、現行商品の世界最高発電効率53.5%を更新しました。(2020年1月末時点の大阪ガス調べ)

(2)発電ユニットの大幅な小型化により設置性が向上

 セルスタックの枚数削減およびパワーコンディショナーの小型化により、横幅を現行商品の780mmから600mmにスリム化。これにより、設置面積を約20%削減しました。
(設置面積:新製品1.1m2 ← 従来品1.4m2

(3)耐久性の向上
 主要デバイスであるセルスタックの耐久性を見直すことで、発電ユニットの耐久年数を従来の10年から12年に延長し、より長く製品をご使用いただけるようになりました。

(4)IoTサービスの拡充による利便性向上
 便利なスイッチ「ツナガルスイッチ」をリモコンに追加。スマートフォンの専用アプリと連動した便利機能等を搭載しました。

※2020年度機のラインナップはこちら

新製品の外観(発電ユニット(左)と熱源機(右))



*余剰電力買取をしている場合など、3時間以上安定して定格発電を継続した際の発電効率。
上記以外の場合、定格発電効率は54%(総合効率87%)。

より環境にやさしくするために 〜高い発電効率〜

  大阪ガスのエネファーム、エネファームtype Sの各モデルの発電効率は世代を追うごとに高めてきています。新製品では、京セラ製セルスタックにおいては、製造方法を一部見直すことで、セル積層界面を改良し、性能を大幅に向上しました。
 また、アイシン精機製発電ユニットにおいては、定格での安定動作時にセルスタックへ供給する燃料や水の制御方法を見直すことで、より高い発電効率の運転を可能にしました。加えて、パワーコンディショナーの改良により、AC/DC変換効率も向上しました。これらの改良の積み重ねにより、18年機の発電効率を更新、世界最高レベルの発電効率55%を実現しました。

項目3

より多くのお客さまにご利用いただくために 〜設置性〜

 セルスタック改良により、発電効率の向上と同時に、セルスタックの枚数も削減することができました。これにより、2012年に発売した初代機では140枚であったセル枚数を、78枚まで削減しています。加えて、パワーコンディショナー、貯湯タンク等の補機類を小型化するとともに、発電ユニット内の配置を最適化することで配管の総延長距離も短縮しました。この結果、発電ユニットの横幅を2018年モデルの780mmから600mmにスリム化し、設置面積を約20%削減することができました。
 また、発電ユニットの質量も106kgから86kgに低減しました。このようなコンパクト化により、戸建住宅では約1.1m2のスペースに設置できるようになり、新築集合住宅の共用廊下やバルコニーへの設置も可能です。

項目4

もしもの停電時にも電気とお湯が使える自立運転機能
〜レジリエンス〜

 自立運転機能付きモデルでは、発電中に停電が発生すると、約90秒後に自動で自立運転に切替わり、専用コンセントに出力を開始します。この専用コンセントから700Wの電気を取り出すことができます。
 また、エネファームはガスメーターの漏洩対策のため、定期的に停止しますが、この停止中に停電が生じた際は、エネファームの自立発電機能は使えなくなってしまいます。これを回避するため、2019年7月より、台風などで事前に停電の可能性が想定される場合には、遠隔操作で発電停止を前倒しすることで、発電の継続をサポートするサービスを新たに開始しました。
 さらに、発電ユニット内の凍結防止ヒーターを活用してお湯を沸かす、「ヒーター給湯モード」を新たに開発しました。これにより、都市ガスの供給停止時であっても、お客様に温水をご使用いただけるようになりました。



※数値は定格消費電力の一例です。実際の消費電力は、製品の種類、使用方法により異なります。
 リモコンで電力消費量を確認しながら一つずつおつなぎください。
※バックアップ熱源機の消費電力を含むため、実際に自立運転専用コンセントでご使用いただける
発電出力が700W以下になる場合があります。(燃料電池発電ユニットとバックアップ熱源機を
 セットで設置した場合)
※断水時は給湯をお使いいただけません。
※冷蔵庫は機種によっては使用できないことがあります。



IoTを活用してより快適な暮らしをサポート

 台所リモコンと浴室リモコンに、便利なスイッチ「ツナガルスイッチ」を追加しました。リモコンのツナガルスイッチに4種類の機能のうち1つの機能を割り当てることができます。スマートフォンの専用アプリと連動して、リモコンのスイッチを押すとプッシュ通知がスマートフォンに届いたり、スマートフォンから送ったメッセージが自宅のリモコンに表示されるなど、家族間でのコミュニケーションができる便利機能等を搭載しました。 
 また、リモコンをインターネット回線に接続することで、機器が正常に運転しているかを大阪ガスが遠隔で見守るサービスがご提供できるようになりました。さらに、この機能を活用して、運転制御に必要なソフトウェアの改良版がリリースされた際には遠隔で更新することができ、より安心してお使いいただけるようになりました。

項目6

分散型電源としてのエネファーム 〜VPP〜

 エネファームは天候に左右されず安定した電力供給が可能な機器であり、天候に応じて出力が変動する太陽光発電の補完により系統安定化に貢献できる可能性があります。例えば、晴天で太陽光発電の発電量が多く供給過剰となっている際には、エネファームの出力を下げて需要を増加させ、雨天や急な天候不良時にはその逆もできます。
 エネファームの発電出力を自由に制御でき、常時インターネットに接続されているという特徴を活かして、複数のエネファームをエネルギーリソースとして、あたかも一つの発電所のように制御するバーチャルパワープラント(以下、「VPP」)を構築することで、系統需給調整に活用することができると考えています。大阪ガスでは、経済産業省が公募する「令和2年度需要家側エネルギーリソースを活用したVPP構築実証事業費補助金」の「VPPアグリゲーター事業」に参画し、お客さま宅のエネファームtype S約1,500台(定格出力合計で1メガワット相当)をエネルギーリソースとして系統需要調整の実証を開始します。

項目7

さらに詳しく知りたい方は

固体酸化物形燃料電池について

SOFCシステムの開発経緯

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