日本東北大學(xué)研究生院科學(xué)研究系于2010年6月22日為綜合使用太陽(yáng)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(jié)構(gòu)的兩層建筑,可將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電力儲(chǔ)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(shè)置了5.8kW的太陽(yáng)能電池和9.6kWh的鋰離子充電電池(圖2)。儲(chǔ)存在鋰離子充電電池中的電力以直流方式分別提供給實(shí)施直流供電等驗(yàn)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(kāi)直流配電器(圖5)。
太陽(yáng)能電池由京瓷制造,使用18個(gè)由7塊46W面板構(gòu)成的322W模塊。鋰離子充電池和充放電控制系統(tǒng)由NEC東金負(fù)責(zé)提供。鋰離子充電電池具備48個(gè)正在面向電動(dòng)助力自行車(chē)銷(xiāo)售的200Wh電池模塊(由于NEC東金剝離電池業(yè)務(wù)成立了獨(dú)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(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換器降壓至30V后進(jìn)行充電。該轉(zhuǎn)換器安裝有大容量的電解電容器,通過(guò)在儲(chǔ)存所定電力后進(jìn)行脈沖充電,“太陽(yáng)能電池出現(xiàn)功率變動(dòng)時(shí)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(yùn)。而且,電池模塊還內(nèi)置有ZigBee通信模塊,因此還可遠(yuǎn)程監(jiān)控電池使用狀況(圖7)。
DC生活空間中將“洗漱”、“廚房”、“餐廳?書(shū)房?客廳”等房間的各部分機(jī)能直線排列的“DC桌”(圖8)。衛(wèi)生間、盥洗臺(tái)及洗滌槽等的排水以及健身自行車(chē)等生產(chǎn)的微弱電力儲(chǔ)存在鋰離子充電電池中,供筆記本電腦等使用??芍苯右灾绷鞣绞绞褂霉P記本電腦的直流供電導(dǎo)軌是由國(guó)譽(yù)提供的(圖9)。
此外,ECOLAB大樓還導(dǎo)入了利用太陽(yáng)熱能的空調(diào)系統(tǒng)(圖10)??蓪⑻?yáng)熱能以熱水形式儲(chǔ)存于蓄?槽中,用于除濕空調(diào)器及地板制熱。夏季時(shí)可一邊通過(guò)利用干燥劑的除濕空調(diào)器為室內(nèi)除濕,一邊通過(guò)熱泵為地板制冷。而冬季時(shí)可在利用太陽(yáng)熱能進(jìn)行地板制熱的同時(shí),使用地板制熱后回流的熱水,通過(guò)除濕空調(diào)器加熱或加濕來(lái)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(tǒng)
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(pán)
圖5:松下電工的直流配線器
圖6:通過(guò)太陽(yáng)能電池進(jìn)行充電。位于左側(cè)的是電解電容器。
圖7:設(shè)置于電池模塊上部的ZigBee模塊
圖8:直線配置盥洗臺(tái)、洗滌槽及進(jìn)餐功能的“DC桌”
圖9:國(guó)譽(yù)提供的直流供電導(dǎo)軌
圖10:利用太陽(yáng)熱能的空調(diào)系統(tǒng)的概要