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環境事業

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太陽熱利用システム(太陽集熱器)

太陽熱利用システムとは?

太陽熱利用システムは「再生可能エネルギー」のひとつであり、太陽の熱を使って温水を作り、給湯や冷暖房に利用するシステムです。
国内で最も普及しているのは、住宅用の太陽熱温水器ですが、ホテル、病院、福祉施設など業務用建物でも使用されています。

世界の太陽熱利用機器の導入状況

■世界の太陽熱利用機器の累積導入量

世界の太陽熱利用システムの導入量は増加傾向にある。

太陽光発電システムとの比較

太陽熱利用システム

熱(温水など)

給湯 ・ 暖房 ・ 冷房

40%~60%

熱需要の多い建物に限られる

600kWh/㎡(注1)

比較内容

供給エネルギー

利用用途

エネルギー効率

適用建物

単位面積当たりの
供給エネルギー

太陽光発電システム

電気

電気建物内の電気製品等
電力会社への売電

電気

広範な建物に設置可能(多様性)

電気130kWh/㎡(注2)

(注1)年間傾斜面日射量1,300,000kcal/㎡、集熱効率40%として想定 (ソーラーシステム振興協会より)
(注2)設備利用率:約12%)として算出(資源エネルギー庁「買取制度小委員会」資料より)、パネル面積8㎡/kWと想定

【太陽熱利用システムの特徴】

  • 太陽熱は太陽光発電よりエネルギー変換効率が3倍!
  • 熱需要の多い建物には非常に有効な設備

集熱部分(ガラス管内部)には一切注水せず、集熱運転を可能にした構造

集熱部分(ガラス管内部)の熱をヒートパイプで瞬時にヘッダー管部に伝えることで、給水された水を加熱・昇温させる方式。ガラス管とヒートパイプは運転中でも1本ずつ引く抜くことが可能であり、メンテナンス性に優れる。

  • 真空管形と平板形の比較
真空管

真空層が壁となり熱が逃げにくく、冷たい外気の影響も受けないので保温性が高い

平板形

空気を通して熱が逃げやすく、冷たい外気の影響を受けるので保温性が低い。

  • 集熱部に水は入りません
集熱部(真空二重ガラス管)
ヒートパイプ
ヘッダー管

集熱部にある真空二重ガラス管内に装着されたヒートパイプとヘッダーパイプとの間で熱交換して水を温めますので、従来の真空管式太陽集熱器で発生していた集熱部の急激な熱変化によるヒートシック等のガラス管内でのトラブルが発生しません。

真空ガラス管形(ヒートパイプ形)太陽集熱器 FSP-2100の特徴

  • 真空二重ガラス管構造で集めた熱を逃さない(真空断熱効果)
  • 朝・昼・夕と効率よく集熱できる(円筒集熱効果)
  • 独自のヒートパイプにより、集熱部に水を通さない構造と落水方式のシステムにする   ことで凍結・沸騰によるトラブルを回避。メンテナンス性に優れている
  • 実風による 耐風圧試験(65m/s以上)をクリアした太陽集熱器
  • 環境省 L2-Tech認証取得[※2016年度夏版・冬版/2017年度夏版・冬版/2018年度L2-Tech認証 ]

太陽熱利用システムの用途

お風呂などで大量のお湯を利用する施設や建物

  • 高齢者福祉施設、障害者福祉施設、病院、寮など ~ 日々の入浴における化石燃料消費量の削減と温室効果ガスの排出低減 ~

(運営団体:社会福祉法人、医療法人、学校法人、企業など)

  • 温浴施設、スポーツクラブなど~ 温水プール・源泉の昇温等のボイラー燃料コスト削減と温室効果ガスの排出低減 ~

(運営団体:企業、地方公共団体など)

熱需要のある施設や工場

  • 給食センター、工場など ~ ボイラー給水昇温による熱エネルギーコストの削減と温室効果ガスの排出低減 ~

(運営団体:企業、地方公共団体など)

太陽熱利用システム 参考システム写真 フロー[蓄熱 - 給水昇温 FSP-2100]

[参考] 高齢者福祉施設(50床)への導入 設置例

2019年度 太陽熱利用システムの補助事業について 【 概要 】

  • 業務用太陽熱利用システムの導入には、国(環境省)の補助事業が活用できます。
[補助対象経費]

① 設計費⇒ 

cf. 実施設計 ( 詳細設計 ) ※実施設計を申請する場合は、補助事業のスケジュール上、2か年申請を想定

② 設備費

熱利用導入に必要な機械装置等(太陽集熱器、架台、貯湯槽(又は、蓄熱槽)、集熱ポンプ、制御盤・計測機器、機器据付費、配管工事・電気工事
★補助熱源、熱交換器、2次側への供給用ポンプは対象外

③ 工事費

導入事業に不可欠な工事(機械基礎工事:必要最低限)
★建屋・既設撤去費は対象外 ※消費税は対象外

[事業期間]

原則単年度 [但し、工程上不可能な場合に限り、2か年申請可能。この場合、毎年度、出来高及び支払いが発生することが条件]

[要件/条件など]

※地方公共団体以外による事業に関しては、地方公共団体の推薦書を添付する必要あり
※CO2排出削減を目的とする補助事業です。補助事業の適正な管理のため、補助事業により設置した再生可能エネルギー熱利用設備においてのCO2排出削減量報告などの報告義務があります。(最低4年間)
※設備規模要件等あり