来自东京工业大学、早稻田大学和富山大学的研究小组开发了一种太阳能电池板和电池的投资优化方法,可保证家庭零净能耗(ZEH)。其他参与的大学包括大阪大学、广岛大学、北九州市立大学和京都大学。据说这是工程学和经济学共同创造性研究的结果。
ZEH(净零能耗房屋)是指配备高度隔热的外壳和高效节能设备,并利用可再生能源实现年度一次能源消耗净零或负的房屋。实现ZEH对于家庭领域的节能至关重要,但从居民的角度来看,促进设备普及的措施存在问题,特别是对太阳能发电的适当资金投入考虑不够系统和电池存储系统。
研究团队开发了一种基于数据的太阳能电池板和蓄电池投资优化方法,既经济又实现ZEH。到目前为止,导出最优解需要大量的计算时间,但这次我们设计了一种改变蓄电池充电量的方法(非凸约束的转换方法),并成功地将问题简化为线性优化问题这很容易计算。
利用该方法,我们利用福冈县北九州市城野地区的实际居民用电数据进行计算发现,如果通过适当的电价进行资本投资,居民用电的经济成本可降低约35%平均而言。此外,从优化方法的投资额来看,可再生能源发电量超过了用电量。此外,该地区基于共享蓄电池的资本投资降低了约40%的经济成本,证明了在区域层面以较小的太阳能电池板面积实现ZEH的可能性。
这将有助于减少住宅用电产生的二氧化碳排放,并为全球实现碳中和做出贡献。