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何かと耳にするエネファームとは?

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最近よく耳にするエネファームとはどのようなものでしょうか。おうちで発電が出来るのがウリのエネファームについて、詳しく説明します。

何かと耳にするエネファームとは?
  • エネファームとは、家庭用燃料電池の愛称(ニックネーム)で、「エネルギー」と「ファーム=農場」を合わせた造語です。
  • エネファームで発電する原理は、都市ガス・LPガス・灯油などから、改質器を用いて取り出した水素と、空気中の酸素を化学反応させて、電気をつくり出します。

エネファームとは?

エネファームとは家庭用燃料電池の愛称(ニックネーム)で、「エネルギー」と「ファーム=農場」を合わせた造語です。燃料電池実用化推進協議会 (FCCJ) が家庭用燃料電池の認知向上を推進するために2008年に統一名称化したものです。

なぜ「ファーム」なのかというと、それはエネファームが「自宅で電気とお湯を同時につくる新しい創エネシステム」だからです。エネファームが発電装置として発電する際に発生する熱によって、お湯も沸かすため、エネルギーをムダなく使うことができる節電性の高い装置として注目されています。

燃料電池とは? 燃料電池とは、水素(H2)と酸素(O2)の電気化学的な反応によって、電気を継続的に取り出すことが出来る「発電装置」です。化学反応に伴うエネルギーを電気エネルギーに直接変換するため、発電時のエネルギー効率が高い上、廃棄物が排出されないため、効率よくクリーンな電気エネルギーが発電できる次世代の「発電装置」として期待されています。

エネファームの仕組み

エネファームで発電する原理は、水の電気分解の逆で、都市ガス・LPガス・灯油などから、改質器を用いて取り出した水素と、空気中の酸素を化学反応させて、電気をつくり出します。さらに、発電の際に発生する熱を捨てずにお湯をつくり、給湯に利用します。したがってエネファームでの発電は、自宅で行なうため送電ロスも無く、排熱もムダにしない、エネルギーをフルに活用するシステムと言うことができます。このシステムにより、燃料の持つエネルギーの70~80%を利用することが可能とされています。しかも、発電の際には水素を用いるため、二酸化炭素(CO2)が発生しないというメリットもあります。

水の電気分解「水の電気分解」では水に電気を流すとマイナス極に水素が、+極に酸素が発生します。H2Oだった水がHとOにななるわけです。エネファームはこの逆の作業を行って電気を発生させます。

エネファームは大分して下記のような6つの装置から構成されています。

何かと耳にするエネファームとは?
  1. 改質器:都市ガス・LPガス・灯油などの燃料を水蒸気改質して水素ガスを得ます(同時に熱も発生します)。
  2. 固体高分子形燃料電池スタック:改質器からの水素と空気中の酸素を反応させて、直流電力を発生させます(同時に熱も発生します)。
  3. インバータ:直流から交流への変換、系統連系に関する諸機能を司ります。
  4. 熱回収装置:改質器と燃料電池スタックから熱を回収して温水を作ります。
  5. 貯湯槽:温水を貯めておきます。く
  6. バックアップ熱源:貯湯槽の温水が不足になった場合に温水を供給します。

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エネファームのラインナップ

エネファームは2009年に発売されて以来、高効率化・小型化・低コスト化が行われ、「マンション向け」や「停電時運転機能付き」などラインナップが充実してきています。現在売りだされているモデルには、発電出力750~1000W程度、排熱出力1000~1300W程度のものがメインで、固体高分子形燃料電池(PEFC)と固体酸化物形燃料電池(SOFC)の2種類があります。代表的な機種は以下の様なものです。

エネファームの代表的なモデルラインナップ
製造メーカー パナソニック 東芝燃料電池システム JIX日鉱日石エネルギー アイシン精機
燃料電池型式 PEFC PEFC SOFC SOFC
定格出力 750W 700W 700W 700W
貯湯量・温度 147㍑・約60度 200㍑・約60度 90㍑・約70度 90㍑・約70度

※ JIX日鉱日石エネルギー社製SOFC型家庭用燃料電池エネファームは、2015年3月末までの生産・受注をもって販売が終了しています。

固体高分子型燃料電池(PEFC)と固体酸化物型燃料電池(SOFC)エネファームとして当初から発売されていたのはPEFCの方でしたが、低コスト化という点では、発電効率が50%以上と、PEFCの30~40%程度より高いSOFCが、今後主流になると考えられています。SOFCは発熱効率が高いことのに加えて、構造が簡単で大規模化が容易なことや、白金(Pt)などの高価な触媒材料がSOFCでは不要であることなどもあり、国内メーカーが当面の目標としている価格50万円の燃料電池の商品化も不可能ではないとする専門家の見解もあります。現在価格が270万円ほどであるだけに、低コスト化は普及を促進するためにも不可欠とされています。

 

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