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電気やガスなどエネルギーの使用状況の「見える化」や分析、自動制御など、全般的なエネルギーマネジメントを可能にするEMS(エネルギー・マネジメント・システム)。

その中には工場を対象としたFEMSや住宅を対象としたHEMSなど、複数の種類があるが、オフィスビルや商業施設などを対象としたシステムがBEMS(ベムス)だ。

BEMSはBuilding and Energy Management Systemの略で、「ビル・エネルギー管理システム」といった意味になる。各種センサーや監視装置、制御装置などの要素技術で構成されたシステムだ。

BEMSによって空調や照明などの設備機器によるエネルギー使用状況を「見える化」できる。さらにこうした設備機器の稼働を自動で制御することも可能だ。

いわば業務用の建物によるエネルギーを総合的に管理できるシステムだ。省エネやCO2(二酸化炭素)排出量の削減に欠かせないシステムとして、今後のさらなる普及が予想される。

この記事では、BEMSの概要や仕組み、導入事例などについて解説する。

 

BEMSでできること

BEMSの主要機能の一つが、エネルギーの使用状況の「見える化」だ。

BEMSによって、電気やガスなどのなどのエネルギー使用状況や、各種の設備機器による稼働状況を一元管理できる。こうしたデータを専用端末やパソコンの画面などで閲覧できるのだ。

これによって「いつ」「どこで」「何が」といった観点でエネルギーの使用状況を詳細に把握でき、建物全体として省エネを実現するための改善プランを立てられることになる。

もう一つの大きな機能が、設備機器の「制御」だ。空調や照明などのエネルギー機器や発電・蓄電設備などを自動制御することで、電力使用量の削減やピークカットにつなげていく。具体的には「人感知センサーと連動して一定時間人のいない部屋の照明を消す」「温度センサーと連動して空調温度をコントロールする」といったものが例に挙げられる。

機器を適切に制御することで、省エネを進めつつ、人に我慢を強いない快適な環境を両立することが容易になる。

 

BEMSの仕組み

BEMSは建物や施設の種類によって、システムの構成や要求される機能が多岐に及ぶ。

一般的にBEMSを構成するサブシステムは「エネルギー情報システム」「エネルギー制御システム」「エネルギー管理共通基盤」の3種類に分けられる。

エネルギー管理共通基盤では、人探知センサーや温度・湿度センサー、エネルギー機器などからデータを収集・蓄積、エネルギー情報システムでそうしたデータの見える化や分析、さらにエネルギー制御システムによって、空調や照明などの機器を最適制御するといった具合だ。

BEMSの例(出典:環境省の資料より)

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また一般社団法人 電子情報技術産業協会では、BEMSが制御する設備機器として、ビル内の設備機器のほか、各オフィスに設置されている各種のIT・エレクトロニクス機器類も対象として考え得るとしている。近年、こうした機器のエネルギー使用状況を可視化・制御できるソリューションの登場を考慮したためという。

これらに加え、今後は「太陽光発電装置」「コジェネレーション(熱電併給)設備」のような創エネ装置のほか、蓄電池なども制御の対象になるとしている。

昨今、BEMSを構成する機器類は必ずしも建物内に設置されるとは限らない。監視装置や分析装置は、エネルギー管理を手がける業者のクラウド上に設置されるケースもあり、遠隔地から複数の拠点を一括して管理するスタイルを採るところもある。特に中小規模の建物や複数のチェーン店をもつような場合、一括してエネルギー管理するメリットは大きく、今後広がるものとみられる。

 

活用事例

中小規模のビルのBEMS導入事例として、ライオン両国ビル(東京都墨田区)のケースを見てみる。同ビルは1971年4月完成で、地上10階、地下1階建て。延床面積は約8,447平方メートル。用途は事務所で、契約電力は600kW。2013年度に東京及び国の補助金を活用してBEMSを導入した。

同ビルでは、2011年3月の東日本大震災を機に耐震対応と合わせ、さまざまな省エネ対策を進めていたが、見える化の取り組みがなかったため、その効果を検証することが難しかったという。

目視と手動によるデマンド管理のため、夏にデマンド超過を起こしてしまうこともあった。

そこで、フロア単位での使用電力量や動力、照明など用途別の使用電力量を把握しようとBEMSを導入した。同システムはビル全体で動力と電灯(計44点)の使用電力量を計測し、8点で空調を制御した。

こうした見える化と自動制御の結果、契約電力超過を防ぐことができたという。

たとえば導入前は夏期に冷凍機がフル稼働していたが、導入後は設定したデマンド値(最大需要電力)を超えそうになると警報で通知するようになった。加えて、換気ファンなど、あらかじめ登録しておいた機器の運転も自動停止できるようになった。

また、管理室で各部屋の室内温度を把握し、空調を遠隔操作できるようになったため、快適性を損なうことなく空調設備を間欠運転することが可能になったという。建物全体の電力使用量にも顕著な削減効果があったそうだ。

さらに、用途別の電力使用量を分析することで電気を大量に使っている機器、改修する必要がある機器を明らかにすることができた。今後、省エネのために中長期の修繕計画に生かしていく計画だという。

 

BEMSの普及率

BEMSの市場規模や普及率について、総合マーケティング会社の富士経済(東京都中央区)が調査結果をまとめている。

調査結果によると、BEMSの市場規模は2015年度には141億円だったが、2020年度には203億円(2015年度比44%増)、2025年度に226億円(同60.3%増)に拡大するという。

富士経済は市場拡大の要因として、「建物の付加価値の一つとして安定した需要が見込める」ほか、「新規電力事業者が事業の一つとしてBEMSの販売を強化すること」、さらに「政府の普及支援策がそれを後押しすること」を挙げている。今後、中小規模のビルも含め、導入が着実に広がっていく見込みだ。

普及率を見てみると、「有望4業種施設」(事務所ビルと物販・飲食・サービス施設、医療・福祉・宿泊施設、大学)での普及率は2015年度で12%。中でも物販・飲食・サービス施設が29.4%で最も高い。事務所ビルは4.3%と最も低かったが、2020年度には18.7%に高まると予測されている。物販・飲食・サービス施設についても2020年度に35.9%に高まるという。チェーン化率が高いうえに、総エネルギー消費量に占める電力の割合が高いことから、BEMS導入による使用電力量削減のメリットが大きいためだ。

 

おわりに

省エネの基本となるエネルギー使用状況の見える化だけでなく、管理と分析、制御も含めた全般的なマネジメントを可能にするBEMS。

データを元にしたきめ細かな制御によって、エネルギー使用量の削減やデマンドコントロールをより効果的に実施しつつ、快適性との両立を期待できる。

国による普及後押しの動きもあることから、今後は中小規模ビルを中心に、さらにすそ野が広がりそうだ。

 

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