Loading article…
ドレイク・ランディング・ソーラー・コミュニティ（DLSC）は、カナダのアルバータ州オコトクスにある計画都市で、中央太陽熱暖房システムやその他のエネルギー効率の高い技術を備えています。この暖房システムは北米では初のものですが、北ヨーロッパでははるかに大規模なシステムが建設されています。コミュニティ内の52戸の住宅（サイズやスタイルにほとんど違いはなく、地上階の平均床面積は145m² ）は、ガレージの屋根にある太陽熱集熱器からの熱を蓄える太陽熱地域暖房システムで暖房され、地下の季節蓄熱システム（STES）によって年間を通して暖房が可能になっています。[ 1 ]
このシステムは、地球温暖化と化石燃料の燃焼に対処する方法をモデル化するために設計されました。太陽エネルギーは、52軒すべての家のガレージの屋根に設置された800個の太陽熱コレクター[ 2 ]によって捕捉されます。 [ 3 ]北米初の太陽光発電住宅地として宣伝されていますが[ 4 ]、電力と輸送のニーズは従来の供給源によって満たされています。
2012年にこの設備は、太陽エネルギー利用率97%という世界記録を達成しました。つまり、1年間でコミュニティの暖房需要のその割合を太陽エネルギーで賄ったということです。[ 5 ] [ 6 ]
2015～2016年のシーズンには、この設備は太陽熱利用率100%を達成しました。[ 7 ] [ 8 ]これは、長年の充電を経て、ついに地中熱貯蔵システム（BTES）が高温に達したこと、制御方法の改善、ポンプをほとんどの時間低速で運転すること、余分なエネルギー需要の削減、および気象予報を使用して異なる貯蔵タンクとループ間の熱伝達を最適化することによって達成されました。他の年には、補助ガスヒーターが年間のごく一部の期間使用され、地域ループに熱を供給します。システムの成績係数は30です。
当初の4年間の試験期間をはるかに超える約17年間の継続的な監視、性能分析、および改善を経て、カナダでの用途におけるこの種のシステムに関する膨大な知識と経験が蓄積されました。
2020年、システムに劣化の兆候が現れ始め、深刻なメンテナンス上の問題が発生しました。修理に必要なシステム部品、知識、技術力を持つ人材の確保がますます困難になっていました。システム障害への対応として、ドレイク・ランディング・ソーラー社は、地域住民の住宅に確実に暖房が行き渡るよう、システムに冗長性を追加しました。
今後の対応策について徹底的に調査した結果、システムを安定的に稼働させるために必要な多額の再投資は、ドレイク・ランディング・ソーラー・カンパニーの取締役会にとっても、地域社会全体にとっても、到底負担できるものではないと判断された。
2024年にドレイク・ランディング・ソーラー・コミュニティの廃止プロセスが開始され、52戸の住宅の大部分が天然ガス燃焼炉に転換された。[ 9 ]
この区画には、800 個の太陽熱集熱器 (総面積2293 m 2 ) が設置された住宅が 52 軒あります。これらの太陽熱集熱器は、住宅の裏手にあるガレージの屋根に設置されています。典型的な夏の日には、これらの集熱器は 1.5メガワットの熱エネルギーを生成できます。グリコール溶液 (不凍液、水と無毒のプロピレングリコールの混合物[ 10 ] [ 11 ] ) は太陽エネルギーで加熱され、断熱された配管を通って地下のトレンチ システムを通ってコミュニティのエネルギー センター内の熱交換器に送られます。これは太陽熱集熱器ループとして知られています。グリコール溶液は、短期貯蔵タンク内の水に熱を伝達します。地域暖房ループは、 エネルギー センター内の熱交換器で水が 40 ～ 50 ℃ まで加熱されることから始まります。この低い温度は、太陽熱集熱が低温により適しているため、エネルギー効率が高くなります。これにより、各住宅で利用できる熱の総量が増加します。
暖かい時期には、以前に加熱された水が短期貯蔵タンクから地中熱エネルギー貯蔵（BTES）に送られます。地中熱エネルギー貯蔵ユニットは、地下37メートル（121フィート）に位置する144の穴で構成され、直径約35メートル（115フィート）の範囲に広がっています。水はエネルギーセンターの短期貯蔵タンクに戻り、再び加熱されて回路が完成します。寒い時期には、BTESからの水が短期貯蔵タンクに戻り、各家庭に送られます。温水タンクと同様に、加熱された水は熱交換器を通過し、温かいファンコイルに空気が吹き付けられます。熱は水から空気に伝わり、ダクトを通して家中に送られます。温度がサーモスタットで指定された温度に達すると、自動バルブが熱伝達ユニットを停止します。[ 12 ]
エネルギーセンタービルは、232平方メートル（2,500平方フィート）の建物で、2007年に運用を開始しました。[ 13 ]この建物は、利用している52軒の住宅すべてに非常に近い場所に位置しています。短期貯蔵タンクと、ポンプ、熱交換器、制御装置などのほとんどの機械設備が設置されています。太陽熱集熱ループ、地域暖房ループ、および地中熱エネルギー貯蔵ループがエネルギーセンターを通過しています。2つの水平水タンクがエネルギーセンター内のスペースの大部分を占めています。これらのタンクは直径12フィート（3.7メートル） 、長さ36フィート（11メートル）です。エネルギーセンター内の残りのスペースには、ポンプ、バルブ、熱交換器、およびエネルギーシステムを操作および制御するために必要なその他の機器が設置されています。これらのタンクは短期熱貯蔵（STTS）として知られています。[ 12 ]
エネルギーセンターには、 ポンプ設備やセンサー、その他の自動化機器への電力供給を支援するため、22kWの太陽光発電設備も設置されています。通常運転時には現場に職員はおらず、遠隔監視と制御が主に自動化された方法で行われています。
地中熱エネルギーシステム（BTES）は、夏に集めた大量の熱を冬に使用するために地下に設置されています。これは、深さ37メートル（121フィート）まで伸びる144本のボーリング孔で構成されています。地表では、パイプは6本ずつグループにまとめられ、エネルギーセンターに接続されています。BTES全体は断熱材で覆われ、その上に公園が建設されています。温水を貯蔵する場合は、パイプ列を通してポンプで送られます。水が冷えると熱が周囲の土壌に伝わり、エネルギーセンターに戻ります。家庭で暖房が必要な場合は、水がBTESフィールドの中央に流れ、周囲の土壌から熱を吸収します。温水はその後、エネルギーセンターの短期エネルギータンクに送られ、地域暖房ループを通して家庭に送られます。[ 12 ]
BTESはエネルギーセンターのすぐ近くに設置されており、配管の向こう側には様々な温度センサーも備えられています。建設は2005年に始まり、2007年に本格稼働を開始しました。夏季の熱で完全に蓄熱されるまでには約4年かかり、5年目に最大蓄熱量に達しました。
このプロジェクトは、カナダ天然資源省のCanmetENERGYが政府機関およびカナダの産業界と提携して構想したものです。このプロジェクトに必要な700万ドルの内訳は以下のとおりです。
住宅所有者は、エネルギー効率の高い住宅であれば高品質な建設が保証されるため、喜んで費用を支払いました。太陽熱暖房システムが稼働するまで、ATCO Gas（アルバータ州に拠点を置く天然ガス配給会社）は、ドレイク・ランディング・ソーラー・コミュニティの住宅所有者の暖房費を月額60ドルに固定しました。燃料費の高騰に伴い、これは住宅所有者がDLSCプロジェクトを支援する強力な動機となりました。たとえプロジェクトが失敗したとしても、ATCO Gasは特殊な温水炉を従来の天然ガス炉に交換する予定でした。住宅所有者にとってのリスクは限定的であり、これがプロジェクトを支援する動機となりました。[ 15 ]
ドレイク・ランディング・ソーラー・コミュニティの52戸の住宅は、カナダ天然資源省のR-2000規格とBuilt Green™アルバータ・ゴールド規格の両方の認証を受けています。[ 16 ]
韓国の研究者グループが2012年4月にドレイク・ランディング・ソーラー・コミュニティを訪れ、地熱暖房技術と、特に2018年の平昌冬季オリンピックを前に、韓国のコミュニティにどのように応用できるかを研究した。この研究旅行の主な目的は、この技術の経済性と信頼性について学ぶことであった。[ 18 ]
2012年10月5日、DLSCは太陽熱エネルギーで暖房需要の97%を賄い、新たな世界記録を樹立した。[ 19 ] 2015年から2016年の暖房シーズンには、暖房需要の100%が太陽エネルギーで賄われた。[ 20 ]
北緯50度43分51秒、西経113度57分01秒/北緯50.73095度、西経113.95029度/北緯50.73095度、西経113.95029度