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増加しているグリーンビルディング

世界が気候変動の影響に取り組む中、持続可能な建物は解決策の重要な要素です。住宅、オフィス、病院、学校など、近代的でスマートな建物は、生活を楽にするだけでなく、より環境に優しい未来にも貢献します。

記事

14/07/2025

未来への投資

グリーンビルディングは、グリーンファサードやエネルギー効率の高い断熱材以上の意味があります。システムとして連携するには、無数のハイテクソリューションが必要です。その原動力となっているのは、デベロッパーや投資家のESG対応不動産への関心の高まりです。

2010年に竣工したメルボルンの「ピクセルビル」をご存知ですか?世界初のカーボンニュートラルなオフィスビルです。また、アムステルダムの「The Edge」は、ソーラーパネル、雨水貯留、スマートなデザインを使用してエネルギー消費をネットゼロにした未来的なオフィスビルです。

ベルリンの「The Cube」は、世界初のカーボンコンクリート製の建物であり、真にスマートで完全にデジタル化された建物の別の例です。「Tracking Everything」をスローガンに、3,700個以上のセンサーがAIシステムプラットフォームである中央電子スクリーンに情報を供給しています。このシステムは、検出された人数に基づいて、暖房、冷房、換気の出力を調整できます。

しかし、「世界で最も持続可能な建物」は中国にある「上海タワー」です。世界で最も高いLEED認定ビルであり、約47のグリーンテクノロジーが組み込まれており、50%以上のエネルギー節約など、さまざまなメリットがあります。ここでも、最新のセンサーシステムが重要な役割を果たします。

センサーは建物の神経系です

グリーンビルディングの主要なコンポーネントは、建物の運用と使用に関するデータを建物の環境から継続的に収集、分析、交換するセンサーシステムです。センサー、アクチュエーター、制御ユニットはすべての領域で相互接続されており、信号に直接反応して特定の反応を引き起こす人間の神経系と比較することができます。

たとえば、センサーは特定の部屋にいる人の数と彼らの動きを監視し、マイクロコントローラーはデータを分析し、それに応じて照明、換気、温度を調整するようにビル管理システムに指示します。したがって、エネルギー消費は実際の需要と占有率に関連しています。このような「直感センシング」を可能にするセンサーには、以下のようなさまざまな種類があります: レーダーセンサー、CO₂センサー、圧力センサー、音響センサーなどです。

スペースを冷やすスマートな方法

世界の総エネルギー消費量の約20%が建物の冷却に使用されていることをご存知ですか?実際、エアコンと扇風機の使用は、すでに世界中の建物の総電力の約5分の1、つまり全世界の電力消費量の10%を占めています¹。地球の気温が上昇するにつれて、特に冷房の需要が高まっています。今後30年間で、エアコンの使用は急増し、世界の電力需要の主要な推進力の1つになるでしょう。IEAは、この消費を制限するための3つの主要な要因の1つとして、高効率のエアコンを特定しています。また、健康も重要な側面で、特にオフィスや学校、病院ではきれいな空気が非常に重要です。

インフィニオンのレーダー、音響センサー、環境センサーを搭載したインテリジェントエアコンは、効率、健康、快適性の面でメリットを実現する非常に革新的な方法です。センサーにより、空調システムはその環境を「見る」、「聞く」、「感じる」ことができるため、実際のニーズに合わせてパフォーマンスを調整できます。インテリジェントエアコンは、部屋にいる人の数と場所に応じてファンの速度とスイングスコープを変更します (ターゲットを絞った冷却)。また、温度、CO₂濃度、空気の質を測定し、新鮮で冷たい空気を適切な量供給します。したがって、高度なマイクロエレクトロニクスは、幸福を増進し、エネルギー消費を大幅に削減します。

ピュアで新鮮な空気を必要なだけ

換気はどのエアコンにとっても重要な機能で、内蔵のCO₂センサーは真の利点です。センサーは室内のCO₂濃度を測定し、それに応じて換気を調整します (デマンド制御換気)。部屋には、必要なだけ計算された量の新鮮な空気が供給されます。また、センサーは独立して動作することもでき、窓を開けて新鮮な外気を取り入れるタイミングを知らせます。これにより、従業員、学生、患者などの健康的な空気の質が確保され、冷暖房の必要性が減少します。ご存じでしたか?環境センサーを備えた換気システムは、エネルギー消費を最大55%削減できます。スマートサーモスタットやその他のビルディングオートメーションシステムと組み合わせると、その効果はさらに大きくなります。

ご存じでしたか?

インフィニオンのCO₂センサー (XENSIV™ PAS CO2) は、最近、国際的に認められたグリーンビルディング認証であるWELLおよびLEEDによって定義された性能要件を満たしました。センサーは11の特徴 (例:最適化されたエネルギーパフォーマンス) を使用して、建物が認証を取得するのに役立ちます。

ニュース: インフィニオンのXENSIV™ PAS CO2は、国際的に認められたWELLおよびLEEDグリーンビルディング基準の性能基準を満たしています

自然の力

再生可能エネルギー源からの効率的な電力と熱生成は、建物の二酸化炭素排出量を削減するためのもう1つの重要な手段です。これには、太陽光発電やヒートポンプなどの技術が含まれます。これについて詳しく見てみましょう。

太陽光発電

ショッピングセンターやオフィスビルなどの主要な建物には、通常、ソーラーパネルに使用できる大きな屋根があります。課題は、できるだけ多くの太陽エネルギーを捕捉し、損失なく供給または貯蔵することです。インフィニオンは、SiCパワーコンポーネントやゲートドライバーなど、インバーターに不可欠な革新的で信頼性の高いマイクロエレクトロニクスを提供し、制御、センサー、コネクティビティソリューションで補完します。これらのコンポーネントにより、太陽エネルギーを確実かつ効率的に利用、変換、貯蔵することができます。2022年には、インフィニオンのコンポーネントが290万台の新しいソーラーシステムに設置され、その数は今後数年間で増加すると予想されています。

インフィニオンとソーラーエッジ、グリーンエネルギーソリューションの推進に向けた複数年にわたるサプライヤー生産能力確保契約を締結

ヒートポンプ

効率もヒートポンプの鍵です。彼らの魔法は、環境からの既存の熱を発生させるのではなく、使用する能力にあります。それらは、土壌、地下水、空気から貯蔵された熱エネルギーを建物に伝達します。このアプローチは、ヒートポンプが最終的に供給する電力よりも少ない電力を消費することを意味します。つまり、エネルギーバランスがプラスになります。エネルギー貯蔵システムと組み合わせることで、ヒートポンプは再生可能エネルギーによる発電量の変動を吸収することもできます。インフィニオンは、再生可能エネルギー発電所やエネルギー貯蔵システム向けの半導体ソリューションに加え、パワーモジュール、ゲートドライバー、コントローラー、さらにはコネクティビティなど、スマートで効率的なヒートポンプの開発に必要なすべてを提供しています。

IEAの「Net Zero Emissions by 2050」シナリオでは、2030年には全世界で設置されるヒートポンプの数が約6億台に増加するとされています。

住宅用ヒートポンプの詳細

状態監視と予知保全:非効率性の回避

問題が発生する前に解決する: エレベーターの故障やエアコンの故障などの機器やシステムの障害を防ぐことは、エネルギー効率の高い建物の運用に不可欠です。したがって、グリーンビルディングには、障害が発生する前に予測し、予知保全を実施するために、アプリケーションと機器のステータスを監視する方法(状態監視)が必要です。デバイスや部屋の内外に設置されたセンサーは、動作状況を反映したデータを収集します。その後、データは、たとえば物理デバイスや環境の正確なデジタルツインで分析されます。

これにより、センサーは暖房、換気、冷房機器 (HVAC) の状態を監視し、パフォーマンスの低下、消費電力の増加、または機器の故障を示す正常値からの偏差を明らかにすることができます。たとえば、HVACシステムでは、インフィニオンの空気圧センサーがフィルターの目詰まりによるエアフローの減少を検出し、磁気電流センサーがモーターの故障を検知し、マイクロフォンセンサーがコンプレッサーのノイズ異常を検知することができます。

また、エアコンは、センサー駆動の状態監視と予知保全の一例にすぎません。エレベーター、バルブ、照明は、半導体ベースのシステムと高度なソフトウェアがシームレスなメンテナンスを提供し、トラブルのない高効率の建築アプリケーションを確保できるその他の重要な分野です。

Power over Ethernetで建物をより環境に優しく

高帯域幅での高性能な情報転送は、現代の建物にとって最も重要な要素の1つです。事務所IPベースのネットワーク (イーサネット) は、インストールと保守が簡単で、既存のインフラストラクチャとうまく統合できるため、広く使用されています。ただし、イーサネットには1つの欠点があります。すなわち、電源には個別のケーブル接続が必要ということです。

Power over Ethernet (PoE) 規格の導入と進化は、IP電話、会議システム、Wi-Fiアクセスポイントなどのデバイスでこの問題を解決し、エネルギー効率を向上させるのに役立ちます。インフィニオンは、電源に関する専門知識の長い歴史を持ち、PoE設計に電力を供給するための信頼性と効率性に優れたMOSFETポートフォリオを提供しています。