私たちの家庭における電気の未来

一世紀以上にわたり、交流電流（AC）は私たちの家庭のデバイスに電力を供給してきました。最初は照明用で、後に家電製品や電子機器にも使用されるようになりました。配布コストが低いため、ACは主電源の新しい標準として自らを確立しました。

しかし、発電源が石炭、石油、天然ガスから風力や太陽光などの再生可能エネルギーに移行するにつれて、直流電流（DC）が復活の兆しを見せています。太陽光を例に取ると、光起電力（PV）パネルや蓄電池は本来的にDC電力を生産し貯蔵します。さらに、DC入力を必要とする照明製品や電子機器の数が増えているため、DCのみの送電および配電スキームに注目することは非常に魅力的です。

2016年のACEEE夏のエネルギー効率建築研究会で発表された論文¹によると、現在の家庭の電力負荷の約3分の1が本来的にDCです。照明や電子機器の他に、多くの家電やHVAC製品も、天井ファン、HVAC循環ポンプ、食器洗い機のポンプ、冷蔵庫のコンプレッサーなど、ブラシレスDC（BLDC）モーターと可変速ドライブを使用しています。

さらに、電気自動車（およびそのDCバッテリー）の販売が急増しています。国際エネルギー機関（IEA）の2023年版年次グローバル電気自動車アウトルック によると、その年の販売は35％増加し、記録破りの2022年に続いて1400万台に達すると予測されています。

この論文では、フルホームプラットフォームからハイブリッドソリューションまで、いくつかの潜在的な技術採用パスを検討しています。「DCガレージ」と呼ばれるより控えめなソリューションを含む。論文の図1は、ハイブリッドDC住宅の例を示しています。

このような採用パスをサポートするために、米国エネルギー省はローレンスバークレー国立研究所とパワーインテグレーションズと協力して、240WのUSB-C壁内コンセントを開発しています。これは、USB-Cを万能のDCプラグロード標準として活用する潜在的なエコシステムを研究するためです。プロジェクトの成果は、DOEの建築技術局の複数の目標と一致しています。これには、プラグロードごとに効率を3％から8％向上させることによる温室効果ガスの排出削減、DC建築物における再生可能エネルギーの統合による電力システムの脱炭素化、アダプターではなく壁コンセントを使用し、共通のUSB-C充電器を使用することによる寿命コストの改善による廃棄物削減が含まれています。

エネルギー効率の大幅な向上が期待されるにもかかわらず、このような大規模な市場変革には重要な課題と障害が存在します。歴史的に個々の製品に焦点を当ててきたエネルギー効率イニシアチブとは異なり、DCレディ住宅には、住宅建築業者、電気技師、消費者、公共事業会社、政策立案者を含む、はるかに幅広い利害関係者の参加が必要になります。EMerge Allianceのような組織は、建物レベルでのDC電力配分標準の開発を続けています。

したがって、完全なDCレディ住宅がSunset Magazineのアイデアハウスに登場する日はまだ来ていませんが、その日は間もなく来ることを願っています！その間、Camille Stylesが1950年代のバンガローを未来の省エネ住宅に変えた方法を見るのは新鮮です。ヒント！スマートアウトレットを使うこと。

¹ Stephen Pantano (CLASP), Peter May-Ostendorp, PhD (Xergy Consulting), および Katherine Dayem, PhD (Xergy Consulting) - 「Demand DC: Homes in DC Power Distribution Adoption Paths」、2016年ACEEE夏季エネルギー効率建築研究会