中国河北省張北県にある中独アジア競技村の住宅地では、4,747世帯にバルコニー設置型の太陽熱給湯システムが導入されました。2020年に完成したこのプロジェクトにより、住宅地内のすべての世帯が専用の分離型太陽熱給湯システムを利用することができました。平均して70％の太陽熱エネルギーが利用されており、気温がマイナス30度に達する冬でも信頼性高く稼働しているため、これは中国北部において最大規模のバルコニー設置型太陽熱給湯システムの導入事例の一つとなっています。本事例研究では、システムの構成、寒冷気候への対応策、導入方法、および住民が得たメリットについて検討しており、大規模な住宅用太陽熱給湯システムを評価するB2Bバイヤーにとっても参考になる情報が含まれています。

なぜ住宅開発業者はバルコニー設置型の太陽熱給湯システムを選ぶのか

屋上に太陽光発電パネルを設置する方法は、低層建築物には非常に適しています。しかし、複数階建てや高層の住宅建物では根本的な制約が存在します。建物の高さが上がるにつれて、1世帯あたりの利用可能な屋上面積が減少してしまうのです。例えば、各階に4世帯ずつ住む20階建てのタワーでは、80世帯が1つの屋上を共有することになりますが、その屋上にはせいぜい10〜15枚の太陽光発電パネルしか設置できません。この問題を解決するために、バルコニーに太陽光発電パネルを設置する方法があります。この場合、各世帯に専用のパネルが割り当てられ、その世帯のバルコニーの手すりやファサードに設置されるのです。

不動産開発業者にとって、バルコニーに設置された太陽熱給湯システムは、屋上に集中して設置する方式に比べて3つの明確な利点がある。第一に、各世帯が独立したシステムを持っており、共通のインフラを共有する必要がないため、集中型システムでよく見られる請求の複雑さやメンテナンスに関するトラブルが発生しない。第二に、このシステムは建物の設備設計の一環として指定・設置することができ、後から改修する必要がなく、アパートと一緒に提供される。第三に、多くの中国の省では新規の住宅開発において建物に統合された再生可能エネルギーの利用を義務付けており、このシステムはそうした規制にも適合している。

ディストリビューターやEPC請負業者にとっても、その商業的な論理は同様に明確だ。この規模の住宅団地プロジェクト（4,000戸以上）は、大量かつ標準化された調達の機会を意味する。製品仕様は数百乃至数千戸にわたって統一されており、設置作業も繰り返し可能な手順に従って行われる。さらに、開発者がすべての発注に関する最終決定権を握っている。これは予測可能な物流システムを持つ大量B2B取引であり、個別の小規模小売取引とは異なるのだ。

プロジェクト概要：張北中独アジア競技大会村

中独アジア競技大会村は、河北省張家口市張北県にある住宅地です。北京から北西に約220キロメートルの場所に位置しています。張北県はバシャン高原にあり、標高は1,400メートルを超えています。この地域では冬になると気温が通常-25℃から-30℃に達し、暖房が必要な期間は10月から4月まで続きます。

このコミュニティには高層住宅タワーと複数階建ての建物の両方が含まれています。このプロジェクトは2020年を通じて実施され、システム設計や機器の調達から設置、試運転、入居者へのトレーニングに至るまでが行われました。2020年末までにはすべてのシステムが正常に稼働し、入居者へのトレーニングも完了しました。

高層建築および多階建築のシステム設計

このプロジェクトではスプリット型が使用されている。太陽熱給湯システム— コレクターパネルを屋外（バルコニー）に設置し、絶縁管を通じて屋内の給湯タンクに接続する構成です。この分離型の設計は、重量やスペースの制約により、コレクターパネルとタンクを一体型にしたシステムをバルコニーに設置することが実際には不可能なマンション向けに特別に考案されたものです。

高層ビルのファサード用傾斜型集塵装置

高層住宅では、建物のファサードの曲線に沿って動くように設計された、傾斜したバルコニーに取り付けられた集熱器が使用されている。張北地方の緯度（約41°N）において冬季に太陽光を効率的に集められるように取り付け角度が最適化されており、その形状もバルコニーの枠組みを超えて突き出ないように設計されている。これにより、建物の建築的なラインが保たれるとともに、隣接する住居の採光に支障をきたすことも防がれている。

この傾斜した形状は、結露水や雨水が自然に流れ落ちるのを促し、冬場に集熱面に水が溜まって腐食や凍結損傷を引き起こすのを防ぎます。

多層建築物用の水平型集熱器

多層建築物（通常は6階以下）では、バルコニーの幅が広く、上階からの日陰の影響も少ない。こうした物件には、高効率の断熱タンクと組み合わせた水平型集熱パネルが設置されている。水平方向に設置されることで、バルコニーのスペース内でより大きな開口部を確保でき、建物の高さが低いため風の影響も少なく、取り付けシステムにかかる構造的負荷も軽減される。

太陽光発電＋電気補助のデュアルモード

各家庭の給湯システムはデュアルモードで動作している。主な熱源として太陽光発電を利用し、太陽光の発電量が不足した場合には自動的に電気ヒーターが作動する。この仕組みにより、天候に関係なく24時間温水を利用できる。常に即時に温水を必要とする住宅向けの給湯システムにとって、これは欠かせない要件だ。

この電気補助装置は断熱された貯水タンク内に組み込まれており、サーモスタットによって制御されている。タンク内の温度が設定値（一般的に家庭用の場合は45～50℃）を下回ると、加熱装置が作動し、目標温度に復帰するまで加熱を続ける。張北の気候では、年間を通じて太陽エネルギーの利用率は平均で70％に達する。つまり、家庭用の温水を供給するために必要なエネルギーの約70％は太陽光発電によって供給され、残りの30％は電気補助装置によって補われているのだ。

寒冷気候下での性能：マイナス30度の環境下でも正常に動作する

張北地方の冬季の環境条件は、どんな太陽熱システムにとっても極めて過酷な試練となる。極寒の気温（-25℃から-30℃）、高原地帯での強風、そして12月から1月にかけて続く太陽の高度角が低い状態といった要因が重なり、多くの標準的な太陽熱給湯器では耐えられないほど厳しい運用環境が生まれるのだ。

4,747世帯における実測された効果

1世帯あたり1日に150リットルの温水が使用されると仮定すると、4,747世帯からなるこのコミュニティでは、従来型のガス給湯器（熱効率85%）を使用した場合、年間約126万立方メートルの天然ガスが消費されることになる。一方、バルコニーに設置された太陽光発電システムは平均して70%のエネルギーを太陽光から得ており、これにより年間約882,000立方メートルの天然ガスの使用が削減される。

これは年間約2,300トンのCO₂排出量削減に相当し、約128,000本の樹木が二酸化炭素を吸収するのと同じ効果がある。個人家庭にとっては、ガス給湯器を使用する場合と比べて年間500〜800元（約70〜110米ドル）の節約になり、温水を供給するために必要なエネルギーコストが60％削減されることになる。

大規模な住宅展開における品質管理

あるコミュニティ全体にわたって4,747基もの個別の太陽熱給湯システムを設置する場合、それぞれが独自の集熱器、配管、貯水タンク、制御装置を備えているため、単一の住宅向け設置に比べてはるかに厳格な品質管理プロセスが求められる。このプロジェクトで採用された手法は、同様の大規模な設置を計画している事業者やEPC請負業者にとって、参考となる枠組みを提供している。

国際的な住宅プロジェクトへの適用性

バルコニーに設置される分離型太陽熱給湯器は、中国市場に特有のものではありません。この製品カテゴリーは、南ヨーロッパ、中東、北アフリカ、東南アジアの一部地域など、アパートメント形式の住宅が多く、屋上スペースが共有されているか、個々の家庭用システムを設置するためのスペースがない地域では広く普及しています。

国際的なディストリビューターやプロジェクト開発者にとって、このプロジェクトから得られた教訓は広く適用可能だ。

ソレトクスの分離型太陽熱給湯器ソリューション

ソレトクスが供給したのだ。分離式加圧型太陽熱給湯器このプロジェクトで使用されているシステムについてです。このスプリットタイプの製品ラインナップは、多層住宅や高層住宅におけるバルコニーやファサードへの設置を目的として特別に設計されており、各世帯向けのタンク容量は100Lから300Lまでさまざまです。

山東省徳州市に本社を置く直販メーカーであるSoletksは、住宅開発プロジェクト向けに大量購入時の割引価格設定、オリジナルブランドの制作、プロジェクトに応じたエンジニアリングサービスを提供しています。同社は…平板コレクタースプリット式給湯器シリーズや、より大規模なエンジニアリングコレクターシリーズの基盤となっているこの技術は、自社内で選択的吸収コーティングを製造しているため、原材料から完成品に至るまでの全工程にわたって品質管理が徹底されている。

欧州規格の遵守が求められるプロジェクトについては、Soletksは集熱器製品に対してソーラーキーマーク認証を取得しており、さらにISO 9001、ISO 14001、ISO 45001のマネジメントシステム認証も有しています。大量購入を希望する方は、工場検査の手配や関連するプロジェクト文書の提供を依頼することができます。製品の技術的な詳細については、公式サイトをご覧ください。太陽熱温水システムリソースページ。

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