製品概要
グランドコアとは
特許出願中
高調波を抑制し、電源品質を整える。
電力最適化デバイス「グランドコア」
グランドコアは、分電盤内のブレーカー系統ケーブルに設置する高調波対策デバイスです。インバータ機器を多く使用する設備環境において、電源品質の改善を支援します。
開発背景
グランドコアの開発背景
近年、空調設備や冷凍設備、ポンプなど、インバータ制御機器の普及に伴い、電力設備における電源品質への関心が高まっています。これらの機器は高効率な制御を可能にする一方で、電源波形の歪み（高調波）の発生要因となる場合があります。グランドコアは、このような設備環境において電源品質の改善を目的として開発された高調波対策デバイスです。
製品特徴
① ケーブル装着型デバイス
分電盤内のブレーカー系統ケーブルに装着するコア型の電力改善デバイスです。
既存の電力系統に対して、シンプルな構成で設置できます。
② 既存設備への後付け導入
既存の受変電設備・分電盤の負荷系統へ後付けで設置可能です。
設備更新や大規模改修を伴わず導入できます。
③ 設備停止を伴わない設置
ケーブル装着型の構造により、設備運用を停止することなく設置できます。
④ インバータ負荷環境に対応
空調設備、冷凍設備、ポンプなど、インバータ制御機器を多く含む設備環境に対応します。
設置位置
グランドコアは、分電盤内のブレーカー系統ケーブルに装着するコア型デバイスです。主に空調設備や冷凍設備など、インバータ機器を含む負荷系統のケーブルへ設置します。
対象設備
グランドコアは、インバータ制御機器を多く含む設備環境において導入されています。特に、長時間運転する設備や電力負荷の大きい設備で導入が検討されます。主に空調設備を中心とした負荷系統で導入されています。
空調設備
ビル用マルチエアコン / パッケージエアコン / チラー
導入施設例：介護施設 / 宿泊施設 / 商業施設 / 工場
冷凍・冷蔵設備
冷凍機 / 冷蔵設備
導入施設例：食品工場 / 物流施設 / 宿泊施設
コンプレッサ設備
エアコンプレッサ / 圧縮空気設備
導入施設例：工場 / 生産設備
導入フロー
導入までの流れ
グランドコアは、設備環境や電力使用状況を確認したうえで、段階的に導入検討を進めます。導入までは以下の流れで進みます。
① ヒアリング
電気料金や設備状況など、現在の設備環境を確認します。
② 現地調査
分電盤や負荷系統を確認し、設置対象となる設備箇所を選定します。
③ 短期間運用テスト
グランドコアを設置し、一定期間の運用テストを実施します。
④ 導入提案
運用テスト結果や電力削減シミュレーションをもとに、導入内容をご提案します。
⑤ グランドコア設置
対象設備へグランドコアを設置します。
⑥ サポート
導入後も設備環境に応じてサポートを行います。
技術情報
電力ロス発生の原理
近年、エアコンや冷蔵庫など、多くの電子機器にインバータ制御が採用されています。この制御方式は、コストパフォーマンスに優れ、運転の効率性も高いため、広く利用されていますが、インバータ制御は高調波ノイズを発生させることがあります。
高調波とは
高調波とは、本来は滑らかな正弦波であるはずの電力の波形に、周波数の異なる不要な電流成分が重なり、波形が歪んだ状態のことを指します。主にインバータ機器や電力変換装置などが電流を断続的に使用することで発生します。高調波が増加すると、配線や変圧器で余分な電流が流れやすくなり、発熱や電力損失が生じるなど、電力設備の効率低下や電源品質の悪化につながる要因となります。
インバータと高調波の関係
インバータ制御機器は、交流電力を一度直流に変換し、その後、半導体スイッチングによって必要な周波数の交流へ再変換することで、モーターの回転数を制御しています。
この電力変換の過程では、電源から電流を断続的に取り込むため、電流波形が理想的な正弦波から歪む場合があります。
このような波形の歪みが、高調波と呼ばれる電気的ノイズとして電源系統に現れることがあります。
電源波形が歪んだ状態では、設備が本来想定している条件で電力を利用できない場合があり、結果として電力利用効率の低下につながる要因の一つとなることがあります。
高調波の影響を受けやすい設備特性
高調波の影響は、インバータ制御機器を多く含む設備において顕著に現れる傾向があります。
特に、負荷の変動が大きい設備や、複数のインバータ機器が同一系統に接続されている環境では、電流波形の歪みが発生しやすくなります。
このような設備条件では、高調波による電力ロスの影響を受けやすく、電源品質の改善による効果が発現しやすい傾向があります。
測定・評価方法
グランドコアの導入効果は、電力測定機器を用いた実測により評価します。
クランプ式の電力ロガーを使用し、電力使用量（Wh）、電流値、および電流波形の変化を一定期間にわたり測定します。
導入前後のデータを比較する際には、外気温や設備の稼働条件などの影響を考慮し、同条件下のデータを抽出して評価を行います。
これにより、電力ロスの低減や電源品質の変化を定量的に評価します。
設備の特性に応じて測定期間および評価方法を設定し、実運用に基づいた検証を行います。
大学との共同研究による技術的裏付け
グランドコアは、電力品質および高調波領域において、立命館大学 理工学部 柿ヶ野浩明教授と共同研究を実施しています。インバータ機器の普及に伴い発生する高調波に着目し、電力使用環境における損失要因について、理論および実測データの両面から検証を進めています。
立命館大学 理工学部 電気電子工学科
教授 柿ヶ野浩明
専門家による見解
技術検証のアプローチ
本研究では、主に以下の観点から検証を行っています。
- 高調波を含む電流波形の変化
- インバータ機器使用時の電力挙動
- 電力使用環境における損失要因の分析
実測データおよび理論解析を組み合わせることで、電力品質の観点からの評価を進めています。
導入事例
※インバータ制御を行っており、且つ電力使用量の大きい機器で電力削減効果が見込めます。 空調方式について、集中熱源方式が導入されている施設は対象外となります。
導入事例記事
よくある質問
Qグランドコアとはどのような機器ですか？
インバータ機器などから発生する高調波に着目し、電力の使われ方（電力品質）を整えることで、電力ロスの低減を目指す機器です。
Q高調波とは何ですか？なぜ問題になるのですか？
電流の波形が歪むことで生じる成分です。高調波が多い環境では、余分な電流が流れやすくなり、発熱やロスが発生しやすい場合があります。
Q力率改善装置やコンデンサとは違うのですか？
はい。力率改善は無効電力への対策ですが、グランドコアは高調波による影響に着目しています。目的とアプローチが異なります。
Qどのような施設・設備で検討価値がありますか？
空調、冷凍冷蔵、ポンプ、ファン、コンプレッサなど、インバータ負荷が多い現場で検討価値があります。
Qすべての現場で効果がありますか？
設備構成や稼働状況により効果の出方は異なります。そのため、事前の現地確認やデータ確認を行い、適合性を判断しています。
Q電気代は必ず下がりますか？
削減効果を一律に保証するものではありません。導入前後の実測比較を重視し、数値に基づいた判断材料をご提供します。
Q効果はどのように確認しますか？
稼働条件を揃えたうえで、電力量（kWh）などの実測データを比較します。必要に応じて電力品質の指標も確認します。
Q取り付け場所はどこですか？
分電盤（主幹・幹線側）への設置を基本とし、狙う負荷に応じて最適な盤をご提案します。
Q停電や設備トラブルの心配はありませんか？
設置作業は安全手順に従って行います。運用開始後に、設備の使い方が変わることはありません。
Qメンテナンスは必要ですか？
頻繁なメンテナンスは不要です。ご要望に応じて効果確認や点検に対応します。