1. 表紙・目次・本文 - 日本電気協会Website

平成 1 5 年度
家庭用燃料電池保安技術検討会
報告書
平成16年3月
社団法人
日本電気協会
家庭用燃料電池保安技術検討会
平成 15 年度
家庭用燃料電池保安技術検討会
報告書目次
まえがき
Ⅰ.調査検討の目的・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1
Ⅱ.平成 15 年度の検討内容について・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
1.技術基準に反映が必要な事項の抽出結果について・・・・・・・・・・・・・3
1.1 技術基準に反映が必要な事項の抽出の考え方 ・・・・・・・・・・・・・・・・3
1.1.1 基本精神・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
1.1.2 基準化の基本的な考え方・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
1.2 技術基準へ反映する項目の抽出結果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4
2.平成 14 年度に抽出された課題の検討結果について・・・・・・・・・・・・・5
2.1 設備面に係わる検討結果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6
2.2 運用(保安)面に係わる検討結果 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6
3.家庭用燃料電池発電設備の安全性について・・・・・・・・・・・・・・・・7
3.1 家庭用燃料電池発電設備の安全要件の確認 ・・・・・・・・・・・・・・・・・7
3.2 家庭用燃料電池発電設備全体の安全性の確認 ・・・・・・・・・・・・・・・・7
Ⅲ.家庭用燃料電池発電設備の保安技術の検討結果について・・・・・・・8
1.家庭用燃料電池発電設備の技術基準について・・・・・・・・・・・・・・・9
1.1 現行基準により家庭用燃料電池発電設備を規制する事項 ・・・・・・・・・・・9
1.2 新たな技術基準で家庭用燃料電池発電設備を規制する必要がある事項 ・・・・・9
1.3 その他留意すべき事項 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12
2.技術基準を補完する運用(保安)面への反映に関する事項について・・・・13
2.1 施工方法及び施工者の要件について ・・・・・・・・・・・・・・・・・・13
2.2 認証システムについて ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・13
2.3 引渡し検査及びその定着化について ・・・・・・・・・・・・・・・・・・14
2.4 定期点検及びその定着化について ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14
あとがき
<添付資料編>
添付資料1:家庭用燃料電池発電設備の技術要件について・・・・・・・・・・・・17
添付資料2:平成 14 年度抽出課題 基準検討 WG の検討結果について・・・・・・・67
添付資料3:平成 14 年度抽出課題 実機試験 SWG の検討結果について ・・・・・・83
添付資料4:平成 14 年度抽出課題 認証・検査 SWG の検討結果について・・・・・161
添付資料5:家庭用燃料電池発電設備の安全性について・・・・・・・・・・・・187
添付1.家庭用燃料電池保安技術検討会の検討体制・・・・・・・・・・・・・・265
添付2.家庭用燃料電池保安技術検討会 委員名簿・・・・・・・・・・・・・・269
添付3.家庭用燃料電池保安技術検討会の開催状況・・・・・・・・・・・・・・275
まえがき
燃料電池発電設備は,環境負荷の少ないエネルギー源として,様々な分野での利用が期
待されており,一般家庭においても小型,小出力の分散型電源として普及が期待されてい
る。
経済産業省の総合資源エネルギー調査会原子力安全・保安部会電力安全小委員会では,
平成 14 年 6 月に報告書をとりまとめ,家庭用燃料電池発電設備を普及させるためには,
一般用電気工作物として位置付けるとともに,保安確保に必要な技術的検討を行い,構造
面,機能面における安全要件について技術基準などに反映を行う必要がある旨,報告して
いる。
この報告を受けて,経済産業省においては,家庭用燃料電池発電設備の一般家庭等への
普及を目的とした法整備を行うこととしており,平成 16 年度を目途に,電気事業法の一
般用電気工作物として位置付けるとともに,技術的安全要件の技術基準への反映を検討し
ているところである。
このようなことから,日本電気協会は,経済産業省の委託を受け,平成 14 年 8 月に「家
庭用燃料電池保安技術検討会」を設置し,家庭用燃料電池発電設備を一般用電気工作物と
して位置付けるに際して必要となる技術的安全要件の検討を行うこととなった。
平成 14 年度においては,家庭用燃料電池発電設備の保安を確保するために必要とされ
る構造面,機能面の技術的安全要件の抽出を行い,報告書を経済産業省に提出した。
本年度は,昨年度の検討結果を踏まえ,技術基準への反映が必要な事項を整理し検討を
行うとともに,施工上等の課題についても検討を行った。なお,本年度の検討においては,
(社)日本ガス協会殿の協力を得て,同協会が実施している小型燃料電池発電設備の実証事
業の成果も活用し検討を行った。本報告書は,このような検討の成果をまとめたものであ
る。
本報告書は,関係者の多大な協力を得て,様々な角度から検討いただいた成果をまとめ
たものであり,電気事業法の技術基準の整備,燃料電池発電設備が一般家庭等に導入され
る際の安全確保に大きな貢献ができるものと考えている。
本調査・検討の実施,報告書の作成等にご尽力いただいた委員各位及び各作業会委員各
位,また,委員会にご参加いただき調査・検討の全般にわたり,終始助言いただいた経済
産業省原子力安全・保安院,総務省消防庁,東京消防庁など,関係各位に深甚なる謝意を
表したい。
平成 16 年 3 月
社団法人 日本電気協会
Ⅰ.調査検討の目的
平成 14 年度は,小出力発電設備として一般用電気工作物に位置付けられることを前
提に,燃料電池発電設備が一般家庭等に設置された際の安全性を確保するための必要
な技術的事項を抽出することを目的に,家庭用燃料電池発電設備が有すべき保安上必要
な構造面・機能面及び使用面における安全性について,経年劣化による問題を含めた技術
的な要件の整理・検討を行い、課題等の抽出を行った。
平成 15 年度は,平成 14 年度の検討結果を踏まえ,昨年度抽出した課題等について安全
性の検証を行うとともに,小出力発電設備の対象となる家庭用燃料電池発電設備が満足す
べきとされた技術的な要件を元に、技術基準として求めるべき事項について取りまとめる
ことを目的とする。
※
本報告書において使用している用語は下図のとおり。
【配電線】
【パワーコンディショナ】
電力量計
昇圧チョッパ
連系保護装置
インバータ
(連系遮断器)
【分電盤】
柱上変圧器
CT
DC/DC
AC/DC
制御装置
【燃料電池設備】
排気
【貯湯システム】
燃料電池セルスタック
排熱回収装置
給湯
脱硫器
凡 例
改質器
原燃料
燃
料
極
ポンプ
バーナ
空
気
極
貯湯槽
冷
却
板
制御信号
直流電源
センサ類
制御装置
交流電源
ポンプ
空気
ブロア
ポンプ
空気
ブロア
熱交換器
水処理
装置
給水
ポンプ
制御装置
給水
1
「燃料電池設備」と「パワーコ
ンディショナ」を合せて「燃料
電池発電設備」という。
また,「燃料電池発電設備」と
「貯湯システム」を合せて「燃
料電池コージェネレーションシ
ステム」という。
※
報告書本文中において使用している用語(略号)は下表のとおり。
略号
名称
電気事業法
電気事業法
電技省令*1,*3
電気設備に関する技術基準を定める省令
*1,*3
電技解釈
電気設備の技術基準の解釈について
火技省令*2,*3
発電用火力設備に関する技術基準を定める省令
*2,*3
火技解釈
発電用火力設備の技術基準の解釈について
系統連系ガイドライン
系統連系技術要件ガイドライン
電気用品安全法
電気用品安全法
電気用品技術基準
電気用品の技術基準を定める省令
JIS
日本工業規格
JEC
電気学会電気規格委員会規格
JET
(財)電気安全環境研究所
JET の認証基準(太陽電池) 太陽電池発電システム用系統連系保護装置等の試験方法
JET の認証基準(ガスエン ガスエンジンコジェネシステム用系統連系保護装置等の試
ジン)
験方法
自主基準
小型固体高分子形燃料電池システムの安全に関する基準・規
格の調査(自主基準)
技術基準適合評価委員会*4 技術基準適合評価委員会
*1「電技省令」及び「電技解釈」を総称する場合は「電技」と示す。
*2「火技省令」及び「火技解釈」を総称する場合は「火技」と示す。
*3「電技」及び「火技」を総称する場合は「技術基準」と示す。
*4「技術基準適合評価委員会」とは,経済産業省の依頼により設置された委員会(事務局:
日本電気協会)で,新技術・新システム等が機能性化された電技省令及び火技省令へ適合
するか否かについて詳細な調査・検討を行い,公正な判断を行った結果を経済産業省原
子力安全・保安院に報告することを目的とした委員会である。
なお,本報告書においては,系統連系ガイドラインを技術基準等として扱っている。こ
れは,系統連系ガイドラインは法規ではなく,法定拘束力はないものの,系統連系を行う
際の安全要件が示されていることによる。
2
Ⅱ.平成 1 5 年度の検討内容について
この章では,平成 15 年度に検討を行った事項について,
「1.技術基準に反映が必
要な事項の抽出結果について」では,技術基準へ反映が必要な事項の抽出結果を,
「 2.
平成 14 年度に抽出された課題の検討結果について」では,平成 14 年度に抽出した検
討課題の検討結果を,
「3.家庭用燃料電池発電設備の安全性について」では,家庭用
燃料電池発電設備の安全性の再確認を行った検討結果を述べる。
なお,「1.技術基準に反映が必要な事項の抽出結果について」では,
「3.家庭用
燃料電池発電設備の安全性について」の検討結果を踏まえて技術基準への反映する項
目の抽出を行った。また,必要に応じて「2.平成 14 年度に抽出された課題の検討結
果について」の検討結果の反映を行った。
1.技術基準に反映が必要な事項の抽出結果について
家庭用燃料電池発電設備を小出力発電設備に位置付けるにあたり、技術基準に反
映する事項について、その抽出する考え方を明確にし、その事項の抽出を行った。
1 . 1 技術基準に反映が必要な事項の抽出の考え方
1 . 1 . 1 基本精神
家庭用燃料電池発電設備の技術基準の作成にあたっては、電気事業法第 56 条第 2 項
による一般用電気工作物に対する技術基準の規制事項の精神に基づき、保安を阻害する
要因を規制することを基本的考え方とした。
(参考)電気事業法第 56 条第 2 項の規定事項
・人体に危害を及ぼし、又は物件に損傷を与えないようにすること。
・他の電気的設備その他の物件の機能に電気的又は磁気的な障害を与えないよう
にすること。
1 . 1 . 2 基準化の基本的な考え方
( 1 ) 規制の考え方
現行の技術基準は、異常時の要因を「①材料・構造の不備」
、
「②システム構成の不備」
、
「③保護装置の不動作」に大別し、それらに対する対策を基準化している。
家庭用燃料電池発電設備も同様に、この考え方で分類し、基準化する事項の抽出をす
ることとした。
なお、異常時要因に対する規制(防止策)の基本的な考え方は、次のとおりとした。
※「①材料・構造の不備」に対しては、
「(a)材料・構造自身の規制」で防止、あるい
は「(b)システム設計の規制」で防止。
※「②システム構成の不備」に対しては、
「(c)主保護装置の規制」で防止。
※「③保護装置の不動作」に対しては、
「(d)後備保護等の規制」で防止。
また、これらの規制事項から技術基準へ反映する事項を抽出する基本的な考え方は、
3
次のとおりとした。なお、外的要因等による危険に関しては、個別に規制事項を検討し
た。
異常時要因(①∼③)に対する規制((a)∼(d))のうち、次の考えにより、最低2つ
の対策で対処(各異常時要因に対し、2つ以上の対策となるように抽出)
。
※「(a)材料・構造自身の規制」と「 (b)システム設計の規制」のどちらかは必ず実施。
(補足)
「システム設計の規制」とは、筐体接地や可燃性ガスの置換等をいう。
※「(c)主保護装置の規制」は次の全ての条件を満足する場合に実施
・異常を検出できる項目の絶対量、時定数等が主保護の動作を十分保証する場合。
・主保護の設置が経済性を無視するものではなく、施工に無理のないものである場合。
※「(d)後備保護の規制」は主保護が設置不可能な場合又は、主保護が設置されている
が万一の不動作を考慮した場合の設備保安上の重要度に基づき実施。
( 2 ) 基準化すべき具体的項目の抽出
平成 14 年度には、基本的精神に基づき危険因子(ハザード)を抽出し、
「構造面(主
に(a)、(b))
」
、
「機能面(主に(c)、(d))
」に分けて、それらに対する安全要件の検討
を行った。このため、平成 14 年度に抽出した安全要件をベースにして、これに平成
15 年度の検討結果(
「2.平成 14 年度に抽出された課題の検討結果について」
、
「3.
家庭用燃料電池発電設備の安全性について」参照)を反映した安全要件をもとに整理
を行った。
また、これらの安全要件は、現行基準等(電技、火技、系統連系ガイドラインなど)
の規定事項やサービスレベルの事項等から構成されているため、以下の考え方でレベ
ル分けを行い、安全要件の整理を行った。
a . レベル分けの考え方
・レベル1(黒色)
:現行基準等(電技、火技*、系統連系ガイドラインなど)の規
定事項が適用されているもの。
*現行火技は事業用電気工作物を対象とした技術基準であるた
め、小出力発電設備に対しても適用範囲を拡大する必要有り。
・レベル2(赤色)
:小出力発電設備として新規に規制するもの。
※考え方:安全上、必ず必要なもの(規制の考え方によるもの)
。
システム確認表で保護装置がないもの。
・レベル3(緑色)
:民間レベルで規定するもの。
※考え方:補足、補完する事項、他の要件で十分安全が担保さ
れるもの。
規制の考え方で3重以上の安全要件となるもの。
・レベル4(青色)
:技術基準等に反映する必要がないもの(レベル1∼3以外)
。
※考え方:サービスレベルのもの。
1 . 2 技術基準へ反映する項目の抽出結果
1.1.2(1)及び(2)a.の考え方で技術基準へ反映する事項の抽出を行った。技術基準へ
4
反映する項目としたもの(レベル2)は、燃料電池発電設備を一般家庭に設置する場合
に最低限の保安を確保するための要件であるため、
電気事業法に基づく技術基準等によ
り法的規制として制定されることを期待する事項である。
なお、詳細は添付資料1「家庭用燃料電池発電設備の技術要件について」に示す。
その他,
「民間レベルで規定するもの
(レベル3)
」
として分類されたものについては、
JIS化等されることが望ましい。
また,レベル4(サービスレベル等のもの)として分類されたものについては、製造
者等の判断により、必要に応じて対応することが望ましい。
2.平成 1 4 年度に抽出された課題の検討結果について
平成 14 年度に抽出された課題について、
「設備面に関する課題」及び「運用面に関す
る課題」に分けて検討を行った。さらに、
「設備面に関する課題」は「実機検証が必要で
ないもの」と「実機検証が必要なもの」に分けて検討を行った。
(添付1.家庭用燃料電
池保安技術検討会の検討体制」参考)
また、検討を進めるにあたり、新たに実機検証が必要と判断されたものについては、
必要に応じて実機検証を行い、検討を行った。
5
2 . 1 設備面に係わる検討結果
家庭用燃料電池発電設備を一般家庭に設置した場合、必要となる安全要件で、平成 14
年度に詳細検討が必要として抽出された以下の「設備面に関する課題」について、検討
を行った。
検討件名
番号
実機検証が必要でない件名
筐体接地について
パワーコンディショナ内部の地絡保護について※1
熱的強度基準について※1
高周波について
電気方式について
運転状態表示について
表示の規格化について
ゲートブロック動作後の自動復帰時間について
自立運転方式について
災害発生時の停止措置
規格・規定等策定の検討
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
主に実機検証が必要な件名
可燃性ガスの新しい検知方法について
過圧防止装置の非設置について
CO 除去器への空気過剰混入について
セルスタックのクロスリークについて
不活性ガスパージレス化について
適切な設置離隔距離について
直流地絡検出について
制御機能を失った場合の安全性について
高温部における安全性について
電磁放射の影響について
直流重畳について
結露に対する安全性について
長期停止時における安全性の検討
圧力の影響について
漏洩電流限度について
高調波について
絶縁性能(絶縁抵抗値)について
連系開始時の安全性について※2
注)※1:検討段階で実機検証を必要とした件名。
※2:平成 15 年度に追加した件名。
実機検証が必要でないものについての検討結果の詳細は、添付資料2「平成 14 年度抽
出課題
基準検討WG検討結果について」による。
実機検証が必要なものについての検討結果の詳細は、添付資料3「平成 14 年度抽出課
題
実機試験SWG検討結果について」による。
2 . 2 運用(保安)面に係わる検討結果
家庭用燃料電池発電設備を一般家庭に設置した場合、必要となる安全要件で、平成 14
年度に詳細検討が必要として抽出された以下の「運用面に関する課題」について、検討
を行った。
①家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの認証システムの構築について
②家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの引渡し検査とその定着化について
③家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの点検とその定着化について
④家庭用燃料電池コージェネレーションシステムのリモート監視について※
注)※:平成 15 年度に追加した件名。
6
検討結果の詳細は、添付資料4「平成 14 年度抽出課題 認証・検査SWG検討結果につ
いて」による。
3.家庭用燃料電池発電設備の安全性について
家庭用燃料電池発電設備の安全性について確認するとともに、その安全性の評価を行
った。
3 . 1 家庭用燃料電池発電設備の安全要件の確認
平成 14 年度は危険因子(ハザード)から安全要件の抽出を行ったが、平成 15 年度は
別な視点から家庭用燃料電池コージェネレーションシステム(燃料電池設備・貯湯シス
テム、インバータ・電気装置、その他)を構成する部位・部品が故障した場合等に想定
されるハザードを抽出し、そのハザードに対して必要な安全要件(保護機能等の対策)
の検討を行った。具体的には、家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの「①部
品・部位」をもとに、それらが「②異常状態の要因となる故障」
、
「③運転時の異常状態」
、
「④発生する事象」を挙げ、それらに対する「⑤保護機能」
,
「⑥保護番号」の確認を行
った。また、安全要件には直接は関係ないが、参考として「⑦発生頻度」
、
「⑧影響度」
についても検討を行った。さらに、
「⑤保護機能」がないものについては、その「⑨対策」
について検討を行った。
その結果、
ほとんどのハザードで、
保護機能により安全に停止することが確認できた。
また、それ以外の項目については、自主基準等を引用すれば安全を担保できることがわ
かった。また、平成 14 年度に抽出した安全要件に追加する項目は無く、平成 14 年度に
抽出した安全要件を遵守すれば、安全は確保されることがわかった。
詳細については、添付資料5「家庭用燃料電池発電設備の安全性について」−表42「システム全体の安全性の確認表」による。
3 . 2 家庭用燃料電池発電設備の安全性の確認
一般用電気工作物として位置付ける家庭用燃料電池発電設備の仕様を明確にし、燃料
電池発電設備が具備すべき安全性について、これまでの各種基準等との整合を明確にし
ながらまとめた。
その結果、現行の技術基準、規格、系統連系ガイドラインなどの適用により設計、製
作、据付のあらゆる過程で安全性についての考え方を明確にしていることがわかった。
従って、既存の基準などで安全を担保することができていると考えられる。
詳細については、添付資料5「家庭用燃料電池発電設備の安全性について」による。
7
Ⅲ. 家 庭 用 燃 料 電 池 発 電 設 備 の 保 安 技 術 の 検 討 結 果 に つ いて
この章では、平成 14 年度の検討結果及び平成 15 年度の検討結果を踏まえ,小出力発電
設備の対象となる家庭用燃料電池発電設備が満足すべき技術的な要件を元に、技術基準と
して求めるべき事項等について取りまとめた結果について述べる。
なお、本検討会で検討の対象とした家庭用燃料電池発電設備の主な仕様は、次表のとお
りである。
表Ⅲ−1
検討の対象とした家庭用燃料電池発電設備の主な仕様
項目
仕様等
形式
一般事項
構成
運転
環境
設置
場所
定格出力
運転圧力
使用燃料
燃料電池発電
設備
直流出力
固体高分子形燃料電池(PEFC)
パッケージに収納された燃料電池設備と付帯設備など
で構成される。
系統連系運転又は自立運転
周囲温度、湿度、標高などの周囲環境は一般に想定され
る標準使用状態
原則的に屋外。寒冷地などのように機器用の建屋への設
置も可とする。
現時点では未定。
実機試験では現状 10kW 機が最大であり、家庭用とい
う使用場所を考慮するとそれ相応の容量が望ましい。
(参考ではあるが技術基準適合評価委員会で検討して
いる不活性ガスパージレスでは 10kW 未満を対象とし
ている)
燃料ガスを通ずる部分のうち最高使用圧力が 100kPa
未満
気体燃料(都市ガス、LPGなど)*水素は除く
液体燃料(灯油、ナフサなど)
DC300V以下
電圧
交流出力 AC100V又はAC200V
50あるいは60Hz
電圧
給湯、暖房等への排熱利用がある場合も対象。
(排熱を
排熱利用 温水として回収し貯湯槽に蓄えた後に、給湯や暖房等に
利用する。
)
入力: 燃料
空気
出力: 排気
熱
交流電圧(起動時)
交流電圧
排水
入出力
上水
平成14年度の検討内容については、
「平成14年度家庭用燃料電池保安技術検討会報
告書」
、平成15年度の検討内容については、
「Ⅱ.平成15年度の検討内容について」
を参照されたい。
8
1.家庭用燃料電池発電設備の技術基準について
家庭用燃料電池発電設備の保安確保にあたって、技術基準として定めるべき事項につ
いて以下に述べる。
なお、詳細については、
「Ⅱ.平成 15 年度の検討内容について 1.技術基準に反映が必
要な事項の抽出結果について」を参照されたい。
1.1 現行基準により家庭用燃料電池発電設備を規制する事項
現行基準等(電技、火技、系統連系ガイドラインなど)の規定事項の適用を受ける事
項は、添付資料1−別紙「家庭用燃料電池発電設備の技術要件」に示すレベル1(黒色)
のとおりである。
1.2 新たな技術基準で家庭用燃料電池発電設備を規制する必要がある事項
(1)燃料電池設備
新たな技術基準で家庭用燃料電池発電設備のうち燃料電池設備を規制する必要がある
事項は、表Ⅲ−1−1のとおりである。詳細については、添付資料1−別紙「家庭用燃
料電池発電設備の技術要件」に示すレベル2(赤色)を参照されたい。
表Ⅲ−1−1 新たな技術基準で規制する必要がある事項(燃料電池設備)
目
的
新たな技術基準で規制する必要がある事項
No
(省令)
1
燃焼排ガスの通る部分の材料は、不燃性(パッキン類、シー 高温排気・換気による
ル材などの機密保持部材は難燃性のものを使用することが 火災の防止
できる。
)の耐食材料でなければならない。
(該当省令なし)
2
燃料配管は、直列に設けられた2個以上の自動弁を通過させ 燃料配管からのガス
ること。自動弁は駆動源が喪失した場合閉じるタイプ(フェ の漏洩対策
イルクローズ)とすること。
(火技省令第33条)
閉止弁からのガスの
漏洩対策
(火技省令第33条)
制御機能喪失による
暴走運転の防止
(火技省令第34条)
3
パッケージ内の温度が著しく上昇した場合に自動的に停止 高輻射熱による火災
する機能を設けなければならない。
の防止
(火技省令第34条)
内部異常高温、
発火の
防止
(火技省令第34条)
火災延焼の防止
(火技省令34条)
9
No
4
5
6
7
目
的
(省令)
酸欠のおそれのある場所に設置する場合は、酸欠を防ぐため 酸欠の防止
に給排気が十分に確保できるように設置すること。
(該当省令なし)
操作時に手を触れる部分の表面(つまみ類)は、金属製、陶 火傷の防止
磁器製及びガラス製のものについては 60℃以下、その他の (該当省令なし)
ものについては 70℃以下とする。
制御装置に異常が生じた場合自動的に停止する機能を設け 制御機能喪失による
なければならない。
暴走の防止
(火技省令第34条)
操作パネル故障時の
安全確保
(火技省令第34条)
漏電・過電流による火
災の防止
(火技省令第34条)
器具の電装部近傍に充てんする保温材,断熱材等は,難燃性 外郭材料腐食による
のものであること。
火災の防止
(該当省令なし)
新たな技術基準で規制する必要がある事項
(2)電気設備
新たな技術基準で家庭用燃料電池発電設備のうち電気設備を規制する必要がある事項
は、表Ⅲ−1−2のとおりである。詳細については、添付資料1−別紙「家庭用燃料電
池発電設備の技術要件」に示すレベル2(赤色)を参照されたい。
No
1
2
3
表Ⅲ−1−2 新たな技術基準で規制する必要がある事項(電気設備)
目
的
新たな技術基準で規制する必要がある事項
(省令)
筐体接地工事を必ず施すこと。
感電の防止
(電技解釈第29条第2項接地工事の免除規定からの除外) (電技省令第10条)
(電技省令第11条)
漏電による感電防止
(電技省令第10条)
燃料電池設備の負荷側電路には、
電路に地絡が生じたときに 地絡による感電、火災
自動的に電路を遮断する装置を施設し、かつ、燃料電池設備 の防止
を自動的に停止する装置を施設しなければならない。ただ (電技省令第15条)
し、燃料電池設備から絶縁変圧器へ至る電路(当該電路が非
接地の場合に限る)にあっては、この限りではない。
(電技解釈第40条地絡遮断装置の施設規定からの除外)
燃料電池セルスタックの発生電圧に異常が生じた場合に自 直流電圧異常による
動的に停止する機能を設けなければならない。
感電事故、
火災事故の
防止
(電技省令第4条)
10
No
新たな技術基準で規制する必要がある事項
4
充電部分は露出しないように施設すること。
5
直流幹線部分の電路には、その電路に短絡を生じた場合に電
路を保護する過電流遮断器を施設すること。ただし、当該電
路が短絡状態に耐えるものである場合は、この限りでない。
6
電線を接続する場合は、ねじ止めその他の方法により、堅ろ
うに、かつ、電気的に完全に接続するとともに、接続点に張
力が加わらないようにすること。
運転状態と異常状態が分かるような表示を設けなければな
らない。
7
*1
*2
*3
*4
雷インパルス耐電圧
装置停止状態において,主回路一括と対地間に,波頭長 1.2
μs,波尾長 50μs,波高値 5.0kV の電圧を正極性及び負極性
それぞれ 3 回ずつ引加した時にこれに耐えなければならな
い。
高調波対策
交流出力電流(高調波成分)を第 40 次まで測定し,総合電
流歪率 5%以下,各次高調波 3%以下であること。
高周波対策
インバータ出力が定格出力となるように設定する。出力端子
に 5m の電線を接続し,定格電圧・定格周波数を加える。交
流出力端子において雑音端子電圧を測定し,0.15MHz 超過∼
30MHz 以下:73dB(μV)以下。なお,0.15MHz 以上 0.5MHz
以下については 79dB(μV)以下を目標とする。
定格電圧・定格周波数の交流電源に接続し,直流電源はイン
バータ出力(有効出力)が定格出力の 100%,50%,12.5%とな
るように設定する。このときのインバータ出力電圧を測定
し,5kHz∼10kHz 帯の高調波成分が 89dB(μV)以下である
こと。
電磁放射対策
試験電界強度を 1,3 又は 10V/m 又はその他の強度にして周波
数範囲は,1kHz のサイン波で 80%振幅変調した信号を
80MHz から 1000MHz まで掃引する。この結果,機器は危険
又は不安全でないこと。
11
目
的
(省令)
過負荷の防止
(電技省令第4条)
充電部への接触によ
る感電防止
(電技省令第20条)
漏電・過電流による火
災の防止
(電技省令第14条)
感電の防止
(電技省令第14条)
漏電・過電流による火
災の防止
(電技省令第7条)
誤操作等による感電
事故の防止
(該当省令なし)
誘導雷による絶縁破
壊の防止
(電技省令 第5条)
高調波の防止
(電技省令第16条)
高周波の防止
(該当省令なし)
電磁放射の防止
(該当省令なし)
目
的
(省令)
電線は、次により施設すること。ただし、機械器具の構造上 漏電・過電流による火
災の防止
その内部に安全に施設できる場合はこの限りでない。
イ 電線は,
直径 1.6mm の軟銅線又はこれと同等以上の強さ (電技省令 第6条)
及び太さのものであること。
(電技省令第20,
ロ 屋内に施設する場合にあっては,合成樹脂管工事,金属
56,57条)
管工事,可とう電線管工事又はケーブル工事により,第 177
条,第 178 条,第 180 条又は第 187 条並びに第 188 条第 2
項,第 189 条第 2 項及び第 3 項の規定に準じて施設するこ
と。
ハ 屋側又は屋外に施設する場合にあっては,合成樹脂管工
事,金属管工事,可とう電線管工事又はケーブル工事によ
り,第 177 条,第 178 条,第 180 条又は第 211 条第 1 項第
七号並びに第 188 条第 2 項,第 189 条第 2 項及び第 3 項の
規定に準じて施設すること。
新たな技術基準で規制する必要がある事項
No
*5
*1∼4:太陽電池発電設備など設備個別の技術的要件については、技術基準として守るべ
き規定を基本原則として示している電技省令第4条及び第16条に基づき、民間
において保安確保が達成できる技術的要件を作成(JIS、JEC等)し、保安
を確保している実績がある。家庭用燃料電池発電設備においても他の設備と同様
の扱いとするのかは、経済産業省の判断に委ねるものとする。
*5 :太陽電池発電設備では、電技解釈第50条第1項第四号において、太陽電池モジュ
ールから負荷設備等へ至る配線の施設方法を規定している。家庭用燃料電池発電設
備においても太陽電池発電設備と同様に燃料電池設備から住宅内の分電盤等に至る
電路の配線工事方法を新たに規定するのか、配線が適用されると考えて規定しない
かは、経済産業省の判断に委ねるものとする。
1.3 その他留意すべき事項
・現行基準等の適用を受ける事項のうち、電技及び系統連系ガイドラインでの規定事項
は、家庭用燃料電池設備が小出力発電設備に位置付けられた場合においても、適用対
象となるため、現状どおりでも問題ないが、火技での規制項目は、火技が一般用電気
工作物を対象としていないため、小出力発電設備で位置付けられれば、規制対象外と
なるため、火技で規制する項目が対象となるよう方策する必要がある。
・添付資料1−別紙「家庭用燃料電池発電設備の技術要件」において、民間レベルで規
定するもの(レベル3(緑色)
)とした技術要件についてはJIS化等されることが望
ましい。
12
2.技術基準を補完する運用(保安)面への反映に関する事項について
家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの保安確保にあたって,技術基準とし
て定めるべき技術要件の他,その技術要件を補完する運用面に係わる事項の検討を行っ
た。以下に検討結果(概要)を記載する。
なお,詳細については,
「Ⅱ.平成 15 年度の検討内容について 2.2 運用(保安)面
に係わる検討結果」及び「平成 14 年度家庭用燃料電池保安技術検討会報告書 Ⅳ.家
庭用燃料電池の保安に係わる技術的検討結果について 第 3 章使用環境(メンテナンス
等)に係わる検討結果」を参照されたい。
2.1
施工方法及び施工者の要件について
家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの据付時の施工方法及び施工者の要件に
ついて検討を行った。
検討項目
・
据付工事の資格要件
・
・
・
感電・火災等の発生の原
因とならない工事方
・
法・技術
2.2
検討結果
燃料の供給配管等の接続については「ガス機器の設置基準及
び実務指針」に記載される基本規定を理解,習得している技
能者により実施。
電気工事は電気工事士により施工を実施。
水道の配管工事等については,
「水道法」に基づく給水設置工
事主任技術者が管理,監督を行う。現行の資格制度により保
安確保。
パワーコンディショナ等,電気工事については,電気工事士
による「電技」
,
「内線規程」等に基づき施工。
燃料電池設備は「ガス機器の設置基準及び実務指針」(改正作
業後のもの)に基づき有資格者が施工することで保安を確保。
認証システムについて
家庭用燃料電池設備を小出力発電設備として一般家庭に普及させるためには,そのシス
テムについて認証制度を導入し,安全性を高めることが必要である。
家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの認証システムについて検討を行った。
検討項目
検討結果
・ 政府認証,民間認証があるが,民間認証でも設備の安全性を担
認証形態
保できると考えられる。
・ 認証の範囲は,全システム(燃料電池設備,貯湯システム,パ
ワーコンディショナ)として認証することが望ましい。ただし,
認証範囲
機器単体で認証することも可能とし,この場合はシステム全体
として安全性が確保されることが保証されなければならない。
認証方法
・ 型式検査と工場調査(又はロット抜取検査)の併用が望ましい。
認証機関における被害 ・ 燃料電池コージェネレーションシステムに対して特別に救済
者救済措置の必要性
措置を設ける必要はないと考えられる。
家庭用燃料電池コージ ・ 新たに施工業者の技術認証(例えば,燃料電池発電設備設置資
ェネレーションシステ
格者)等は必要ないと考えられる。
ムの設置における施工
13
検討項目
技術の認証について
検討結果
・ 燃料電池発電設備の国際規格が策定中であること等を考慮す
ると,現時点では時期尚早である。
認証機関における相互
・ 将来,国際規格等,必要要素の整備状況を考慮し,導入・検討
認証の検討について
を行うことが望ましい。
2.3
引渡し検査及びその定着化について
家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの引渡し検査及びその定着化について検
討を行った。
検討項目
検討結果
・ 実施範囲は主に現地にて施工を行った部分とし,検査項目は,
設置状況,電気配線,配管施工等の確認を行う。なお,シス
引渡し検査の実施範囲
テム全体として安全性が確保されていることを確認する必要
と検査項目
がある。
・ 引渡し検査は,専門的な知識を保有する販売・施工元,若し
引渡し検査の実施者
くは工事業者等。
・ メーカー・メーカー団体により,施工業者・販売元に対して
引渡し検査の定着化
その重要性について周知し,徹底させることが重要である。
2.4
定期点検及びその定着化について
家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの定期点検及びその定着化について検討
を行った。
検討項目
検討結果
・ 実施範囲は主に現地にて施工を行った部分とし,点検項目は
点検の実施範囲と点検
安全上最低限必要な項目として目視点検,絶縁抵抗測定,接
項目
地抵抗測定等を行う。
・ 専門家による定期点検は,4 年に 1 回以上。
・ ガス事業法で調査対象となっている給排気設備が施設された
点検周期
場合は同法により 40 ヶ月に 1 回以上。
・ 簡単な目視点検等の日常点検は月 1 回程度。
・ 定期点検はメーカー,販売業者,その他メンテナンスを専門
とする会社等が行うこととし,その実施者は燃料電池発電設
点検の実施者
備に関する知識を習得した第二種電気工事士免状取得者と同
等以上の知識及び技能を有する者が行うことが望ましい。
・ 簡単な目視点検等の日常点検は,一般ユーザー。
・ 取扱説明書等に点検の必要性を記載するなど,一般ユーザー
点検の定着化
により自主的に点検が行われるようなシステムを構築する必
要がある。
・ 機器異常時には一般ユーザーが電話連絡取れるなどの体制を
機器の異常発生時のフ
とることが望ましい。
ォロー
(設備の施工を行った電気工事店・ガス工事店,メーカー,
住宅電気工事センター,メンテナンス会社等)
以上
14
あとがき
まえがきでも述べてあるように,家庭用燃料電池発電設備の一般家庭等への普及促進の
ためには,当然のことながら,その安全性が十分に確保されていることが重要である。経
済産業省は,一般家庭等への普及促進のためには,まず技術基準を整備する必要があると
の考えに基づき,技術基準に反映が必要な事項については技術基準を改正する方針を打ち
出している。
本報告書は,経済産業省からの委託の趣旨を踏まえ,技術基準に反映する必要のある技
術的安全要件について検討した結果をまとめたものである。 検討した技術的安全要件
については,技術基準に反映すべき事項,JISや民間レベルで対応しておくべき事項,
また,製造者等の判断により必要に応じて対応すべき事項などの区分を行い,検討結果
をまとめてある。
しかしながら,家庭用燃料電池発電設備は新しい技術による設備機器であり,その施工
や使用に関する経験が十分蓄積されているとは言えない状況にあることも事実である
ため,技術基準に基づく設備本体の安全性のみならず,施工や施工後の維持・管理にも
十分に注意を払う必要があると考えられる。
そのため,検討会では,安全確保をより確実なものとするために,技術基準以外の側面
からも必要な事項について検討した。
その結果,本報告書では,家庭用燃料電池発電設備の施工方法や施工者に関する事項,
設備システムの認証に係わる事項,引き渡し検査や定期点検に関する事項についても検討
した結果をまとめてある。
燃料電池発電設備システムの安全を確保しつつ,一般家庭等への普及促進を図るために
検討を進めるべきものとして本報告書に示した事項については,行政側だけでなく,民間
側において対応すべき事項もあり、今後、早急に適切な役割分担の下で具体化が図られる
ことを期待するものである。
(社)日本電気協会