オフィスでも工場でも使える電気設備省エネ手法

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本記事は、オフィス・工場の電気設備で今日から実践できる省エネ手法を体系化。見える化（IoTセンサー・BEMS）、契約電力とデマンド最適化、LED・インバータ・コンプレッサ・受変電の改善、太陽光・蓄電池によるピークシフト、補助金と省エネ法対応、LCC/ROIでの投資判断まで網羅。結論は、運用改善と契約見直しで即効、更新と再エネで継続効果、PDCAで最大化。

電気設備の省エネ手法の全体像

電気設備の省エネは、照明・空調・モーター・ポンプ・コンプレッサ・受配電設備などの個別最適にとどまらず、需要（kW）と使用量（kWh）の両面で全体最適を図る経営課題です。現場の安全・品質・生産性を維持しながら、設備の効率化（ハード）と制御・運用（ソフト）を組み合わせ、電力料金の構造に合わせて効果を最大化することが要諦です。

本章では、エネルギー管理の基本、電力量と電力料金の構造理解、そして設備更新と運用改善を両輪とする実践的なバランス戦略を整理します。これにより、オフィスから工場まで適用可能な省エネ活動の設計図を描けるようになります。

省エネの基本概念とエネルギー管理のポイント

省エネの目的は「同等の業務・生産・快適性を、より少ないエネルギーで達成すること」です。手段は大きく「設備の高効率化」「制御・自動化」「運用・保全の最適化」の3層に整理できます。

層目的代表的な施策例管理指標（KPI）
設備（ハード）機器・システムの固有効率を上げる高効率変圧器、IE3/IE4モーター、インバータ化、熱交換器高効率化効率（COP、η）、待機損失、LCC、CO2排出原単位
制御（ソフト）必要なときに必要なだけ動かす需要平準化制御、ピークカット、スケジューラ、人感・照度制御、圧力・流量追従最大需要電力（kW）、稼働率、制御応答、デマンドプロファイル
運用・保全（人）ムダを見つけ止める、性能を維持する設定温度・圧力見直し、停止手順の標準化、点検・清掃・潤滑、教育電力原単位（kWh/㎡、kWh/台、kWh/生産量）、停止時間、故障率

現場がすぐに着手できる「運用・保全」の改善で早期に効果を出しつつ、制御最適化と高効率設備への更新を段階的に積み上げる三位一体の進め方が、持続的な省エネには不可欠です。

管理の基本は、基準年（ベースライン）を定め、月次・日次・30分デマンドの多層で指標をトラッキングし、改善のPDCAを回すことです。施設用途に応じて「床面積当たり（オフィス）」「台数・運転時間当たり（設備）」「生産量当たり（工場）」など適切な電力原単位で比較すると、現場ごとの差や改善余地が可視化されます。

電力量と電力料金の構造を理解して効果を最大化

省エネ効果を確実にコスト削減へ変換するには、電力量（kWh）と最大需要電力（kW）の違いと、電力料金の構造を理解することが近道です。多くの高圧・特別高圧契約では、基本料金（契約電力×単価）と電力量料金（使用電力量×単価）に、燃料費調整額や再エネ賦課金等が加算されます。また、力率が基準（一般に85％）を上回ると割引、下回ると割増となる力率割引・割増が適用されます。

費目主な決定要素設備・運用での影響ポイント代表的な効果指標
基本料金契約電力（過去12か月の最大需要電力）ピークカット、負荷平準化、デマンド監視、更新時の容量適正化最大需要電力（kW）、30分デマンド、契約見直し可否
電力量料金使用電力量（kWh）、時間帯・季節別単価高効率化・待機削減、スケジュール運転、時間帯シフト、温度・圧力最適月間kWh、時間帯別kWh、原単位
力率割引・割増力率（基準85％に対する超過・不足）力率改善コンデンサ、無負荷運転削減、変圧器の適正負荷月間平均力率（％）、無効電力（kvar）
その他加算燃料費調整、再エネ賦課金 等総kWhの削減、電源時間帯の最適化調整単価影響額、kWh構成

「kWhを減らす施策」と「kWのピークを抑える施策」を分けて設計し、時間帯別の単価差を踏まえて運用を最適化することで、同じエネルギー削減でも費用対効果が大きく変わります。

例えば、空調・コンプレッサ・ポンプの同時立ち上げを回避してピークを分散させる、照明の減設やLED化で夜間のkWhを削る、力率改善で割増を解消する、など費目別の打ち手を組み合わせると、基本料金と電力量料金の双方を効率よく低減できます。

電気設備の更新と運用改善のバランス戦略

投資を伴う高効率機器の更新は効果が大きい一方、計画・工事・停止調整が必要です。これに対し、設定値最適化やスケジュール管理、不要運転の停止といった運用改善は、小さなコストで短期に成果が出せます。短期の運用改善で早期にキャッシュを生み、創出原資を活用して中長期の設備更新へと段階的に移行する「ポートフォリオ型」の進め方が現実的です。

時間軸主な施策狙いどころ留意点
短期（即日～半年）設定温度・圧力最適化、同時起動回避、待機削減、清掃・潤滑ピーク抑制、無駄運転の排除、基礎性能回復ルール徹底、計測前後の比較、リバウンド防止
中期（半年～2年）インバータ化、制御シーケンス最適、ダンパ・バルブ適正化負荷追従、部分負荷効率の改善、需要平準化既設配線・盤の適合、制御安定性、教育
長期（2年以上）高効率モーター・変圧器更新、空調・ボイラー刷新、システム再構成基礎効率の底上げ、保全性・信頼性向上LCC・更新時期の最適化、停止計画、冗長性

優先順位は、効果（kW・kWh削減）、費用（初期・保守）、実現性（停止要否・安全・品質影響）の3軸で評価し、LCCと投資回収の視点で決定します。照明や送風機・ポンプの可変速化、コンプレッサの吐出圧力適正化、受変電設備の待機損失低減など、系統全体のボトルネックに着目すると重複投資を避けられます。

導入後の計測・検証（M&V）で効果を数値で確認し、季節・操業条件の変化に合わせて設定を見直すことで、効果を維持・向上させます。加えて、力率やデマンドの異常兆候を早期に把握し保全へつなぐ体制を整えると、コストとリスクの両面で最適化が進みます。

初期診断と見える化で着手点を特定

初期診断と見える化は、電気設備の省エネで「どこから手を付けるか」を定量的に特定し、短期の運用改善と中長期の設備更新をつなぐ起点になる工程です。 現場の実態を正確に把握するために、設備台帳や一線結線図の確認、計測点の設計、データ取得の粒度と期間の設定、ベースライン（基準使用量）の構築を順序立てて行い、仮説検証を繰り返して優先度の高い改善テーマを抽出します。

エネルギー診断の進め方とデータロガーの活用

最初に、目的（例：最大需要電力の抑制、kWh原単位の改善、待機損失の削減）とKPIを明確化します。次に、設備台帳・負荷リスト・一線結線図をもとに、主幹・分岐・機器単位のサブメータリング計画を作成し、必要な計測点（電流・電圧・有効/無効電力・力率・温度・圧力・流量など）とサンプリング間隔（1秒～5分）を決めます。スポット計測はデータロガー、継続監視は固定計測器の併用が効率的です。

診断フェーズでは、過去12～24か月の使用実績（30分値など）を収集し、操業カレンダー・外気温・生産量などの要因とあわせてベースラインを作成します。回帰分析やヒートマップ、パレート分析で「常時負荷」「ピーク時の増分」「休日の残留負荷」を分解し、無駄の多いゾーンを特定します。短期のスポット計測では、クランプ式CTや電力ロガーで高頻度データを取り、立上げ・待機・アイドリングの時間比率や突入電流の影響を可視化すると、運用改善の仮説検証が進みます。

収集データ代表指標ねらい取得方法期間/粒度
主幹・分岐の電力kW、kWh、力率、30分デマンドピーク要因と常時負荷の切り分けスマートメーター、電力計、データロガー12～24か月/30分、1～5分
機器稼働信号稼働率、稼働時間、起動回数停止・アイドリングの可視化無電圧接点、電流検知、PLCログ2～8週間/1～60秒
環境・プロセス温湿度、差圧、流量、圧力、温度負荷と品質・環境の相関把握各種センサー、既設BMS/SCADA2～8週間/1～60秒
業務・生産データ来館者数、稼働ロット、生産量原単位（kWh/㎡、kWh/個）の算出業務システム、手入力12か月/日・週・月

データロガー選定では、入力点数、測定精度、対応センサー（CT/VT、パルス、アナログ4–20mA、RS-485 Modbus）の互換性、電源（AC/バッテリー）、記録容量、時刻同期（NTP）、設置性（磁石固定・盤内）、安全（絶縁、過電流保護）を確認します。現場配電盤での作業は感電・アークのリスクがあるため、電気工事士の管理下で停電計画・ロックアウト/タグアウト・適切なPPEを徹底します。

データロガーのポイント確認事項省エネ診断への効用
入力と精度CTレンジ、精度クラス、サンプリング周期ピーク・突入、待機損失の定量化
通信と時刻有線LAN/RS-485/USB、NTP同期複数機器の時系列整合、相関分析
設置と安全盤内スペース、絶縁、温度範囲短期間でのスポット計測の確実性
データ品質ノイズ耐性、欠損処理、校正証跡ベースラインの信頼性確保

初期診断では、「常時かかっている負荷」「ピークだけ跳ねる負荷」「操業と連動しない残留負荷」を切り分け、改善の投資対効果が高い順に仮説と実行計画へ落とし込むことが成功の鍵です。

IoTセンサーで設備稼働を見える化

IoTセンサーを用いて、電力だけでなく設備の状態量を同時に収集すると、運転モード・負荷・品質の関係性が分かり、根拠ある省エネ判断が可能になります。ネットワークは有線LAN（PoE）、RS-485（Modbus RTU）、無線（Wi‑Fi、LoRaWAN、LTE）を組み合わせ、ゲートウェイで時系列DBへ集約します。データのタイムスタンプは一元同期し、欠損・外れ値の検出と補完ルールを定めます。

センサー種別主な設置箇所取得指標省エネ上の示唆
電力計・CT主幹、分岐、機器入力kW、kWh、電流、力率負荷プロファイル、無効電力の多寡
温湿度・CO2・照度執務室、会議室、クリーンルーム温度、相対湿度、CO2、lx空調・換気・照明の過剰運転検知
差圧・流量・圧力空調ダクト、配管、フィルタ前後Pa、m³/h、kPa目詰まり・過大風量・送液の無駄
温度・熱画像配電盤、軸受、配管、熱源表面温度、温度分布断熱不足、放熱ロス、劣化兆候
振動・音響・超音波モーター、ポンプ、コンプレッサRMS振動、異音、漏気音無駄運転、故障予兆、漏気損失
人感・在室・開閉会議室、倉庫、共用部在室/不在、ドア開閉自動消灯・換気制御のトリガー

ダッシュボードでは、日/週/月の負荷曲線、ピーク時の内訳、エリア別の原単位、ヒートマップ（時間×系統）を提示し、ガントチャートで設備の稼働・停止を可視化します。アラートは「設定温度逸脱」「非稼働時間帯の高負荷」「フィルタ差圧しきい値超過」「力率低下」などのルールで通知し、現場の是正行動に直結させます。データガバナンスとして、アクセス権限（閲覧・編集）、変更履歴、データ保持期間（例：原単位算出用に36か月以上）を定義します。

標準プロトコル（BACnet、Modbus、OPC UA）への対応は、既設の空調制御・受配電監視との相互運用性を高めます。無線機器は設置自由度が高い一方で、電波干渉・電池寿命・セキュリティ（暗号化、鍵管理、VPN）の設計が重要です。

BEMS FEMSで需要家のエネルギー管理を高度化

BEMS（Building Energy Management System）やFEMS（Factory Energy Management System）は、分散した計測データを統合し、分析・可視化・制御連携まで一気通貫で支援します。初期診断段階では、短期ロガーによるスポット計測結果も取り込み、ベースラインの確度を上げつつ、将来的な常時監視と運用改善の土台を整えます。

機能内容得られる効果
サブメータリング統合主幹～分岐～機器の階層集計ロスの所在を階層別に特定
ダッシュボード/レポート負荷プロファイル、ヒートマップ、原単位改善余地の可視化とKPI進捗管理
ピーク予測と監視短期予測、閾値超過の事前通知計画的な負荷シフト・抑制の判断
制御連携BACnet/Modbus経由で空調・照明へ指示運用ルールの自動実行とばらつき低減
異常検知学習ベース/ルールベースの外れ値検出無駄運転・劣化の早期是正
データ管理ロールベース権限、監査ログ、長期保管再現性の高い検証と継続改善
標準連携BACnet、Modbus、OPC UAのゲートウェイ既設設備との相互運用性確保
セキュリティTLS暗号化、VPN、ネットワーク分離運転データの機密性と可用性の担保

クラウド型は多拠点の横断比較やアップデート適用が容易で、オンプレミス型はネットワーク分離や低遅延制御に向きます。いずれの場合も、タグ命名規約、単位の統一、設備IDの付番、外部データ（外気温、操業カレンダー）の統合設計を最初に固めると、後工程の分析精度が大きく向上します。

見える化のゴールはグラフを増やすことではなく、「誰が・いつ・何を止める/下げる/遅らせるか」というアクションに直結する指標とアラートを設計し、現場で再現可能な改善ルーチンに落とし込むことです。

電力料金と契約の見直しで固定費を削減

電気料金のうち固定費（基本料金）は、契約電力や力率に左右されるため、料金メニューと契約条件の最適化だけで大幅なコスト削減が可能です。 運用改善や設備更新と併行して、請求明細・計量データ・契約約款を精査し、ピーク需要（デマンド）を制御する仕組みを導入することが、短期で効果が出る再現性の高いアプローチです。

項目概要削減レバー備考
基本料金契約電力（または最大需要電力）に単価を乗じて算定契約電力低減、力率改善、契約方式の見直し高圧では過去12カ月の最大30分需要値が基準となるのが一般的
電力量料金使用電力量（kWh）に単価を乗じて算定省エネ、時間帯別メニュー選択、ピークシフト季節別・時間帯別で単価が変動するメニューがある
燃料費調整額燃料価格動向に応じて毎月調整小売事業者の選定、使用量削減単価・上限の有無は小売電気事業者により異なる
再生可能エネルギー発電促進賦課金使用電力量に応じて一律に賦課使用量削減、自家消費の活用制度に基づく全国一律単価が毎年度見直し
力率割引・割増力率が基準（例：85%）から乖離すると基本料金を調整進相コンデンサの適正化、無効電力の抑制多くの高圧契約で1%ポイント当たり1%の割引・割増が目安

まずは請求書と計量データ（30分値）を12カ月分以上集め、最大需要電力の発生日・時間帯・設備要因を特定します。次に、料金メニュー（時間帯別・季節別・需要連動型）を比較し、現在の負荷プロファイルで最小となる組み合わせを試算します。最後に、デマンド監視と自動制御でピーク発生を抑え、12カ月継続で契約電力を引き下げます。

契約電力と基本料金の最適化

契約電力の定義や決まり方は、電圧区分や契約方式で異なります。高圧・特別高圧では、計量器が記録する30分平均の需要電力（デマンド）のうち、過去12カ月で最大となった値が基本料金の算定基準となるのが一般的です。低圧（事業用）では、主開閉器（ブレーカー）容量や主開閉器契約の整定値を基準にする方式などがあります。

「ピークの一瞬」ではなく「30分平均の最大値」を下げ、それを12カ月維持することが、基本料金を永続的に引き下げる最短ルートです。 以下の手順で最適化を進めます。

手順狙い実務ポイント
1. データ収集最大需要発生の要因特定30分需要値、外気温、操業カレンダー、主要設備の稼働ログを紐づける
2. 契約方式の確認基本料金の決まり方を把握電圧区分、主開閉器契約・計器契約の別、力率割引の適用条件を約款で確認
3. 目標設定目標契約電力と達成時期を設定季節別ピークに応じて複数の目標（夏季・冬季）を置く
4. 対策の設計ピーク抑制の仕組み化優先順位表（停止可・出力抑制可・不可）と自動制御ロジックを作成
5. 実行と検証効果の定量化月次で最大需要をレビューし、契約電力の見直し時期を判断

力率割引・割増の確認も必須です。多くの高圧料金では力率85%を基準に、1%ポイント高いと1%割引、低いと1%割増が基本料金に適用されます。進相コンデンサの容量過不足や制御不良はコストに直結するため、季節・負荷に応じた段切替の最適化やメンテナンスで高力率を安定維持します。

料金メニューの見直しは、小売電気事業者のプラン（時間帯別・季節別・土日祝別・需要連動型など）を現在の負荷プロファイルに当てはめ、費用最小となる組み合わせをシミュレーションします。契約変更のタイミングや条件（最低利用期間、違約金、計量器交換の要否）もあらかじめ確認します。

デマンド監視とデマンドレスポンスの導入

デマンド監視は、30分需要の予測値をリアルタイムに監視し、閾値を超えそうなときに負荷を自動抑制する仕組みです。デマンドコントローラやエネルギーマネジメントシステムを用いて、空調群、冷温水ポンプ、コンプレッサ、照明の出力・台数・スケジュールを調整します。

運用要件に合わせて、以下のレベルで段階導入します。

導入レベル内容主な対象留意点
監視・アラート予測デマンドに対しアラーム通知、手動で負荷抑制事務所ビル、中小工場担当者不在時の対応が課題、標準作業手順（SOP）を整備
自動制御（優先度制御）あらかじめ定義した優先順位で負荷を段階的に自動停止・出力制限大型空調、二次ポンプ、コンプレッサ台数制御品質・快適性への影響を事前評価（上限・下限値、復帰時のリバウンド抑制）
デマンドレスポンス参加小売事業者やアグリゲーターのプログラムに参加し、節電応答でインセンティブを獲得工場、データセンター、商業施設ベースライン算定、通知リードタイム、計測検証（M&V）の要件を契約で確認

デマンドレスポンスでは、事前通知（当日〜前日）に応じて、設定温度の一時変更、チラーの台数制御、コンプレッサ吐出圧の暫定引下げ、蓄熱・蓄電の放出、非常用発電機の法令範囲内の活用などで需要を抑えます。生産設備では、段取り替えや非クリティカル工程のスライドを計画的に行います。

監視・自動制御・デマンドレスポンスを一体で設計し、ピーク抑制とインセンティブ獲得を両立させることが、費用対効果を最大化する鍵です。

需要平準化とピークカットの実務

ピークカット（最大需要の引下げ）とピークシフト（高単価時間帯から低単価時間帯へ移行）は、基本料金と従量料金の双方に効く王道施策です。現場の設備特性と操業制約を踏まえ、複数の対策を組み合わせて「30分平均の最大値」を確実に下げます。

対策狙い適用設備・例実務の勘所
立上げ分散・段階起動同時起動による需要集中を回避空調機群、チラー、コンプレッサ、搬送設備起動シーケンスを5〜10分刻みで分散し、30分平均の山を作らない
上限制御（キャップ）デマンド上限を超えない自動制御二次ポンプ、送風機、冷却塔、照明優先順位と最小運転条件を明確化し、快適性・品質の閾値を設定
蓄熱・プレクーリング高需要時間帯の冷熱負荷を前倒し氷蓄熱・水蓄熱、空調の予冷運転外気温・負荷予測に連動し、過不足のない充放熱計画を作成
蓄電池のピークシェービング短時間の需要超過を電池で吸収屋内外据置型蓄電池、非常用兼用システム放電上限とサイクル寿命、BCP要件との両立を最適化
工程・シフトの調整高単価・高需要時間帯の負荷を平準化洗浄・焼成・冷却など非クリティカル工程生産計画と連動し、品質・納期を損なわない時間帯へ移行
吐出圧・設定値の最適化無駄な余裕圧・過冷過熱を解消コンプレッサ、ボイラー補機、空調設定小さな設定変更でも30分平均に効く。復帰時のリバウンドを抑制
自家消費の活用ピーク時間帯の購入電力を低減太陽光発電の系統同時運転、優先自家消費天候予測と需要予測を合わせ、余剰や不足を事前に見込む

実装は「計測・閾値・アクション」を一体化するのが基本です。需要予測で30分先のピーク兆候を検知し、優先順位表に沿って自動で台数制御・出力制限・蓄電放電を実行します。復帰（リリース）時は、負荷が一斉に戻って逆にピークが出ないよう、段階復帰とデッドバンドを設定します。

最後に、月次で「最大需要電力」「力率」「時間帯別使用量」「デマンド警報回数」をKPI化し、料金明細の変動と突き合わせます。これにより、契約電力引下げの確度、料金メニューの妥当性、運用ルールの遵守状況を客観的に評価できます。

設備別の省エネ手法を体系的に実装

現場ごとに異なる稼働条件や負荷プロファイルを踏まえ、設備の特性に適した対策を選定し、KPIで運用管理まで一気通貫で実装することが、省エネルギー効果を安定的に出す最短ルートです。

対象設備主な対策管理指標（KPI）設置・制御の要点
照明LED化、調光制御、人感・明るさセンサー、ゾーニング、スケジューリング照度・均斉度、在室率、点灯時間、回路別消費電力量JISの推奨照度を満たしつつ過剰照度を抑制、DALI/0-10Vで群管理
空調・ボイラーインバータ化、設定温度最適化、台数制御、外気量最適化、熱源効率向上COP/APF、ΔT、外気比率、稼働率、ファン・ポンプ電力負荷に応じた可変風量/可変水量、バイパス抑制、熱交換器の清掃
モーター・ポンプIE3/IE4モーター、VFD（インバータ）、自動差圧・流量制御、配管抵抗低減kW・kWh、圧力/流量、バルブ開度、運転時間スロットルから回転数制御へ、最小必要揚程で運転
コンプレッサ吐出圧力適正化、漏気対策、台数制御・インバータ化、熱回収吐出圧力、負荷率、アンロード時間、漏気量配管圧損低減、末端圧力監視、ドライヤー保守
受変電・変圧器高効率変圧器、待機損低減、力率改善、負荷平準化、高調波対策力率、無効電力、変圧器温度・損失、THDトップランナー基準適合機、APFCの過補償防止、適正タップ

照明の省エネ

照明は日常的な使用時間が長く、更新・運用両面で効果が得やすい領域です。作業性や安全性を損なわず、過剰照度の是正と自動制御を組み合わせて省電力化を進めます。

LED化と高効率器具で電力を削減

既存の蛍光灯・水銀灯・メタルハライド灯を高効率LED器具に更新し、配光・照度設計を見直すことで、消費電力と保守費を同時に低減できます。

器具選定では、全光束だけでなく、必要照度と均斉度を満たす配光設計、グレア抑制、周囲環境温度での出力低下を考慮します。既設安定器の残置は原則避け、直管形は工事用（バイパス）を選定し安全を優先します。高天井は高効率ハイベイを用い、適切な取付高さとピッチでムラを抑制します。

ポイント推奨アクションKPI
器具効率器具光束/消費電力（lm/W）の高い製品を採用lm/W、初期照度・維持率
配光設計不要な天井照射を抑え、作業面照度を確保平均照度、均斉度
保守計画汚れ・温度に応じた清掃周期と点検を策定照度劣化率、故障率

人感センサーとスケジューラで自動制御

在室・昼光・スケジュールの三位一体制御により、点灯時間と明るさを最適化し、無駄な点灯を抑制します。

人感センサーは検知エリアの死角を避ける配置とし、昼光センサーで窓際の昼光利用（デイライトハーベスティング）を行います。DALIなどのデジタル制御でゾーン別に調光し、会議室や更衣室などは在室連動の自動消灯を徹底します。スケジュールは稼働カレンダーと連携し、残業・清掃枠のみ部分点灯できる設定とします。

空調とボイラーの最適化

空調は熱源・搬送・端末の三層で最適化します。ボイラーは燃焼・給排気・給水・回収の各工程でロスを抑えます。

インバータ制御と高効率機の選定

負荷追従性の高いインバータ機と高効率熱源（高COPチラー・高効率パッケージ）を採用し、部分負荷域での効率を重視して選定します。

選定では定格COPだけでなく、実運用負荷に近い部分負荷効率（APF等）を評価します。台数制御は先行台の連続運転と後続台の間欠を避け、均等負荷配分で起動回数を抑制します。設定温度は執務・製造環境の要件と熱負荷を踏まえ、過剰な低温・高温設定を避けます。

対象最適化策KPI/監視
熱源高効率チラー・パッケージ、凝縮温度・蒸発温度の最適化COP/APF、起動回数、冷媒高低圧
搬送二次ポンプ・送風機のVFD化、差圧制御点の最適化kW、ΔP、バルブ開度、VAVダンパー開度
外気CO2/温湿度連動で外気量最適化、エコノマイザー運用外気比率、CO2濃度、温湿度

冷温水ポンプと送風機のVFD最適化

スロットル制御やダンパ絞りを廃し、必要風量・必要流量だけを供給する回転数制御に切り替えることで、搬送動力のロスを抑制します。

差圧センサーは代表末端近傍に設置し、最も不利側の開度が大きくなるよう制御点を調整します。最低周波数・バイパス運転の設定を見直し、チョーク音やキャビテーションを回避します。定期的にフィルター・コイルの清掃を行い、異常な圧損上昇を是正します。

モーターとポンプの高効率化

駆動源の効率は設備全体のベースラインを左右します。モーターの効率クラスと負荷適合、機械損の低減をセットで進めます。

IE3 IE4高効率モーターへの更新

老朽・低効率モーターはIE3/IE4相当の高効率機へ計画更新し、同時に適正容量化（過大容量の是正）を行います。

更新時は起動方式（ソフトスタータ/インバータ）、直結・減速機の伝達効率、運転時間を考慮した総合評価（LCC）で優先順位を決定します。巻線焼損などの修理判断は、修理後効率低下の影響を加味して検討します。

流量圧力の自動制御で無駄運転を削減

ポンプ・送風機は流量・圧力の実測に基づく自動制御で過剰供給を防ぎ、バルブ・ダンパの絞り運転を最小化します。

プロセス要求値（流量・液面・差圧）をKPI化し、制御帯域（PID）の適正化でハンチングを抑えます。配管・ダクトの曲がりや絞り、不要なストレーナ目詰まりを是正し、系統抵抗を下げます。必要に応じて高効率インペラや可変ピッチファンの採用も検討します。

コンプレッサの省エネ

圧縮空気は「見えない電力消費」が発生しやすい領域です。圧力・漏気・台数制御・回収熱の四本柱で対策します。

吐出圧力の適正化と漏気対策

要求圧力を満たす最小吐出圧に設定し、漏気源を定期的に特定・修繕することで、連続的な電力ロスを抑制します。

末端工具の必要圧を確認し、過剰なマージンを排除します。エア漏れは超音波リークディテクタや石けん水で検知し、継手・ホース・クイックカプラ・ドレン周りを重点点検します。配管は内径・ルートを見直して圧損を低減し、ドライヤー・フィルターの差圧上昇時は早期清掃・交換します。

項目実施内容KPI/監視
圧力設定工具側最小必要圧＋配管圧損で設定、不要な上乗せを排除吐出圧、末端圧、圧力変動幅
漏気管理定期サーベイ、タグ付け修繕、再測定でクローズ漏気件数、推定漏気量、修繕リードタイム

インバータ化と熱回収の活用

負荷変動が大きい系はインバータ機や混設台数制御で効率を高め、圧縮熱は給湯・温風などに回収して有効活用します。

台数制御ではベース機を定格効率の高い定速機、追従機をインバータ機とし、アンロード時間の最小化を図ります。吸込空気温度を下げる給気ルートの最適化も有効です。熱回収はオイルクーラーやアフタクーラーからの温水・温風を空調補助や洗浄水予熱に利用し、用途に応じて温度管理と安全対策を徹底します。

受変電設備と変圧器の最適化

系統全体のロス低減と安定運用は、受変電の基本です。損失・力率・高調波を監視し、適切に対策します。

高効率変圧器と待機損失の低減

トップランナー基準に適合した低損失変圧器への更新と、軽負荷時の待機損の抑制で、見えにくい常時ロスを削減します。

更新時は無負荷損・負荷損と年間負荷率からLCCで評価します。並列運転台数を適正化し、夜間や休日の不要設備の待機電力を止めます。温度監視と定期油試験（油入の場合）で劣化兆候を早期発見し、効率低下や故障リスクを抑えます。

力率改善コンデンサで無効電力を抑制

自動進相コンデンサ（APFC）で力率を安定させ、無効電力を抑制することで、配電損失と基本料金の悪化を回避します。

過補償は電圧上昇や逆潮流との干渉を招くため、段数設定と目標力率を適正化します。高調波の多い系統では、リアクトル付（デチューン）などの高調波対策型を用い、機器の過熱や誤動作を防止します。力率・無効電力・THDの常時監視を行い、季節・負荷変動に応じた調整を行います。

再エネと蓄電池でピークシフトと自家消費

太陽光発電と蓄電池を組み合わせると、昼間の余剰電力を有効活用しつつ、契約電力の抑制や時間帯別料金の最適化が可能になります。オフィスや工場では、需要の高まる時間帯と発電・蓄電の使い分けを設計段階から織り込むことで、電力基本料金と従量料金の双方に効く省エネ・省コストを同時に狙えます。

ピークシフト（時間移動）とピークカット（最大需要の切下げ）を意図的に設計・運用へ落とし込むことが、自家消費率の向上と電力料金削減を両立させるコア戦略です。

既設設備への後付けでも、計測データ（15分または30分需要実績）、気象予測、設備稼働スケジュールを組み合わせたアルゴリズム制御により、再エネの価値を最大化できます。加えて、停電時の事業継続（BCP）に蓄電池を位置付けると、経済性とレジリエンス向上を同一投資で実現しやすくなります。

太陽光発電の自家消費最適化

自家消費型の太陽光発電は、施設の負荷曲線に合わせて「発電規模」「PCS（パワーコンディショナ）容量」「制御モード（自家消費優先・逆潮流抑制など）」を最適化するのが出発点です。特に高圧受電（契約電力50kW以上）では、昼間の最大需要付近を狙って発電を重ねると基本料金原単位に直接効くため、投資効果が見えやすくなります。

太陽光は「発電量の多い昼間に負荷がある施設」ほど自家消費メリットが大きく、屋根・カーポート・地上設置を組み合わせて有効面積と影の影響を丁寧に評価することが重要です。

設計では、年間日射量、季節変動、パネル温度特性、劣化率、影（煙突・パラペット・配管）の影響を加味し、PCS過積載の許容範囲や配線ロスも含めてシミュレーションします。運用では、BEMSやデータロガーで「自家消費率」「逆潮流発生時間」「発電抑制量」を常時計測し、空調の予冷・予熱や生産設備の段取りと連動させると、売電に流れる量を最小化できます。

項目目的実務の指針必要データ/ツール
発電規模（kW）過不足のない自家消費平日昼間の負荷曲線の下限〜中央値を基準に、季節変動を見込んで段階導入。高圧は逆潮流抑制機能の有無を確認。15分需要実績、年間日射、季節別稼働スケジュール
PCS容量ピーク時間帯に出力を合わせる過積載比を適正化（例: DC1.1〜1.4×AC）。昼ピークに出力が重なる最適点を検討。発電シミュレーション、PCS効率カーブ
逆潮流管理売電依存の回避自家消費優先制御と上位BEMSで放電・負荷制御を協調。逆潮流契約要否も事前確認。PCS設定、配電系統条件、BEMS連携仕様
負荷側協調自家消費率向上空調の予冷/予熱、製造ラインの段取り替え時刻調整、EV充電の昼間寄せ。スケジューラ、設備運転台帳、BEMS制御
モニタリング継続改善自家消費率、抑制量、発電原価をKPI化し月次レビュー。データロガー、クラウド監視、KPIダッシュボード

レトロフィットではAC連系が汎用的で、既設キュービクルに系統連系保護を実装します。新築や大規模更新では、蓄電池と一体設計（DC結合含む）により変換ロス低減や制御一体化の余地があります。主要国内メーカー（シャープ、京セラ、パナソニック、オムロン、ニチコン など）の産業用PCSは自家消費優先や出力制御に対応した機種が広く流通しています。

蓄電池で需要平準化とバックアップを両立

蓄電池はkW（出力）とkWh（容量）の両面設計が重要です。ピークカットには瞬時〜15分平均の最大需要を切り下げるだけの出力が必要で、時間帯シフトには高需要時間の長さに見合う容量が必要になります。昼間は太陽光の余剰を充電し、夕方〜夜間のピークに放電するのが基本です。

ピークカットは基本料金（契約電力）に直結するため投資効果が読みやすく、バックアップは事業継続価値を上乗せできるため、両者を同時に満たす制御設計が投資効果を押し上げます。

運用モード主目的代表的な設定主なKPI
ピークカット契約電力の抑制デマンド閾値を設定し、15分平均が閾値越え予測で自動放電。放電出力は需要超過分を追従。最大需要電力、カット量、基本料金削減額
ピークシフト時間帯別料金の最適化昼間のPV余剰で充電し、単価の高い夕方〜夜間に放電。曜日・季節スケジュールを持つ。シフト電力量、充放電効率、従量料金削減額
バックアップ停電時の継続稼働非常用負荷盤へ優先供給。常時SOC下限を確保し、瞬低・停電でシームレス切替。想定給電時間、対象負荷稼働率、試験成功率
ハイブリッド経済性とBCPの両立SOCを経済運用ゾーンと非常用リザーブに二層管理。気象・系統情報でリザーブ可変。総便益（料金削減＋BCP価値）、DR参加回数、劣化率

容量設計は、対象月の15分需要曲線から「目標デマンド」を定め、目標線を超える面積を放電で埋めるイメージで見積もります。多くの事業所では1〜3時間相当の有効容量があるとピーク帯への対応力が高まります。出力は「最大超過kW」に安全余裕を加えて設定します。リチウムイオン蓄電池の往復効率は一般に約85〜95%で、劣化（SOH低下）を踏まえて初期容量にマージンを持たせます。

制御の高度化として、気象予報連動で翌日のPV発電量を予測し充電計画を調整、需要予測アルゴリズムで放電を事前配分、系統側のデマンドレスポンスにアグリゲーター経由で参加可能な場合は追加収益化を検討します。主要国内ベンダー（東芝、シャープ、京セラ、パナソニック、ニチコン など）の産業用蓄電システムはBEMS連携や非常用切替、VFD負荷との協調運転に対応した機種が流通しています。

バックアップ運用とピークカットを同時に成立させるコツは、常時のSOC下限（非常用リザーブ）を施設のリスク許容度に合わせて可変管理し、気象や生産計画に応じて前日・当日で自動再設定することです。

安全面では、設置場所の熱環境、消防との事前協議、保護協調（遮断器・保護継電器）および絶縁監視、適切な換気・消火設備を確保し、遠隔監視で温度・電圧・セルバランス・絶縁状態を常時監視します。経済性は「基本料金削減＋従量料金削減−充放電損失−劣化費用」で評価し、PVとの一体運用で自家消費率を高めるほど収益性が安定します。

運用改善と予防保全で効果を持続

省エネは更新投資だけで完結せず、日々の運用改善と計画的な予防保全によって効果を「落とさない・止めない・ぶらさない」ことが最大の成果を生みます。 本章では、オフィスと工場の双方で有効な点検・清掃・潤滑の実務、設定値やスケジュールを軸とした運用ルール化、そして故障の予兆を捉えて停止を防ぐリスク管理の要点を体系的に示します。

点検清掃潤滑で効率を維持

最も費用対効果が高い省エネは「汚れ・緩み・摩耗」を抑える基本動作にあります。フィルタや熱交換器の堆積物は圧力損失や熱抵抗を増やし、ファン・ポンプ・冷凍機の消費電力を押し上げます。軸受の潤滑不良やベルトの張力不適正は滑り・偏耗・振動を招き効率を悪化させます。電気接点の緩みや酸化被膜は発熱とロスを増やし、重大事故の火種にもなります。清掃・潤滑・締結・点検の標準作業を整備し、記録を残して傾向管理することが、省エネ効果の持続とトラブル未然防止の両立につながります。

日常点検は視認・聴診・嗅覚の基本に、差圧計・クランプメータ・熱画像・振動センサなどの簡易計測を組み合わせると早期発見の精度が上がります。計測値は巡回ルートとセットで収集し、日次・週次・月次の定点記録としてダッシュボードや帳票に反映させます。

設備カテゴリ省エネにつながる主な点検・清掃・潤滑頻度の目安データの取り方・基準化
空調機・AHU吸込・吹出フィルタの清掃/交換、コイル洗浄、ドレン詰まり除去、ファン羽根の汚れ除去、ベルト張力調整・芯出し、ベアリング給脂日次/週次巡回、月次整備、季節前点検差圧計でフィルタ目詰まりを見える化、電流値と風量のトレンド、温湿度ログの管理
チラー・冷凍機凝縮器・蒸発器のスケール管理、冷却塔清掃、薬注管理、漏洩点検、油質確認、振動・異音監視月次点検、半期オーバーホール入出水温差・圧力差の記録、電力原単位の推移、熱画像での異常発熱確認
ポンプ・送風機・モーター軸受潤滑、カップリング・基礎ボルト締結、羽根の汚れ除去、バルブ固着確認、Vベルト/チェーン摩耗確認週次巡回、月次整備振動値・軸受温度・電流バランス、吐出圧・流量の傾向把握
コンプレッサ吸込フィルタ・オイルセパレータ清掃/交換、吐出側漏気点検、ドレン処理、冷却器清掃、ベルト・カップリング点検日次巡回、月次整備負荷率と台数制御の履歴、圧力設定の逸脱有無、リーク点検結果の記録
受変電設備端子・母線の増し締め、碍子清掃、盤内清掃、換気経路確保、遮断器作動確認月次巡視、年次点検サーモグラフィでの接点温度管理、力率・高調波のモニタリング
照明器具清掃、劣化ランプ・安定器（または電源）の交換、照度確認、スケジュール再設定半期点検エリア別の点灯時間・照度の記録、無人点灯の監視

「清掃で熱と空気の通り道を確保する」「潤滑で摩耗を防ぐ」「締結で電気・機械のロスを減らす」—この三位一体を標準化し、記録により改善点を特定することが、省エネの底上げになります。

運用ルールと設定温度の最適化

設備の仕様が同じでも、運用の仕方で電力量は大きく変わります。現場の業務と矛盾しない「止める・遅らせる・弱める・まとめる」のルールを設計し、自動制御と手順書で徹底します。設定温度やスケジュールは季節・稼働状況・在室人数に応じて見直し、過剰品質を避けることが重要です。オフィスではエリア別・時間帯別の最適化、工場ではライン停止時・休憩時の省エネモード化が効果的です。

対象運用ルールの例必要な仕掛け期待される効果
空調始業前の段階立上げ、就業後の段階停止、設定温度の適正化、外気条件に応じた外気量の最適化スケジューラ、在室センサー、屋外気象データ連動、設定値の権限管理過剰冷暖の削減、ピーク抑制、快適性の安定
換気・排気CO2や差圧に応じた換気量制御、無人時の自動停止CO2センサー、差圧計、タイマー不要換気の削減、空調負荷の低減
照明明るさセンサー・人感連動、エリア別の点灯制御、清掃に合わせた照度再設定人感・照度センサー、ゾーニング設定無人点灯の排除、必要照度の確保と省エネの両立
動力設備ライン停止時の一括省エネモード、待機時の低速運転または停止、ポンプ・ファンの台数制御インバータのスケジュール、中間リレー連動、見える化ダッシュボード無負荷運転の削減、負荷変動への追従向上
圧縮空気夜間・休日の系統遮断、末端の一斉遮断ルール、用途別圧力の見直しゾーンバルブ、タイマー、台数制御ロジックの最適化漏気・待機消費の低減、供給側の負荷平準化
需要ピーク高負荷工程の時間帯分散、蓄熱・事前冷却の活用スケジューリングと権限管理、負荷予測の共有デマンド抑制、基本料金の抑制に寄与

ルールの定着には、担当者の権限と責任の整理、現場表示、教育、計測値の共有が不可欠です。設定変更は記録化し、変更理由と効果（電力量・快適性・品質）をフィードバックして継続的に磨き込みます。

「自動化（制御）×ルール（手順）×現場の納得（教育・見える化）」の三点セットが崩れると、設定値が元に戻り省エネ効果が失われます。仕組みとして戻らない設計にしましょう。

予防保全とリスク管理で停止を防ぐ

設備の停止や劣化は、エネルギー原単位の悪化と生産・業務のロスを同時に招きます。時間基準保全（TBM）と状態基準保全（CBM）を組み合わせ、重要度（安全・品質・供給・コスト）で優先順位を付けた保全計画を作成します。振動・温度・電流・油質・絶縁抵抗・接点温度などの状態監視データを基に、予兆が見えた段階で消費電力が増加する前に対処します。保全履歴と部品交換のトレーサビリティは、CMMSなどで一元管理すると有効です。

主設備代表的な故障モード予兆データ予防策（例）復旧準備
受変電・配電接点劣化・緩み、絶縁低下、過熱、遮断器作動不良熱画像での局所過熱、絶縁抵抗値の低下、異音・異臭端子増し締め、清掃、絶縁監視、遮断器の定期動作確認予備遮断器・ヒューズ、盤の点検手順書、停電作業計画
モーター・駆動軸受損耗、芯出し不良、巻線劣化、インバータ不調振動・温度上昇、電流アンバランス、異音潤滑・芯出しの定期化、冷却風路清掃、配線・端子点検予備モーター・ベアリング、整備外注窓口、据付治具
ポンプ・送風機羽根汚れ・摩耗、シール劣化、キャビテーション流量・圧力の低下、騒音増加、振動スペクトル変化清掃、適正NPSHの確保、シール交換、吸込側点検消耗品在庫、仮設バイパス、台数切替手順
コンプレッサ漏気、冷却不良、オイル劣化、制御不良負荷率悪化、吐出温度上昇、圧力の不安定化フィルタ・クーラ清掃、配管・継手の点検、制御設定の見直し予備機の確保、台数制御のフェイルセーフ設定
空調・冷凍熱交換器目詰まり、冷媒漏えい、ファン駆動不良温度到達遅延、電力増加、霜付きコイル洗浄、漏えい点検、ファン整備、薬注・水処理予備ファン・ベルト、冷却水系統のバイパス

停止の影響が大きい設備は、外部要因も含めたリスク対策を講じます。瞬時電圧低下や高調波などの電力品質は常時監視し、重要負荷には非常電源の定期試運転や切替手順の訓練を実施します。予備品は納期と劣化を考慮して在庫最適化を行い、委託先の緊急連絡体制も明確化しておきます。保安管理では、電気主任技術者の巡視・点検記録と社内の保安規程に基づく手順の整合を図り、点検と省エネ診断を同時実施することで停止時間の短縮と情報の一元化を図ります。

作業時の安全は大前提です。ロックアウト・タグアウトの徹底、感電防止措置、必要な保護具の使用、無資格作業の禁止を明記し、復電・試運転時は関係者で合図・復旧手順を確認します。これらの安全ルールを守ることが、結果として故障の再発防止とエネルギー損失の最小化につながります。

予防保全の成熟度を高めるほど、突発停止は減り、設備効率と電力原単位の安定が得られます。 故障モードに応じた監視点の選定、基準値の合意、アラームの閾値設定、復旧手順・訓練までをワンセットで整備し、運用に落とし込むことが重要です。

法令基準と補助金を活用

法令・基準への適合はコンプライアンスのためだけでなく、省エネ投資の優先順位づけや運用改善の指針にも直結します。さらに、国・自治体の補助金や助成を適切に組み合わせることで、初期投資を抑えながら高効率設備やBEMSを早期に導入できます。法令対応・ガイドライン準拠・補助金活用を一体で設計することが、電気設備の省エネで最短距離の成果を生む鍵です。

省エネ法温対法電気設備技術基準への対応

オフィス・工場に共通する電気設備の省エネでは、「省エネ法（エネルギーの使用の合理化等に関する法律）」「温対法（地球温暖化対策の推進に関する法律）」「電気事業法に基づく電気設備技術基準」を柱として、組織体制・計測・報告・保安の一連の仕組みを整えることが基本です。

法令・基準所管主な対象・区分主要義務・要件電気設備の実務ポイント
省エネ法経済産業省（資源エネルギー庁）事業者・工場等（第一種/第二種エネルギー管理指定工場の区分あり）エネルギー管理体制の整備（エネルギー管理者/推進者の選任）、エネルギー使用量の計測・記録、年次報告、中長期計画の策定、ベンチマーク制度のフォロー受変電・空調・照明・動力の計測点設計、デマンド監視、見える化（BEMS/FEMS）の導入、更新時の高効率機器選定と判断基準適合の確認
温対法環境省一定規模以上の事業者（国の算定・報告・公表制度）、自治体の計画書制度の対象事業所温室効果ガス排出量の算定・報告・公表、削減計画の策定、自治体条例に基づく継続的改善エネルギー起源CO2の算定に資する計測精度の確保、原単位管理、設備更新による削減根拠の整備（設計仕様書・カタログ・運用記録）
電気設備技術基準経済産業省事業用電気工作物 等技術基準適合、主任技術者の選任（該当する場合）、保安規程の整備、定期自主検査・保守受変電設備の保守計画、保護協調・絶縁管理、力率改善、変圧器損失低減、工事・更新時の適合確認と記録保管

工場規模によっては「第一種エネルギー管理指定工場」「第二種エネルギー管理指定工場」の区分が適用され、前者ではエネルギー管理者、後者ではエネルギー管理推進者の選任が必要です。指定の有無にかかわらず、電力量・熱量の統合計測、原単位指標の設定、デマンド監視、定期報告のスケジュール管理を仕組み化しましょう。

省エネの実行計画・投資計画・保安計画を一体で策定し、改修・増設時は設計段階で法令適合と報告要件を満たす計測・記録の要件を仕様書に落とすことが、後戻りのない実務のコツです。

  • 計測設計：需要家メーターだけでなく、受変電二次側・系統別・用途別のサブメーターを設置し、年次報告・算定に必要な粒度を確保。
  • 体制と記録：エネルギー管理者の職務分掌、点検記録、改善提案の稟議と実施結果を台帳化。
  • 変更管理：設備更新・運用変更時は省エネ効果見込み・実績のエビデンス（仕様、写真、トレンドデータ）を整備。

経済産業省資源エネルギー庁のガイドライン

資源エネルギー庁は、省エネ法の「判断基準」やベンチマーク制度、エネルギー管理者制度の手引きなど、運用の実務に直結するガイドラインを公表しています。これらに合わせて調達仕様・運用ルールを整えることで、省エネ効果の実現性と説明責任が高まります。

  • 判断基準への整合：空調・ボイラー・モーター・変圧器などの設備更新時に、効率要件や制御要件（インバータ化、群管理、待機損失低減）を調達仕様に明記。
  • ベンチマーク制度の活用：業種別の指標に基づき、原単位の目標水準を設定。BEMS/FEMSでプロセス別データを可視化し、改善サイクルを高速化。
  • トップランナー制度の参照：変圧器などの対象機器は、最新の効率カタログや仕様告示に基づく適合製品から選定。
  • 需要最適化の手引き：デマンド監視・ピークカット・需要平準化の運用事例や留意点を参照し、契約電力の最適化と設備寿命の両立を図る。

ガイドライン準拠の仕様書・検収基準・運用手順（SOP）をセットで整備し、エネルギー管理者が経営層に“根拠ある投資計画”として提示できる状態をつくると、意思決定がスムーズになります。

SII NEDO自治体の補助金助成の活用

補助金は「公募要領の要件適合」「交付決定前の発注禁止」「実績報告・モニタリング」の3点を外さなければ、ROIを大きく改善できます。代表的なスキームと適用の勘所を整理します。

制度・事務局主な対象設備補助の性格必須要件の例実務上の留意点
省エネルギー投資促進支援事業（SII）高効率空調、ボイラー、変圧器、モーター、ポンプ、コンプレッサ、照明、BEMS 等設備更新・制御導入に対する設備単体型/包括型の補助所定の性能基準適合、エネルギー削減量の算定、計測・見える化、導入後の運用維持交付決定前の契約・工事不可、対象外経費の線引き、台帳・写真・計測データでの実績報告、他補助との重複受給不可
ZEB関連の支援（SII 他）高効率空調・照明・BEMS・外皮改修・再エネ・蓄電池のパッケージ建物全体の一次エネルギー削減を評価する包括的支援ZEB目標水準の達成計画、専門家（ZEBプランナー等）関与、全館レベルの性能評価設計段階からの要件反映、設計変更時の整合、完成後の性能検証・モニタリング
NEDOの実証事業高効率プロセス、需要最適化制御、先進的BEMS/FEMS、DR連携 等実証・導入効果の検証を含むプロジェクト型支援実証計画・評価指標・データ取得体制、成果の公開スケジュール・リスク管理の厳格さ、成果報告と知見の共有、長期モニタリング
自治体の助成金中小企業向けのLED化、高効率空調、変圧器更新、BEMS、太陽光・蓄電池 等地域の脱炭素・省エネを目的とした上乗せ・独自補助地域内事業所、機器性能基準、温室効果ガス削減の根拠資料公募時期が短い傾向、国の補助との併用条件の確認、領収書・検収書類の要件差異に注意

補助金は「要件の読み込み」と「スケジュールの先読み」が命です。公募前から現場調査・概算見積・省エネ試算・計測計画を準備し、交付決定後ただちに契約・施工・検収・実績報告の流れに移れる体制を構築しましょう。

  • 採択を高める工夫：再エネ併設、BEMSでの見える化、需要平準化・DR連携、原単位改善などを盛り込み、費用対効果と波及効果を定量化。
  • 対象経費の整理：機器費・工事費・計測機器・設計費の対象/対象外を公募要領に沿って明確化（間接費や保守費は対象外となる場合が多い）。
  • エビデンスの整備：仕様書、選定根拠、施工写真、試運転記録、kWh削減のトレンドデータ、検収書類を一式で保管。
  • 併用可否の確認：国と自治体の重複受給禁止や、同一設備での複数補助の不可条件を事前に精査。
  • 運用維持義務：導入後の稼働率、設定値、メンテナンスを逸脱しないよう運用SOPと点検計画を整える。

最終的には、法令に基づくエネルギー管理台帳と、補助金の実績報告で求められる計測・証憑が整合していることが重要です。法令対応で整えた見える化・データ基盤をそのまま補助金のモニタリングに活用すれば、二重管理を避けつつ、継続的な省エネのPDCAを加速できます。

経済性評価と投資回収の考え方

省エネは技術選定だけでなく、資本配分の意思決定が成果を左右します。したがって、初期費用・電力費削減・保守費・需要家インセンティブなどのキャッシュフローを時系列で捉え、割引現在価値で比較することが欠かせません。投資効果の見極めは「単純回収年数」だけに頼らず、LCC（ライフサイクルコスト）・NPV（正味現在価値）・IRR（内部収益率）・実現可能性を総合評価することが最短で最大の成果につながります。

LCCとROIで優先順位を決定

まず評価境界（対象設備・系統・時間帯）を明確化し、現状ベースライン（kWh・kW・稼働時間・保守コスト）を実測値で定義します。そのうえで、更新・改修候補ごとにライフサイクル全期間の費用と便益を洗い出し、割引率（社内資本コストや資金調達条件に整合）を設定します。

LCC項目主な内容算定のポイント
初期投資（CAPEX）機器費、設計・施工費、計測・試運転費補修・養生・夜間工事など現場特有の追加費を含め、見積の網羅性を確認
エネルギー費電力量料金（kWh）と基本料金（kW）時間帯別単価・季節差・燃料費調整・再エネ賦課金を反映。ピーク同時性の有無で基本料金効果を判定
保守・更新費（OPEX）定期点検、消耗部品、清掃、潤滑、故障修理更新サイクル（例：光源寿命、ベルト・フィルタ）と単価を年次化。予防保全の効果も織り込み
停止・品質リスク故障時の生産停止・作業環境悪化の損失頻度と影響額を期待値で評価。冗長化や監視強化の効果を控えめに織り込む
撤去・処分費旧機器撤去、産廃処分有価物売却や下取りがあれば控除。工期短縮の経済価値も整理

主要指標の使い分けは次のとおりです。単純回収年数（年）＝初期投資額÷年間純効果（電力費削減＋保守費削減＋インセンティブ−追加保守費）。NPV（円）＝将来キャッシュフローの割引現在価値合計−初期投資額。IRR（%）＝NPVが0となる割引率。年率ROI（%）＝年間純効果÷初期投資額。BCR（費用便益比）＝割引便益合計÷割引費用合計。短期回収の案件はキャッシュ創出源として優先、長期だがNPVの大きい案件は設備更新計画と束ねて実行するなど、指標の役割分担で全体最適を図ります。

省エネの経済効果は「kWh削減」と「kW（契約電力）削減」の両輪です。ピーク時に削減が発生するか（同時性）、需要平準化で最大需要電力を下げられるか、時間帯別単価の差を活かせるかを、実測の30分デマンドデータで検証します。劣化・性能低下（例：LEDの光束維持率、熱交換器汚れ）や気象・稼働変動も保守的に織り込んでください。

項目数値注記（想定条件）
対象（例）照明更新：蛍光灯→LEDオフィスフロア一式
負荷削減30 kW60 kW→30 kW
運転時間3,000 時間/年平日中心
電力量単価22 円/kWh時間帯平均の想定
基本料金1,700 円/kW・月高圧の一例（想定）
保守費削減300,000 円/年ランプ交換・廃棄費の減少
初期投資15,000,000 円機器・施工一式
評価期間10 年残存価値ゼロ想定
割引率5 %社内基準の例
年間効果の内訳金額（円/年）算定
電力量削減1,980,00030 kW×3,000 時間×22 円
基本料金削減612,00030 kW×1,700 円×12 か月
保守費削減300,000見積差額
年間純効果（合計）2,892,000上記合計
結果指標値読み解き方
単純回収年数約 5.2 年15,000,000÷2,892,000
NPV（10年・5%）約 +7,330,000 円年金現価係数 7.72 を使用
IRR約 14 %NPV=0となる割引率の近似
年率ROI約 19.3 %2,892,000÷15,000,000
感度分析（例）下振れ（18 円/kWh）基準（22 円/kWh）上振れ（26 円/kWh）
年間純効果2,532,000 円2,892,000 円3,252,000 円
単純回収年数約 5.9 年約 5.2 年約 4.6 年

評価は「慎重な前提・感度分析・実測ベースライン」の三点セットで行い、案件の優先順位はNPVと実現性（停止リスク・工期・安全）で最終決定するのが実務的です。

電力会社料金メニューとインセンティブの確認

同じ省エネ量でも、料金メニューの選択で削減額は大きく変わります。契約電力・基本料金・時間帯別単価・力率割引（または割増）・燃料費調整額・再エネ賦課金の取り扱いを整理し、実測の負荷特性に合うメニューを選びます。多くの高圧契約では、契約電力が過去1年間の最大需要電力を基準に決まるため、ピーク管理の効果は翌月以降の基本料金に直結します。また、力率については、国内の多くの料金メニューで力率85%を基準に、基準より高ければ割引・低ければ割増となる制度が採用されています。

料金要素典型的な内容省エネ投資への影響
基本料金（kW）契約電力に応じた月額ピークカット・需要平準化・契約見直しで削減。デマンド監視と組み合わせると効果が安定
電力量料金（kWh）時間帯別・季節別の単価設定高単価帯の使用電力量を削減・シフトすると効果が大きい
力率割引・割増基準力率（例：85%）に対する増減力率改善コンデンサや制御で割引を得ると基本料金全体の圧縮につながる
デマンドレスポンス需要抑制要請に応じた協力金等運用余力のある設備での参加が有利。事前通知型は生産への影響を最小化しやすい

選定手順の要点は、1. 過去12か月の30分デマンド・使用電力量を収集、2. 曜日・時間帯・季節のピーク要因を特定、3. 候補メニューに現行実績を当てはめて机上試算、4. 需要家の運用制約（温湿度・工程・労務）と突発時の回避策を整理、5. 設備側の自動制御（スケジューリング・上限制御）と連携、6. 切替後に3か月程度の計測検証を行い微調整、です。メニュー最適化と設備投資を同時に企画すると、基本料金の削減・時間帯シフト・DR報酬が上乗せされ、投資回収が1～2年程度短縮するケースも珍しくありません。

時間帯シフトの試算（例）変更前変更後差分
年間使用電力量90,000 kWh90,000 kWh±0
ピーク帯使用比率40 %20 %-20 pt
単価（ピーク/オフピーク）28 / 14 円28 / 14 円前提同一
年間電力量料金1,764,000 円1,512,000 円-252,000 円

時間帯別単価差を活かすには、BEMSやスケジューラでの自動制御、蓄電池のピークシフト運用、熱源の予冷・予熱などを併用すると効果が安定します。料金メニューは「変えたら終わり」ではなく、運用とセットで継続的に最適化し続けることが、経済性を最大化する唯一の近道です。

オフィスと工場の具体的な施策事例

現場で実装しやすく、測定・検証が可能な省エネ施策を、オフィスと工場の実務に即して体系化します。いずれも「計測→運用→設備改善」の順に積み上げ、ピークカットと使用量削減を両立させることが要点です。

以下では、設備ごとの具体策、KPI、留意点を整理し、すぐに試せる実装ステップまで落とし込みます。なお、執務環境や作業安全に関わる基準（建築物環境衛生管理基準の温度・湿度・二酸化炭素濃度の指標、労働安全衛生のルールなど）は遵守し、品質・生産とトレードオフにならない範囲で最適化します。

オフィスの照明空調の最適化と働き方連動

オフィスの負荷は照明・空調・コンセント負荷が中心です。省エネのカギは「在席・予約・日射などの外乱」と「空調・照明のスケジュール／出力」を連動させ、無人・低負荷時間の無駄を削ることです。

施策対象設備主な手段ねらいKPI/評価指標注意点
在席・予約連動の自動制御照明、個別空調（PAC/VRF）人感・在席センサー、会議室予約連動、ゾーン制御、段調光無人時の自動減灯・停止、部分負荷効率の向上ゾーン稼働率、照明点灯率、空調運転時間、kWh/人過度な消灯による不満防止。離席遅延タイマーや手動上書きを用意
昼光利用と照度ターゲット制御照明昼光センサー、窓際ゾーンの自動調光、均斉度の最適化自然光を活用し平均照度を安定化平均照度、均斉度、点灯率、kWh/㎡画面作業に配慮したグレア抑制、作業内容に応じた照度設定
空調のデマンド対応と段階起動VRF/パッケージ空調、外調機起動時の分散スケジュール、能力上限制御、デマンド警報連動一斉起動のピーク抑制、基本料金の抑制最大需要電力、起動時電流、デマンド警報回数過度の能力制限は温熱不満に直結。温度ドリフトを監視
換気量の需要制御（DCV）外気処理機、全熱交換器二酸化炭素センサー連動、時刻・在席での外気比率最適化過剰換気の抑制と空気質の両立CO2濃度（目安：1000ppm以下）、外気導入比率、kWh建築物環境衛生管理基準の指標範囲内で制御。季節や在室密度に応じて調整
設定温度・デッドバンド最適化空調冷暖同時防止、ヒステリシス設定、季節別ガイドライン過冷却・過加熱の防止、往復運転の回避冷暖同時運転時間、室温分布、kWh/日作業生産性・快適性を定期アンケートで確認
コンセント負荷の自動遮断OAタップ、複合機スケジュール遮断、待機電力カット、スリープ設定非稼働時間の待機損失を削減待機電力、スリープ比率、稼働時間セキュリティスキャンや夜間バッチ処理と競合しない時間設定
BEMSでの可視化とアラーム全設備サブメータ、デマンド監視、しきい値アラーム、ダッシュボード異常値の早期検知、改善サイクルの定着kWh/㎡、最大需要電力、改善アクション数データ品質（時刻同期、欠測補完）の維持

働き方（在席率、会議室利用、テレワーク比率）を前提条件としてモデル化し、スケジュール・センサー制御・BEMSの三位一体で最適化すると、快適性を損なわずに継続的な削減が可能になります。

実装ステップの例:

  1. 計測基盤の整備：分岐回路ごとの電力計、CO2・人感・照度センサーを配置し、時刻同期を行う。
  2. 可視化：ゾーン別の在席率とエネルギー原単位（kWh/人・kWh/㎡）をダッシュボード化。
  3. 運用改善：起動分散、在席連動の段調光、会議室の自動リセット（照明・空調）を導入。
  4. 制御高度化：DCV（換気量の需要制御）や空調能力上限制御をデマンド警報と連動。
  5. 定着化：月次レビューでKPIと苦情件数を併記し、設定温度やスケジュールを微修正。

代表的なKPI例：kWh/㎡、kWh/人、最大需要電力、ピーク時刻、CO2濃度分布、温熱快適アンケート、苦情件数、アラーム是正までのリードタイム。

オフィスでは「ピークを作らない起動・停止設計」と「無人時間の自動停止」の徹底が、低コストかつ効果的な第一歩です。小規模投資（センサー・スケジューラ）から開始し、効果が安定してから設備更新（高効率器具・インバータなど）へ進めると失敗が減ります。

工場のライン停止時省エネとコンプレッサ最適運用

工場では、ライン停止・段取り替え・休憩・日次終業などの非生産時間における「見えない待機損失」が大きく、さらに圧縮空気は単価の高いユーティリティです。ライン全体の停止ロジックとエア供給の最適化を両輪で実施します。

施策対象工程/設備主な手段ねらいKPI/評価指標注意点
ライン停止時の一括遮断搬送、加熱機器、集塵、局排PLC連動の停止マクロ、インターロック、エリア別電源遮断非生産時間の待機電力・待機熱の削減停止時kW、停止時間、遮断率、kWh/シフト再起動時の品質安定時間を加味し、ソフトスタートを設定
段取り替え短縮とアイドル低減加工機、成形機SMED（段取り時間短縮）、アイドルタイムのアラーム化アイドル中の無負荷運転を圧縮アイドル率、段取り時間、kWh/ロット品質確認工程との整合、作業者安全の確保
圧縮空気の吐出圧力最適化コンプレッサ群必要最低圧の同定、ライン末端圧の監視、圧力帯の最適化圧力過剰分の電力削減吐出圧/末端圧、kW/台、圧力偏差末端装置の必要圧を満たす範囲で調整、圧力降下箇所の改修
台数制御・インバータ活用コンプレッサ群ベース＆ピーキング構成、マスター制御、可変速機の追従制御部分負荷効率の最大化、無負荷運転の削減負荷率、無負荷時間、kWh/Nm³台数切替のヒステリシス設定、過頻切替の抑制
漏気管理とゾーニング配管、継手、ホース、エア機器超音波リーク検知、石鹸水点検、夜間圧力保持試験、系統分割弁常時漏れの削減、停止時の圧力維持推定漏洩率、補機稼働時間、圧力降下速度高所・加圧下での点検はロックアウト・タグアウトを徹底
蓄圧・需要平準化エアタンク、配管タンク容量最適化、ボトルネック前の増設、バッファ制御瞬間ピークの吸収、台数制御の安定化圧力波形の平滑度、ピークkW、起動回数結露・ドレン処理とエア品質維持（オイル・水分）
排熱回収の有効利用コンプレッサ、乾燥機排熱ダクトでの給湯・空調予熱・温風利用投入エネルギーの二次活用回収熱量、燃料代替率季節変動・衛生管理、過熱時のバイパス設計

コンプレッサ運用の方式比較:

制御方式適合する負荷プロファイル長所留意点
固定速・段数台数制御負荷変動が小さい、連続生産ライン構成が簡単、安定運用中・低負荷域で無負荷損失が増えやすい
可変速（インバータ）＋固定速の協調負荷変動が大きい、ピークが短い部分負荷効率に優れ、追従性が高い台数切替ロジックとヒステリシスの最適化が必要
集中マスター制御（群管理）複数台・複数系統の大規模設備全体最適、起動回数の平準化センサー・通信の冗長化と保守体制が前提

実装ステップの例:

  1. 計測と現状把握：系統ごとに圧力・流量・電力を常時記録し、営業時間帯/停止帯で比較。ライン停止時の圧力降下から漏洩を推定し、優先修繕箇所を特定。
  2. 運用改善：ライン停止・休憩・段取り時の自動遮断ロジックをPLCに実装。一斉起動を避ける段階起動を設定。
  3. 供給側最適化：吐出圧を必要最低まで下げ、ベース＆ピーキング構成とインバータ追従を適用。エアタンクでピークを緩和。
  4. 設備改善：リーク修繕、配管径・レイアウトの見直し、ドレン・フィルタ整備、排熱回収の活用。
  5. 維持管理：月次で漏洩率、無負荷時間、起動回数をレビューし、予防保全（振動・温度・電流監視）を定着。

工場では「ライン非稼働時の徹底遮断」と「圧縮空気の系統最適化（必要圧・台数・漏れ・バッファ）」が最大の打ち手です。安全（ロックアウト・タグアウト、圧力解放手順）と品質（エア清浄度、温湿度管理）を前提に、需要変動に合わせた群管理でピーク抑制と原単位改善を同時に達成します。

導入ステップとチェックリスト

電気設備の省エネは、単発の機器更新ではなく「計画・実行・検証・定着」を回すプロジェクトマネジメントと現場運用の一体運用が鍵です。以下では、オフィス・工場の双方で機能する導入ステップを、KPI設計、ロードマップ、人材育成、安全・工事計画、そしてPDCAと計測検証（M&V）までを含めて体系化し、実務で使えるチェックリストの形で提示します。

KPI設定ロードマップ人材育成

最初に全社方針と拠点方針を整合させ、BEMSやFEMS、デマンド監視など既存のデータ基盤を棚卸します。KPIは「電力量・契約電力・ピークデマンド・力率・運転時間・稼働率・停止損・品質影響」をセットで設計し、投資回収（ROI）とライフサイクルコスト（LCC）に直結させることが重要です。さらに、エネルギー管理者・電気主任技術者・設備保全・生産/総務・財務を巻き込む体制を明確化します。

フェーズ/期間主なマイルストーン代表的施策例成果物関係者
0.準備（0〜1カ月）方針合意・体制決定・現状棚卸BEMS/データロガー/スマートメーターの点検、契約電力と料金メニュー確認現状分析レポート、単線結線図/系統図の最新化経営、エネルギー管理者、電気主任技術者、情報システム
1.見える化（1〜3カ月）基準線（ベースライン）確立、計測点設計主要盤・空調・コンプレッサ・ポンプのIoTセンサー設置測定点一覧、ベースライン定義書、ダッシュボード初版保全、施工管理、ベンダー
2.企画（2〜4カ月）KPI・目標設定、投資計画・補助金計画LED化、インバータ化、デマンドレスポンス、力率改善のパッケージ化省エネ計画（年度/中期）、投資対効果試算（LCC/ROI）財務、調達、エネルギー管理者
3.実装（3〜12カ月）詳細設計、調達、施工、試運転教育空調制御最適化、コンプレッサ群管理、蓄電池のピークシフト運用竣工図、試験成績書、運用標準書、教育記録電気工事会社、保全、現場管理者
4.定着（継続）M&V、月次レビュー、是正と標準化ピークカット強化、契約電力見直し、予防保全連動M&Vレポート、標準作業手順書（SOP）、改善台帳拠点長、エネルギー管理委員会

KPIは「成果」「プロセス」「品質/安全」の三層で管理することで、過度な節電による品質低下や安全リスクの発生を未然に防止します。

区分指標算定式/定義測定方法頻度目標設定の例
成果KPI電力量削減率(ベースラインkWh−実績kWh)/ベースラインkWhBEMS集計、スマートメーター月次/四半期前年比-8%（気象・稼働補正後）
成果KPIピークデマンド削減最大需要電力（kW）の前年比差デマンド監視システム月次-10%（需要平準化で達成）
プロセスKPI設定温度遵守率遵守時間/運転時間空調BASログ週次95%以上
プロセスKPI漏気是正完了率是正完了件数/指摘件数保全記録月次100%
品質/安全KPI品質不良の省エネ起因ゼロ関連不具合件数品質管理システム月次ゼロ件維持
品質/安全KPI無事故時間連続無事故日数安全衛生活動記録月次更新

人材育成は、エネルギー管理者・電気主任技術者を核に、現場の担当者へ省エネの「なぜ」を伝える内製研修が有効です。省エネ法対応、電力料金制度、デマンドレスポンス運用、インバータや高効率モーターの基本、BEMS活用、計測・校正、LCC/ROIの計算演習を年次計画に組み込みます。

安全計画と工事計画の要点

省エネ工事は「停電・高所・重量物・改造」などリスクが高く、安全と品質確保が最大の前提です。法令（省エネ法、電気事業法、電気設備技術基準、労働安全衛生法）を遵守し、電力会社・需要家・施工会社の三者で停電計画と切替手順を事前合意します。ロックアウト・タグアウト（LOTO）、KY（危険予知）活動、立入区分、感電・墜落・挟まれ対策、火気管理を徹底します。

項目チェック内容証跡/帳票責任部署期限
法令・資格電気主任技術者の選任、有資格者（電気工事士）配置選任届、資格証写し総務/設備管理工事前
停電計画受電停止日時、影響設備、バックアップ（発電機/UPS）確認停電手順書、影響一覧、復電試験計画設備保全2週間前
安全手順LOTO実施、感電防止、足場/高所対策、搬入動線安全パトロール記録、KYシート施工管理当日朝
品質保証受入検査項目、絶縁/耐圧/接地抵抗、結線トルク管理試験成績書、トルク管理表品質管理施工後
工程・切替ガントチャート、並行作業制限、切替のダブルチェック工程表、立会記録現場管理随時
コミュニケーションテナント/生産部門への周知、苦情・問い合わせ窓口告知文、説明会議事録施設管理1週間前
工事種別主なリスク事前準備当日手順の要点復電・試運転受入基準
受変電/盤改造感電、誤投入、短絡系統切替計画、単線結線図レビュー、スペア確保LOTO、相番確認、導通・相順確認段階通電、熱画像で発熱確認絶縁/耐圧合格、温度上昇なし
照明LED化落下、高所、誤配線器具適合確認、回路分割計画回路毎停電、器具交換、点灯試験全点灯確認、スケジュール設定照度/グレア基準適合
空調/ポンプVFD共振、過電流、設定誤り基礎/アンカー、容量選定、EMC対策初期パラメータ、回転数段階上げ差圧・流量確認、軸受振動測定所定流量/温度到達、電流値安定
コンプレッサ更新重量物、吐出温度、漏気基礎強度、配管径、冷却能力シーケンス確認、バイパス仮設吐出圧力安定、ドレン処理確認漏気ゼロ、比消費電力改善
BEMS/FEMS導入通信不良、計測誤差計測点ID付与、時刻同期、校正タグ命名規則、死活監視設定データ欠損チェック、バックアップ誤差許容内、ダッシュボード稼働

停電や切替作業は「無理な並行作業をしない・ダブルチェックを徹底する・復電後の熱画像と電流値で早期異常検知」を原則に、品質と安全を同時に担保します。

検証改善のPDCAサイクル

実装後は、ベースラインと実績の差分を継続的に計測検証（M&V）します。気温、湿度、生産量、稼働時間などの外的要因で補正し、ダッシュボードでトレンドを監視します。乖離が出たら「設定値・センサー・負荷状況・運転ルール」の順で原因を切り分け、是正と再発防止をSOPに反映します。需要平準化やデマンドレスポンスは、事前に回せる負荷リストと切替手順を整備しておくと実効性が高まります。

案件ベースライン期間指標補正要因目標削減量実績乖離是正/次アクション
空調インバータ最適化昨年同月（外気補正）kWh/日、ΔT維持外気温・在館率-12%-9%+3%PID再調整、断熱点検、夜間スケジュール見直し
コンプレッサ群制御直近3カ月比消費電力（kW・h/m³）稼働時間・ライン停止-15%-17%-2%負荷配分の標準化、漏気点検周期延長検討
照明LED+人感制御昨年同季kWh/日、照度（lx）日照・在席率-40%-38%+2%点灯ゾーニング再設定、清掃で照度回復
監視項目閾値/条件通知先初動対応エスカレーション
デマンド値（kW）契約電力の90%超エネルギー管理者/現場責任者ピーク負荷の一時停止、蓄電池放電開始契約電力見直し検討、平準化施策の恒常化
力率0.9未満電気主任技術者進相コンデンサ点検、分割投入高調波調査、容量見直し
温湿度/差圧設定逸脱設備保全センサー校正、バルブ/ダンパー作動確認SOP改定、予防保全周期見直し
振動/電流値しきい値超過保全/安全異常停止、原因切分け軸受交換、根本対策

効果の持続には、点検・清掃・潤滑・校正の予防保全計画を年次停止や生産計画と連携させ、スペアパーツ・消耗品・フィルタの在庫基準を定めます。月次レビューでKPI・工事品質・安全を同時に振り返り、改善を標準化して次案件に横展開することで、省エネの成果を継続的に積み上げられます。

まとめ

本稿は、診断と見える化を起点に、契約見直し、設備別高効率化（LED、インバータ、IE3モーター、コンプレッサ最適運用）、再エネ・蓄電池、運用改善、法令・補助金活用を一貫実装することが省エネ効果とコスト低減を最大化するという結論を示した。LCC・ROIで優先度を定め、BEMS/FEMSとPDCAで効果を継続し、安全と停止リスクも最小化する。需要平準化やDR、ピークカット、料金メニュー最適化も着実に実行し、オフィス・工場で再現可能な標準手順とする。

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