自動販売機の消費電力と省エネルギー

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自動販売機の普及

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日本国内には極めて多くの自動販売機が設置されており、深夜も時間を問わず、清涼飲料水や菓子類を購入できる。

国内の自動販売機設置台数は500万台近くを数え、消費電力は2000年まで、8,000,000,000kWh(80億kWh)を超えていた。家庭の電力単価である24円/kWhで換算すると、年間1,920億円の電気代を支払っている、というほどの数値である。(2005年普及ベース・日本自動販売機工業会の推計では66億4千万kWhである。)

 ※自動販売機を設置している需要家の全てが低圧受電ということはなく、高圧受電では13~17[円/kWh]、特別高圧受電では[10~13円/kWh]まで電気代が安くなっているため、実際はこれよりも安価である。

自動販売機1台あたりの消費電力

自動販売機1台あたりの消費電力は、標準機種で概ね500W~1,000W程度が定格電力として表記されている。自動販売機には商品の視認性を高めるため、40W蛍光灯が2本から3本程度内蔵されており、商品を冷却したり、加熱するための圧縮機を内蔵している。

これらは製品を冷却・加熱するために常時運転しており、自動販売機の消費電力は比較的大きくなる。

自動販売機はその販売方法の特性上、24時間いつでも購入できることが利点となるため、冷却や加熱を常に続けていなければならないことも、自動販売機の消費電力を押し上げる一因となる。

自動販売機500万台について、単純に1台あたりの消費電力を1.0kWとした場合、1.0[kW/台] × 500[万台] = 500万[kW] となる。福島第一原子力発電所1号機から6号機まで、全ての定格電気出力合計が469万kWと発表されているため、単純に数字を並べてみると、原子力発電所1箇所の消費電力と自動販売機の電力が一致する。

ここでは、自動販売機が瞬間的に必要とする消費電力を1.0kWと仮定しており、多くの自動販売機の定格消費電力はエコベンダー化が進み、300~500W程度が主流となる。しかし外気温が低い状態での加熱運転や、外気温が高い状態での冷却運転は、コンプレッサー負荷が増大するため、定格値よりも大きな負荷となる。

電力会社の持つ発電設備は、瞬間的な負荷に対して電力を供給しなければならないので、定格消費電力が低減されていても、インバータによる瞬間的大電流には発電設備能力を追従させる必要がある。

電力会社は大きな発電設備を用意しなければならず、夏季はエアコンによる消費電力と重なり、大きな負担である。

自動販売機の設置台数と消費電力

総合資源エネルギー調査会省エネルギー基準部会 自動販売機判断基準小委員会 最終取りまとめ

上記報告書によれば、2005年普及ベースで飲料用自動販売機が約267万台、食品用自動販売機が約10万台、たばこ用自動販売機が約62万台、自動券売機が約4万台、その他約91万台、合計で約434万台である。たばこ用自動販売機や自動券売機は、照明による電力消費がほとんどで、コンプレッサー類を持っていないため、消費電力は小さい傾向にある。

自動販売機の電気代を償却するための売上げ本数

総容量1.2kWの自動販売機群(定格消費電力600Wの飲料用自動販売機×2台など)を24時間フル運転した場合、1.2kW × 24時間 × 30日 = 864kWh の消費電力が、月あたりに発生する。低圧電灯の単価を24円/kWhとした場合、864kWh × 24円/kWh = 20,736円の電気代が掛かる。

しかし、上記数値はコンプレッサーや照明の稼働率は見込んでいない。自動販売機には省エネルギーに配慮した多くの機能があるため、24時間フル運転が継続することはない。消費電力は定格よりも小さな数値となることが多く、稼働率を50%として計算した場合、1.2[kW] × 24[時間] × 30[日] × 24[円/kWh] × 50[%] = 10,368[円] という数値が算出される。

10,000円を超える電気代を自動販売機の売上げで償却するためには、飲料水の売上本数による収益を、電気代よりも伸ばす必要がある。120円の飲料水1本につき、10%のマージンを得ることができると仮定した場合、1本を売上げる毎に12円の収益が発生する。

先ほど計算した20,736円の電気代を12円の収益で償却するためには、20,736[円] / 12[本/円] = 1728[本] の販売が月々に必要である。一日あたりにすれば、58本程度を販売目標とする。

省エネに配慮した自動販売機を選定し、消費電力を削減して、仮に電気代が月に10,000円とした場合、月の売上げ本数は833本で償却が可能になり、一日あたり28本の売上げが必要である。

バスや駅の待合では、これだけの本数を売り上げることも可能だが、閑静な住宅街に設置する場合は、十分な検討が必要である。売上げ利益よりも電気代の方が高くなり、赤字になるケースも多々考えられる。

設置する自動販売機の省エネ性能と実際の消費電力、設置する予定場所にどれだけの購買力が見込めるか、1本あたりのマージン率により、設置台数や自動販売機のサイズを計画しなければならない。これには綿密なシミュレーションが要求される。自動販売機を設置すれば例外なく利益を生む、ということはないため、コスト検証を十分に行うのが良い。

自動販売機の省エネルギー対策

自動販売機の省エネルギーを図るには、照明と冷却・加熱を低減させることが有効である。

自動販売機のシステム

自動販売機の内部には、冷却用の圧縮機と、加熱用のヒーターが内蔵されている。冷たい飲み物を提供するために冷却用圧縮機によって冷気を作り、飲料水を冷却している。自動販売機で暖かい飲み物を同時に提供する場合は、加熱も合わせて行う必要がある。

省エネルギーに配慮した自動販売機の場合、冷却のために使用した圧縮機はヒートポンプサイクルにより暖気が発生するため、排熱回収を行うことで省エネルギーに貢献する。熱交換効率を大きく向上させ、消費電力の節約を行える。

照明の消灯・減光

自動販売機は、商品の視認性を高めるため、40W蛍光灯が数本内蔵されている。自動販売機を利用しない時間帯など、無人の状況で照明を点灯させるのはエネルギーの無駄となるので、自動的な照明オフが求められる。

自動販売機を設置している室内照明が点灯時に、自動販売機の照明をオフにする制御をしたり、深夜に無人となる時間帯に照明をオフにする制御をすれば、消費電力を抑えられる。

自動販売機のゾーンクーリングと学習機能

ゾーンクーリングとは、自動販売機内の全体を冷却せず、販売される直近数本の飲料水のみを冷却する方法である。ゾーンクーリングを採用すれば、冷却のための圧縮機運転時間を短くできるので、消費電力を低減できる。

事務所の休憩所など、同じ時間帯に一斉に購入されるおそれがある場合、適温でない飲料水が出てくることがある。自動販売機の学習機能により、販売本数や販売内容を学習させ、冷却本数や冷却箇所を調整することで問題解決を図っている。

自動販売機に対する電気設備設計

電気設備設計上、自動販売機を負荷として計画する場合、注意する点がいくつかある。

自動販売機の電源はELB系統とし、漏電時には電源を遮断する。1台あたりの消費電力が大きいため、単独回路として設計すべきである。コンセントプラグは、常時接続されているため、抜け止めのコンセントを設置する方が良い。コンセントには接地極と接地端子の両方を用意することが望まれる。

自動販売機の高さは、概ね1,800mm~2,000mm程度となるため、コンセントの取付高さをH=2,100mm程度にし、無理なくプラグを接続できるよう配慮する。自動販売機の上部に電力量計を設置できるよう考慮する。

電力量計を設置する場合、検定付き電力量計とするかを確認する。売上げ利益に電気代を含む契約を行う場合、検定付き電力量計が必要である。電気代という金銭のやりとりになるので、検定付き電力量計を使用しなければ計量法違反となるため注意を要する。

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