自動販売機の消費電力と電気代

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自動販売機の普及

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することができます。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)を超えていました。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す。(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です。)

 ※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ますので、実際はこれよりも安価になります。

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ます。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ます。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ります。

また、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ります。

例えば、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] となります。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と発表されていますので、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します。

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程度が主流となっています。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ことがあります。

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

自動販売機の設置台数と消費電力

PDF 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434万台です。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ります。

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計算になります。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計算です。

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ません。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ありません。消費電力は定格よりも小さな数値となることが多く、例えば、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ます。

さて、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ります。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ことになります。

さて、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す。一日あたりにすれば、58本程度を売ることになります。

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す。

バスや駅の待合などでは、これだけの本数を売り上げることも可能だと思いますが、閑静な住宅街などに設置する場合は、これだけの売上げが可能かどうか十分な検討が必要です。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ます。

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などにより、設置台数や自動販売機のサイズを計画しなければいけません。これには綿密なシミュレーションが要求されます。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でしょう。

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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ます。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ます。また、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ります。

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については、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により、熱交換効率を大きく向上させ、消費電力の節約を行うことが可能になっています。

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す。

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ます。無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、自動販売機を設置している室内の照明がオンになっている場合は、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、消費電力を抑えることができます。

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す。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を軽くすることができるので、消費電力を低減することができます。

この場合、例えば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、ぬるい飲料水が出てくることがありますので注意が必要になります。この対策としては、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ます。

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ります。

自動販売機の電源はELB系統とし、漏電時には電源を遮断できるようにします。また、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しましょう。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でしょう。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ます。

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、ムリなくプラグを接続できるよう配慮します。また、自動販売機の上部に電力量計を設置することができるよう考慮します。

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します。売上げ利益に電気代を含む契約を行う可能性があるため、電力量計の設置を求められる場合があります。この際、電気代というお金のやりとりになりますので、検定付き電力量計を使用しなければ計量法に違反してしまうので、注意しましょう。

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