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1 震災対策展 地球温暖化による極端現象の増加に対応した落雷対策の新しい流れ 2016 年 2 月 3 日 ( 株 ) 落雷抑制システムズ松本敏男

2 会社案内 ( 株 ) 落雷抑制システムズ 落雷を抑制することで社会貢献を目指す 雷を落としにくい PDCE 避雷針

3 会社案内 ( 株 ) 落雷抑制システムズについて 落雷対策を 落雷の抑制 で解決しようとする日本唯一の専門会社 メンバーは 3 名創業 7 年目の会社取得特許 19 件 ( 避雷針その他 ) 落雷対策 消エネ対策 自然回生エネルギーの活用 などが得意分野 数量 売上高 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 2015 年 160,000, ,000, ,000, ,000,000 80,000,000 60,000,000 40,000,000 20,000, 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 2015 年 2015 年 10 月末現在

4 今後の社会の変化 自然 地球温暖化による極端現象の増加自然災害に強い建築物への期待防災対策地震対策は当然新たに 落雷対策/ 浸水対策 社会 企業の社会的責任の増加 セキュリティへの関心の高まり 消費者のクレームが強くなる ICT 化で雷電流に脆弱な社会 付帯設備が豪華になり 事故があれば被害も大きくなる 経済 エネルギー問題 省エネだけでなく 自然エネによる自家発電 エネルギーの自給自足 / 地産地消が重要ゼロエネ 事後の対処 より 事前予防 の時代 落雷した後の対策 保安器 (SPD) より落雷させない対策 PDCE マンション オフィスビルの付加価値の向上に寄与する

5 ( 株 ) 落雷抑制シスタムズの回答 自然 落雷し難い PDCE 避雷針 社会 落雷被害を少なくする 棟上導体型 PDCE 避雷針 経済 高層ビルを利用した自立発電 落雷防止型風力発電用羽根 落雷抑制型避雷針関連特許 11 件 意匠登録商標登録 2 件 15 件 落雷抑制型避雷針水平型特許 風力発電用落雷抑制型羽根 雨傘の水滴除去装置 高層ビルでの風力自家発電特許 その他出願中 1 件 特許ビジネス特許実施権の譲渡特許 8 件

6 従来の避雷設備について 問題避雷針は 何故 針なのでしょう?

7 答え 尖らせて放電し易くしている 地面の正電荷を上空の雷雲低部 負電荷 目がけて放電 放電の方向 下から上に 上からの放電 先行放電 と結びついて放電路を形成し 雷雲からの電荷を呼び込む 避雷針と呼ぶより被雷針

8 今までの落雷対策だけで十分なのか? 外部雷対策 避雷設備に落雷を呼び込む + 内部雷対策 保安器 耐雷トランス でサージをカット 問題点 1. 避雷設備に落雷しない 2. 雷電流の処理 なるべく落雷を招かない + 内部雷対策 保安器 耐雷トランス でサージをカット

9 落雷と言えば避雷針 その歴史と問題点 130 年 137 年 従来の対策 避雷針の発明ベンジャミン フランクリン ( 100 ドル札の肖像 ) エジソン誕生 1853 黒船来航 エジソン電気照明会社 マルコーニ無線電信 現代文明は電力依存 電力 / 情報ネットワーク時代では ワザワザ落雷を発生させれば副作用が問題になる 避雷針 避雷針に誘導 オイル ランプ 電気製品に雷電流 (20kA~100kA) は強過ぎる 雷を積極的に落とす対策 なるべく落とさない対策が必要 2016/2/3 Copyright LSS

10 落雷を誘導しても意味がない (1) 落雷を避雷針に誘導しても雷電流の副作用が大きく解決にならない 9 割のビルは ビルの鉄骨構造を接地に用いている 雷電流は ビル鉄骨を分岐して流れ 付帯設備に影響する 避雷針は 建物の保護が目的 付帯設備は 護れない 2016/2/3 Copyright LSS

11 落雷を誘導しても意味がない (2) ビルの中には 数百 km 単位で配線がされている 鉄骨付近を並走する配線には誘導電流が流れ 機器に異常をきたす 2016/2/3 Copyright LSS

12 地球温暖化の影響 地球温暖化説 IPCC ( 気候変動に関する政府間パネル ) 地球寒冷化説太陽の研究者 温暖化ガスの影響で地球に熱がこもる 温暖化ガスの影響で気温が上昇すると飽和水蒸気量が増え 雲の量も増える 太陽黒点の減少に伴い太陽風が弱小化し 宇宙線が増大 宇宙線が水蒸気をイオン化して雲が増大

13 温暖化説 地球温暖化による気温上昇 寒冷化説 太陽黒点の不活発化 飽和水蒸気量が増加 太陽風の減少 宇宙線の増加 水蒸気のエネルギー 積乱雲を発生させる爆薬 極端現象の増加 雲ができ易い 落雷被害の増加 今後の天候の変化は今までの経験則の延長には無い

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16 気候変動はお金になる 商機に群がる企業 50 社 1. 熱帯化 感染症を媒介する蚊対策 フマキラー アース製薬 大日本除虫菊 関西ペイント 虫よけ成分入りの特殊繊維 インセクトシールドジャパン 暑さに強い種子 サカタの種 2. 温暖化 CO2を減らすEV トヨタ 日産 ホンダ 再生可能エネルギー シャープ パナソニック 京セラ 丸紅 CO2を減らすバイオ燃料 ユーグレナ CO2 回収 / 貯蔵 東芝 三井物産 三菱重工 日揮 CO2 吸収セメント 鹿島 3. 火山噴火 遠隔監視 ALSOK 応用地質 明星電気 セコム 災害シミュレーション 川崎地質 日立パワーシステムズ 清水建設 国際航業 4. 干ばつ干ばつ保険 損保ジャパン日本興亜 5. スーパー台風 異常気象観測 NEC, 日立 富士通 ウェザーニュース 6. ゲリラ豪雨 異常気象観測 NEC, 日立 富士通 ウェザーニュース 浸水防止 文化シャッター 三和シャッター 7. 大洪水 異常気象予測 NEC, 日立 富士通 ウェザーニュース 河川の氾濫監視 NTTドコモ NTTデータ NTT 東日本 日本ユニシス 災害対応住宅 積水化学 LIXIL ミサワホーム YKKAP, 旭化成ホームズ 8. 豪雪 豪雪観測 ウェザーニュース 2016/2/3 Copyright LSS

17 落雷 気候変動で 2100 年までに 50% 増も米研究 AFP= 時事 森林火災や死亡事故の原因となり得る落雷の発生件数は 気候変動が原因で今世紀末までに 50% ほど増加する可能性があるとの研究論文が 米科学誌サイエンス (Science) に掲載された 米カリフォルニア大学バークレー校 (University of California, Berkeley) などの研究チームが発表したこの論文は 地球温暖化が 2100 年までにどのように進行するかを予測する 11 種類の異なる気候モデルに 降水量と雲の浮力の測定値を適用した結果に基づくものとなっている 同大の気象学者 デービッド ロンプス (David Romps) 氏は 温暖化が進むにつれ 雷雨の規模はますます爆発的になると述べる 温暖化が原因で 大気中に含まれる水蒸気の量は増加する 燃料 が増えるほど 点火した時に爆発の規模が大きくなる可能性があるのと同じだ 雷が受ける影響についてのこれまでの推算では 降水量との密接な関連性がない間接的な手法が用いられていた そこから導き出された結果は 温暖化で気温が 1 度上昇するごとに 雷の発生数が 5~100% の範囲で増加するというものだった 一方 今回の最新研究では 大気中の空気を上昇させるエネルギーと降水率とを合わせて考慮する手法に基づいている 研究チームは 無線機付き気象観測機器 ( ラジオゾンデ ) を搭載した気球を米国各地で上げ 対流有効位置エネルギー (Convective available potential energy CAPE) を 1 日に 2 回測定した ロンプス氏は CAPE は 大気にどの程度の 爆発性 があるかの尺度になる と説明し 今回の研究で 降水量と CAPE を組み合わせて用いることで雷を予測できるとの仮説を立てた と続けた 米国立測候所 (National Weather Service NWS) の観測データを用いて試算した結果 降水量と CAPE を知ることで 約 77% の落雷の変動を予測できることを研究チームは明らかにした 落雷の予測を行う上でこの手法がいかに信じられないほど有効に機能するかに われわれは非常に驚いた とロンプス氏は話した 落雷の増加降水量と CAPE という 2 つのパラメーターを複数の気候モデルに適用した結果 世界の平均気温が 1 度上昇するごとに 落雷が約 12% 増加することが分かった 気温が今世紀末までに 4 度上昇すると 落雷は 50% 近く増加することになるという 落雷は現在 世界で年間 2500 万回発生している 落雷の発生数が増加すると 死傷者が増える可能性がある上 自然や野生動物に破壊的な影響が及ぶ恐れも生じる 落雷率の増加が原因で 乾燥した森林地帯で起きる山火事の件数が増加し 多数の鳥や他生物が全滅したり 近隣の住民が危険にさらされたりする結果を招く恐れがある 2016/2/3 Copyright LSS

18 落雷の発生と PDCE 避雷針の原理

19 落雷の発生メカニズム 定量的な事実 1) 1 キロモル当たりの平均分子量の重さ比較 空気 ( 窒素 75% 酸素 25%) 28 x x 0.25 = 29 水蒸気の重さ 1 x = 18 2) 氷結温度 -10 以下 3) 氷結の高度 7000m 以上 真夏の富士山頂気温 1 桁気温の低減率 6 /1000m 富士山頂から3000m 以上でないと -10 にならない 高度は? およそ7000m 以上 冬季にはシベリアからの -40 の寒気団 1000m 以下でも -10 4) 雲放電 80% 対地放電 20% 5) 放電の距離と電流の強さ 諸説あり 100KA 200m 程度 朝日新聞から引用 2016/2/3 Copyright LSS 2015 空気中のエアロゾルの分布状態によるギザギザの進路 ステップト リーダ 19

20 積乱雲による雷 ( 熱雷 ) と界雷 ( 前線の移動に伴う雷 ) 雲中では上昇気流による上昇する氷の粒と落下する氷の粒の間で摩擦電気が発生 宇宙への放電 ( スプライト ) 雲放電 雲中 雲間 7000m 落雷が発生する時の電界強度は 通常の 1 千倍程度まで上昇する マイナス 10 以下で雹 ( ヒョウ ) が発生 冬季雷 ( 正極性と負極性が混じる ) / 界雷 低高度では風の影響 1000m 正極性落雷 夏季雷 ( 負極性が主体 ) 風 寒冷前線 3000m -18 富士山頂真夏 地面の電荷 通常はマイナスであるが雷雲の直下にはプラスが誘起される 2016/2/3 Copyright LSS

21 PDCE の原理 (1) 金属球 はく検電器 2016/2/3 Copyright LSS

22 PDCE の原理 (2) 負電荷を持つ雨粒大気中は負電荷が浮遊 PDCE 上部電極の正電荷は中和されてしまう 初期状態は上部電極に正電荷が 誘導される /2/3 Copyright LSS

23 電界強度が変化すると言う事は 雷雲 電界の変化があれば 微量電流が流れるのも同じで 上部電極はマイナスになる 晴天の場合 雷雨の場合 2016/2/3 Copyright LSS

24 PDCE の原理 (3) どこに放電しているか ( 実証 ) 上部電極 放電痕が少ない 下部電極 放電痕が多い /2/3 Copyright LSS

25 PDCE の原理 (4) 時間軸で見ると 落雷発生のステップ 先行放電お迎え放電放電路の形成 落雷の発生 帰還電流 SPD 耐雷トランス落ちた後始末 これは自然現象で防げない 先行放電 お迎え放電を発生させない 放電路が形成されない 大電流との闘いは大変 発生したら ほぼ手遅れ 放電自体が発生しない 時間の経過 2016/2/3 Copyright LSS

26 落雷とそれを防ぐ仕組み 従来避雷針との相違 雷雲 プラス電荷 マイナス電荷 マイナスとプラスで結びつく プラス電荷 マイナスはマイナスに寄りつかない マイナス電荷 大地 従来の避雷針 = 被雷針 落とすための設備 PDCE 避雷針 = 本当の避雷針なるべく落とさない

27 PDCE 避雷針は 建築基準法 に適合する避雷設備です (1) 避雷設備の目的雷撃を受けた時に安全に雷電流を大地に拡散する 1) 上部電極 下部電極のどちらに雷撃を受けても雷電流を大地に流します 2) 材質とその厚さも 基準の最小断面積を遥かに越える より厚い素材で作られています もし 落雷しても ほとんどが 下部電極に落雷しますが 上部電極に落雷しても 内部のエアギャップにより雷電流は 下部電極に流れます 接地工事は必ず必要です

28 PDCE 避雷針は 建築基準法 に適合する避雷設備です (2) 避雷設備の 受雷部 突針 PDCE 建築基準法では必要ない機能 必要ないのであるから敢えて強調しない 雷撃をなるべく受けない 1:5 の保護範囲 建築基準法適用外の場合にのみ強調する 建築基準法で求めるもの 雷撃を受けた時に雷電流を安全に大地に拡散する 雷撃を受けた時に雷電流を安全に大地に拡散する 突針も PDCE のベース機能は同じです 建築基準法遵守 保護領域は 突針も PDCE も同じ

29 2015 年のハイライト NETIS の認定を取得 国土交通省新技術提供システム NETIS KT A LSS-SM-01 落雷抑制システムズ第 4 版第 6 刷 内閣府 防災推進協議会一般社団法人防災安全協会推奨品 今までの累計印刷 5 万部 7 社

30 年のハイライト日経コンストラクション NETIS 特集 NETIS 国土交通省新技術情報提供システム 国土交通省が認定した新技術についての情報を広く伝えるシステム

31 PDCE をどの様に活用するか?

32 スマート ハウスでの落雷対策 今までの電力供給 今後の電力供給 リッチになる傾向 落雷で壊れるのは電化製品だけ 落雷で電化製品のみならず EV まで壊れる 柱上変圧器 制御可能な柱上変圧器 太陽光発電パネル PV 電化製品 スマート メータ エネファーム電化製品 EV / PHEV 落雷で被害を受ける製品が増加する 落雷した後の対策だけで十分か? 大容量電池 HEMS 落雷した後の対策でなく 落雷を受けない対策が必要 2016/2/3

33 マンション / オフィスビルでの落雷対策 付加価値の高さで勝負 ( 防災 + 防雷 ) ビル 普通のビル 防災ビル 免震装置 + 電源バックアップ 落雷被害にも対処 棟上げ導体型 PDCE 2016/2/3

34 建物への落雷をどの様に解決できるのか? ( 建築基準法による避雷設備 ) は既に完備 + PDCE 避雷針を付加的に追加 棟上導体 + 避雷針法的には十分 落雷させるための設備 なるべく落雷させないための設備 棟上げ導体 + 四隅の PDCE-Junior 通常避雷針の PDCE に交換 総額 5 台で 250 万円 + 工事費用 2016/2/3 Copyright LSS

35 建築物側に必要なもの 屋上の 4 隅に支持管を建てるための土台

36 積極的落雷対策のあるビルであれば安心 建設会社様 安全 / 安心を追及する企業イメージの向上 温暖化対策のためのリスクマネジメントの実施 オーナ様 資産価値の向上 建築基準法による落雷対策だけのビルとの差別化 火災保険料の低減 火災保険 AIU 保険では PDCE を設置すると安くなる 小額の投資で大きな見返り テナント様 停電でシステムが停止すれば 最悪 事業継続にも影響 賃料が高くても 安全 安心を選択 ビル管理会社様 落雷事故の後始末から解放される 2016/2/3 Copyright LSS

37 効果はあるのか?

38 ( フランス Meteorage 社観測データと STA 社情報による ) 年 合計 月 該当区域の年間落雷数 STA Les Pardines"GSM 中継アンテナ半径 2km 内の落雷数 年間計 雷日数 該当施設落雷数 通常避雷針 PDCE 交換後 2016/2/3 Copyright LSS INT 社

39 インドネシア テレコムバタム島での 112m 鉄塔での試験 2016/2/3 Copyright LSS

40 インドネシアテレコムバタム島での結果 Before 年間雷日数約 180 日該当施設への落雷毎月 1-2 回 After 年間雷日数約 180 日該当施設への落雷ゼロ 周辺の鉄塔にも雷サージ カウンターを設置したが 周辺部での落雷は今までと同じく多数の落雷 (400m 離れた鉄塔で 11kA を記録 ) 2009 年 4 月より今まで無事故を継続 2016/2/3 Copyright LSS

41 3. 地球深部探査船 ちきゅう の PDCE 写真提供 JAMSTEC 海洋研究開発機構 2016/2/3 Copyright LSS

42 ちきゅう のデリックを素通りした落雷 落雷を抑制するという事 2016/2/3 Copyright LSS

43 4. 青森県での実証試験 青森県深浦町の位置 深浦町は 青森県の西南部に位置し 南は秋田県に 北は鰺ヶ沢町に接しております 西は日本海に面し 東は世界遺産に登録された 白神山地 に連なっています 深浦町 HP より転載 日本海を見渡す小高い丘の上に風力発電のタワーが 10 基近く並びます 2016/2/3 Copyright LSS

44 風車への落雷を防止する架空地線を張るための鉄塔 ( 高さ 92m) 2 基があります 2016/2/3 Copyright LSS

45 1m の隔離距離で並べてあるのは なるべく同じ環境に曝すためで 高さは同じです このカウンターで それぞれの落雷回数をカウントしています 2016/2/3 Copyright LSS

46 このうちの鉄塔の一つに試験装置が取り付けられています 鉄塔の上での作業の様子 2016/2/3 Copyright LSS

47 PDCE 避雷針の有効性の検証実証実験青森県深浦町通常避雷針との比較 2016/2/3 Copyright LSS

48 落雷の威力 こんなに綺麗だったのに 2 冬を越して 8 回の雷撃で先端部分は溶けだしてイボが生成している ( 冬季雷の特徴 ) 2016/2/3 Copyright LSS

49 青森県深浦での試験の中間結果 4 シーズン (2013 冬 2014 夏 2014 冬 2015 夏 ) 経過後 年月 落雷発生回数 シーズン合計 通常避雷針への落雷数 PDCEへの落雷数 2013 年 9 月 年 10 月 年 11 月 年 12 月 (?) 2014 年 1 月 年 2 月 年 3 月 年 4 月 年 5 月 年 6 月 年 7 月 年 8 月 年 9 月 年 10 月 年 11 月 年 12 月 年 1 月 年 2 月 年 3 月 年 4 月 年 5 月 年 6 月 年 7 月 年 8 月 年 9 月 0 8 1(?) 落雷数の調査はフランクリンジャパンによる 2013 年冬に PDCE のカウンターは 1 でしたが この時 鉄塔の根元のカウンターは 4 で通常避雷針も 4 すなわち この鉄塔への落雷は 4 であり 通常避雷針への 4 発の内 1 発が PDCE にも作用したと考えられる 通常避雷針のカウンターと PDCE へのカウンターは 相互に影響を受けないようにしているが 強力な雷電流による影響は防ぎきれない 2016/2/3 Copyright LSS

50 今後の計画 比較試験を 5 年した後で PDCE 単独とする α ここまでで撤去 1(?) 2016/2/3 Copyright LSS

51 LSS が販売を開始してからの実績値何台で何回 落雷したか? 2015/12/27 1 か月 686 台 2011/2/ /9/10 59 か月 66 か月 2016/1/31 合計 台月 台月 = 850 年台この間の落雷 4 回 212 年台に 1 回 年 12 月 30 日の数字です 毎月 更新になります 2016/2/3 Copyright LSS

52 納入実績 2013 年 約 200 台 2014 年 450 台 2015 年 700 台 2016 年 831 台 ( 1/31 現在 ) 1000 台 ( 目標 )

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