おそらくあなたも経験したことがあるでしょう。以前は熱かったシャワーが突然冷たくなり、その過程で気分が暗くなります。
もしかしたら、家族の誰かがシャワーを多めに浴びたのかもしれませんし、洗濯物を多めに洗ったのかもしれません。これは供給が需要に追いついていない典型的な例です。マイケル・リグニー氏は、家庭でもっとお湯が必要になるタイミングを予測することで、オンデマンド給湯器のような高価な代替品に頼ることなく、冷たいシャワーをなくすことができると考えています。
リグニー氏の探求は、数年前、給湯器の研究を始めたことから始まりました。彼が見たものは「本当に目を見張るものでした」と、リグニー氏は最近のTechCrunchのインタビューで語りました。
ガス式であれ電気式であれ、ほとんどの給湯器の基本的な技術はここ数十年ほとんど変わっていません。購入費用は安くても、維持費は安くありません。
ヒートポンプ給湯器は多くの住宅所有者にとって、効率性の向上と光熱費の削減という形で変化をもたらし始めています。しかし、そこにさえ「大きな改善の余地があると感じました」とリグニー氏は言います。
彼は2020年、ヒートポンプ給湯器が普及し始めた頃、ボストンでCala Systemsを設立しました。この変化こそが、「最高のヒートポンプ給湯器を開発する起業のチャンスだった」と彼は言います。
給湯器は比較的シンプルな家電製品です。その基本構造は、断熱タンク、発熱体、そしてサーモスタットの3つの基本パーツで構成されています。ほとんどの人は一度温度を設定したら、そのまま忘れてしまいます。稀に、宿泊客が来た際に少し高めに設定することもあるでしょう。タンクからお湯が汲み上げられると、冷水が入り込み、内部の温度が下がります。温度が十分に下がると、サーモスタットが給湯器に作動を指示します。
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「それは本当に時代遅れだ」とリグニー氏は言った。「2024年にはもっと良いものができるはずだ」
Cala Systemsの給湯器は、高度なヒートポンプとAI搭載の制御システムを組み合わせることで、給湯需要を予測し、それに応じてタンク内の水を加熱します。同社は天気予報や時間帯別料金といった一般的な情報を収集し、給湯器に送信します。そして、そのデータはデバイス上で分析され、水の使用パターン、給湯温度、住宅へのソーラーパネル設置の有無といった家庭固有の情報も併せて分析されます。（リグニー氏は、同社が家庭データを販売することは決してないと述べています。）
水の使用パターンを分析することで、タンクは需要が急増する時期を予測し、可能な限り最も効率的な方法で水を加熱することができます。
例えば、数日間の晴れの後、数日間の曇りが予想される場合、Calaのアルゴリズムは、住宅所有者のソーラーパネルからの日中の電力を利用してタンクを過熱することを決定するかもしれません。そして、お湯が必要になったときに、冷水と混合して適切な温度まで冷却します。これにより、給湯器は余剰の太陽光発電を最大限に活用でき、タンクは曇りの日に備えてエネルギーを蓄えるバッテリーとして機能することになります。
天候と水需要が一定である場合、Calaの給湯器はコンプレッサーの速度を落とし、タンクの加熱時間を長くすることで効率を高めることができます。「給湯の場合、コンプレッサーの速度を落とすと、熱伝達効率が約30%向上します」とRigney氏は述べています。「これはかなり大きな効果です。」
家にお客さんが来たらどうする？ Cala は、タンクまたはアプリで起動できるブースト モードを搭載しました。
現在、米国の給湯器は天然ガスと電気抵抗式がほぼ半々で、石油、プロパン、ヒートポンプが残ります。給湯は典型的なアメリカの家庭のエネルギー使用量の約20%を占めており、ヒートポンプ給湯器はこれを大幅に削減すると同時に、天然ガスへの依存度も低減します。
ヒートポンプ式給湯器は市場のわずか数パーセントを占めるに過ぎないかもしれませんが、インフレ抑制法に基づく優遇措置もあって、急速にシェアを伸ばしています。初期設置費用は高額ですが、運転効率が高く、家庭からの二酸化炭素排出量の削減につながるため、長期的にはコスト削減につながります。
リグニー氏によると、カラ社は複数のサプライヤーから部品を購入し、最終製品を米国で組み立てる予定だという（「これは輸送しやすい製品ではありません」と同氏は笑いながら言った）。同社の最初の製品である65ガロンモデルの価格は2,850ドルで、予約注文を受け付けており、来年初めに配送される予定だ。これは競合他社製品よりも約800ドル高いが、リグニー氏によると、光熱費の削減により、この差は徐々に解消される見込みだという。
Cala社は、この展開を支援するため、クリーン・エネルギー・ベンチャー・グループとマサチューセッツ・クリーン・エネルギー・センターが主導し、Burnt Island Ventures、CapeVista Capital、Leap Forward Venturesが参加するシードラウンドで560万ドルを調達したことをTechCrunchに独占的に明かした。ヒートポンプ式給湯器の販売台数はまだ非常に少ないため、「これはまさに初期段階のカテゴリーです」とRigney氏は述べた。「人々が給湯器に期待するものを再定義するチャンスがあると考えています」
ティム・デ・チャントはTechCrunchのシニア気候担当記者です。Wired誌、シカゴ・トリビューン、Ars Technica、The Wire China、そしてNOVA Next（創刊編集長）など、幅広い出版物に寄稿しています。
デ・チャント氏はMIT（マサチューセッツ工科大学）のサイエンスライティング大学院プログラムの講師も務めており、2018年にはMITでナイト科学ジャーナリズムフェローシップを受賞しました。フェローシップ期間中、気候変動技術の研究とジャーナリズムの新たなビジネスモデルの探求に取り組みました。カリフォルニア大学バークレー校で環境科学、政策、経営学の博士号を取得し、セント・オラフ大学で環境学、英語学、生物学の学士号を取得しています。
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