Zero-Carbon Building: Rule-Based Design and Scheduling Adapting to Seasonal Time-of-Use Electricity Prices

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a validated rule-based ESS scheduling methodology with seasonal TOU pricing, useful for further research in building energy optimization.

🏢実務担当者:Offers a step-by-step design and operation framework for zero-carbon buildings, including PV sizing and ESS scheduling, applicable to similar projects.

🏛政策担当者:Highlights the impact of TOU electricity pricing on building energy costs and self-consumption, supporting the design of tariff policies to incentivize zero-carbon buildings.

世界的なカーボンニュートラル目標の推進と建築部門におけるエネルギー転換を背景に、ゼロカーボン建築物は建設業界におけるカーボンニュートラル達成のための重要な実現手段として浮上している。エネルギー貯蔵システム（ESS）のルールベースの運用スケジュールは、建築物のエネルギー効率と経済性を向上させる上で極めて重要である。本研究は、山東省の済南ゼロカーボン運営センター・プロジェクトを研究対象とし、設計から運用に至る全プロセスを網羅する包括的な技術フレームワークを開発し、山東省が新たに実施した季節別時間帯別電気料金（TOU）政策に対応したルールベースの設計およびESS運用スケジュール戦略を調査する。第一に、ゼロカーボン建築物に関する国家評価基準に従って中核的な性能指標を定義する。建築物の時間別エネルギー負荷と太陽光発電（PV）の発電プロファイルを年間を通じてシミュレーションし、これに基づいて最適なPV設置容量とESS容量を決定する。第二に、PV発電予測と季節別TOU電気料金構造を統合したESS運用スケジュール戦略を策定し、明確な充放電ロジックを定義する。最後に、異なる運用モードの運用性能と経済性能をケーススタディを通じて評価・比較する。結果は、年間PV発電比率が101.38%に達し、自家消費率が73%、自給率が72%であり、いずれもゼロカーボン建築物の中核的要件を満たしていることを示している。従来のリアルタイム運用モード（モード1）と比較して、TOU料金とPV予測を組み込んだ提案の最適化モード（モード2）は、年間運用コストを367,349人民元削減し、47.02%の削減に相当する。中核指標には明確な季節変動も観察された：PV発電比率は夏季と冬季に低いが自家消費率は高く、春季と秋季では逆の傾向が見られる。提案された技術フレームワークと運用スケジュール戦略は、ゼロカーボン建築物の設計と運用最適化に実践的な指針を提供し、TOU電気料金政策下でのESS運用に対する意思決定支援を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Against the backdrop of the global advancement of carbon neutrality goals and the energy transition in the building sector, zero-carbon buildings have emerged as pivotal enablers for achieving carbon neutrality in the construction industry. The rule-based scheduling of energy storage systems (ESS) is critical to enhancing energy efficiency and economic performance of buildings. This study takes the Jinan Zero-Carbon Operation Center Project in Shandong Province as the research object, developing a comprehensive technical framework covering the entire process from design to operation, and investigates the rule-based design and ESS scheduling strategies in response to Shandong’s newly implemented seasonal time-of-use (TOU) electricity pricing policy. First, core performance indicators are defined in accordance with national evaluation standards for zero-carbon buildings. Hourly building energy loads and photovoltaic (PV) generation profiles are simulated over a full year, which serves as the basis for determining the optimal PV installed capacity and ESS sizing. Second, an ESS scheduling strategy integrating PV generation forecasting and the seasonal TOU electricity price structure is formulated, with clear charging and discharging logic defined. Finally, the operational and economic performance of different scheduling modes are evaluated and compared through case studies. The results show that the annual PV generation ratio reaches 101.38%, with a self-consumption rate of 73% and a self-sufficiency rate of 72%, all meeting the core requirements for zero-carbon buildings. Compared with the conventional real-time scheduling mode (Mode 1), the proposed optimized mode (Mode 2) that incorporates TOU pricing and PV forecasting achieves an annual operational cost saving of 367,349 CNY, corresponding to a reduction of 47.02%. Distinct seasonal variations in core indicators are also observed: the PV generation ratio is lower in summer and winter but the self-consumption rate is higher, with the opposite trend in spring and autumn. The proposed technical framework and scheduling strategy provide practical guidance for the design and operational optimization of zero-carbon buildings and offer decision-making support for ESS operation under TOU electricity pricing policies.

• crossref https://doi.org/10.3390/buildings16102027first seen 2026-05-22 04:56:42 · last seen 2026-06-04 05:32:59