蓄電池の基礎知識

蓄電池はバッテリーとも呼ばれ、自動車からパソコンや携帯電話、デジタルカメラなど、身の回りのさまざまな製品に使われています。
まずは、蓄電池の基本から家庭用蓄電池について見ていきましょう。電池は、「一次電池」と「二次電池」と呼ばれる2種類に分けられています。

一次電池は、乾電池やボタン電池のように使いきりタイプ、二次電池は携帯電話のバッテリーなどの充電式や蓄電池のように繰り返し使えるタイプです。乾電池も中に蓄えられている電気を使いますが、新たに電気を蓄えることはできません。蓄電池の種類としては、自動車のバッテリーなどの鉛蓄電池、ハイブリッド車や携帯音楽プレーヤーなど小型のバッテリーに向いているニッケル・水素電池、携帯電話のバッテリーに使われるリチウムイオン電池などが普及しています。

リチウムイオン電池は、継ぎ足し充電に適しているため広く利用されており、家庭用蓄電池もリチウムイオン電池が多く使われています。蓄電池は、特に太陽光発電との相性が良いといわれています。太陽光発電設備自体は、発電した電力を貯めることができません。しかし、蓄電池と併用することでより効率的に太陽光発電を活用できるようになります。

太陽光発電と蓄電池を併用するメリット

家庭用蓄電池と太陽光発電を組み合わせることで、どんなメリットがあるのでしょうか。具体的に見てみましょう。

電気を賢く貯めて買電量を減らす

太陽光発電はある程度の日照量がなければ、充分に発電することができません。そのため、昼間の時間帯は太陽光発電システムで発電した電気を利用できますが、発電できない夜間や悪天候時は電力会社から買電する必要があります。蓄電池があれば、昼間に発電・利用して余った分の電力を貯めておくことができ、夜間に蓄電池で足りない分だけを電力会社から買うため、買電量を少なく抑えられます。

また、深夜電力の料金は昼間に比べて安く設定されています。そこで、昼間の日照時は太陽光で発電した電力を利用し余った分を売電、安い深夜帯に買電して蓄電池に貯めた電力を悪天候時や朝夕の発電量が少ない時間に利用すれば、さらにお得に電気を利用することが可能です。

売電量を増やしたい場合は、料金の安い深夜に蓄電池に貯めておいた電力を日照時に使うことで、発電した電気をより多く売電に回すこともできます。しかし、注意が必要な点は、太陽光発電と蓄電池を併用すると「ダブル発電」になるということです。ダブル発電は、太陽光発電とそれ以外の発電装置を両方使用する方法で、蓄電池も発電装置とみなされています。

太陽光発電のダブル発電を利用した買取価格は、余剰電力の買取価格より低く設定されているため、結果として売電量は増えても、売電価格が下がってしまうので余剰電力での経済的なメリットは期待できません。

非常時の予備電源として使う

蓄電池は本来、非常時など電気の供給がストップした場合の予備電源として産業用で使われていました。蓄電池の容量は比較的小さいため長時間の放電には適していませんが、災害時や停電時に備えることができるので安心です。

便利なハイブリッドパワーコンディショナ

近年、太陽光発電で創った電気を変換し、蓄電池に貯めるところまで1台で対応可能なハイブリッドパワーコンディショナが登場しています。パワーコンディショナは直流電気を交流電気に変換する装置で、太陽光発電設備や蓄電池には必要不可欠です。

本来、太陽光発電設備用と蓄電池用それぞれにパワーコンディショナが必要ですが、ハイブリッドパワーコンディショナであれば1つで済むだけでなく、変換時に生じるロスを抑えられるため変換効率を上げることができます。また、パワーコンディショナは消耗品のため一定期間使用すると買い替えが必要です。

パワーコンディショナの買い替え時にあわせて、蓄電池の購入を検討している場合、ハイブリッドパワーコンディショナを導入すれば費用の節約になるうえ、1台の機器で両方の役割を担えるため設置スペースが小さくて済み、オススメです。

太陽光発電をより効率的にする蓄電池の選び方

太陽光発電をより効率的に利用するための蓄電池の選び方を、容量や寿命、価格、補助金などのポイントごとにご紹介します。

容量・寿命

蓄電池の容量とは電気を貯めておける量のことで、通常kWhで表しています。製品によって容量の大きさはさまざまですが、家庭用は1kWh～10kWhが一般的です。また、蓄電池にも寿命があり、充放電を繰り返すと少しずつ容量が減少していきます。

充放電の回数は、充放電で1回＝1サイクルと表され、サイクル数5000回や8000回などと表示されています。製品に表示されている回数はあくまでも目安ですが、サイクル数に到達すると蓄電池の種類によっては性能が急激に低下することがあります。

例えば、鉛蓄電池の場合は、過放電したときにマイナス側の金属に「サルフェーション」と呼ばれる硫酸鉛の硬い結晶が発生するため、著しく劣化が起こるという特徴があります。通常、メーカー保証期間は10年ですが、蓄電池の寿命も保証期間が1つの目安になるでしょう。

HEMSなど他の電気システムとの連携

家庭用の蓄電池を活かすためには、太陽光発電やHEMS（消費エネルギーを一括で管理できるシステム）など電気システムとの連携が大切です。太陽光発電の電流を直流から交流にする際の変換効率は、ほとんどの製品が変換効率95%程度となっています。

HEMSと蓄電池を連携することで、蓄電池の充放電状況や蓄電残量を確認でき、使用できる電気量を知ることができます。HEMSは蓄電池だけでなく、家庭内のすべてのエネルギーを一元管理できるので、蓄電池を活用しながら節電効果をより高めたり、消費電力を抑えたりと省エネを自動的にコントロールしてくれます。

補助金

蓄電池は容量やメーカーによって差がありますが、年々価格は下落しています。以前に比べて手が届きやすくはなりましたが、再生エネルギーのさらなる導入促進のため、多くの自治体で補助金を交付しています。
例えば、平成30年度の補助金制度の一例ですが、東京都港区で住宅用蓄電システムを導入した場合、メーカーなどの条件を満たせば蓄電容量1kWhにつき4万円、上限を20万円までの費用が支給されます。同じ都内でも自治体によって申請金額や助成率は異なるため、まずは申請する自治体に問い合わせてみましょう。

蓄電池の普及はこれから

家庭用蓄電池は、太陽光発電の普及拡大を機に、注目され始めたばかりです。防災やエネルギー問題の観点からも、今後さらなる普及とともに、蓄電池の性能向上や価格低下が期待されています。
メーカーによっては、太陽光発電設備と蓄電池をセットで販売しているところもあります。同じメーカーのため製品同士の相性が良いのはもちろん、別々に購入するよりも割安価格で施工費を抑えることもできるため、これから太陽光発電の導入を考えている場合には、蓄電池との同時購入を検討してみると良いでしょう。