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家庭に普及が進んでいる定置用蓄電池とは?種類や注意点について

充電さえすれば再利用できる便利さから、蓄電池は太陽光発電システムにも用いられています。しかし蓄電池と聞いても、漠然と電気を貯めるというイメージしか浮かばないことも多く、太陽光発電に加えることでどのようなメリットがあるのか分からないという人も少なくありません。ここでは、家庭用蓄電池について、その種類やメリットを解説しています。

蓄電池は今どれくらい普及している?

“かつては業務用として使われることがほとんどで、一般にはほとんど普及していなかった蓄電池ですが、近年では住宅用として普及が加速しています。その理由はやはり節電効果です。東日本大震災以後、脱原発の動きが活発になっている日本は、火力発電への依存度が高くなっています。しかし火力発電の燃料である石炭や天然ガスといった資源に乏しい日本では、そうした燃料を海外から輸入しなければなりません。こうしたエネルギー自給率の問題に加え、火力発電が排出する膨大な二酸化炭素も大きな課題となっています。これらのエネルギーにまつわる問題を解決するために注目されているのが、再生可能エネルギーである太陽光です。

太陽光発電にはさまざまな関連システムがありますが、蓄電池もその1つです。太陽光発電は当然太陽が照っている昼間しか電気を作り出すことができませんが、蓄電池を組み合わせることで昼間作って蓄えておいた電気を夜でも使えるようになるのです。昼間は仕事や学校で家の中に人がいなくなることが多い現代において、昼に貯めておいた電気を夜使うことができるようになる蓄電池は、まさにうってつけのシステムと言えるでしょう。

蓄電池の普及が広がりつつあるもう1つの理由が、停電時の電源として使うことができるという点です。地震などの災害によって電力会社からの送電がストップしてしまっても、蓄電池が動く状態であれば自宅で電気を使うことが可能です。特に大規模な災害が発生した場合、地域によっては電気の復旧が遅れることも少なくありません。そうしたケースを考えると、蓄電池が担うことができる役割は決して小さなものではないのです。蓄電池は値段が下がって手が届きやすくなっていることや、補助金の支給などによって、より身近な存在になりつつあります。”

家庭向け蓄電池その1.リチウムイオン蓄電池

蓄電池には具体的にどのような種類があるのでしょうか。もっとも普及しているのが「リチウムイオン蓄電池」です。パソコンやスマートフォンといった電子機器にも広く使用されている種類となります。このリチウムイオン蓄電池には、正極側にリチウム含有金属酸化物、負極側に炭素材を使用しています。電解液として使用されているのは有機電解液です。リチウム含有金属酸化物と炭素材、2つの電極の間をリチウムイオンが移動することで、充電や放電を行います。リチウムイオン蓄電池の特徴は、他に比べて軽くて大きな電力を持っているという点です。継ぎ足し充電に向いているので、この点を活かしてパソコンや携帯電話のバッテリーにも活用されています。電池容量や使用状況をチェックしやすいという点も、技術開発が進んでいる理由と言えるでしょう。

家庭向け蓄電池その2.鉛蓄電池

鉛蓄電池は、正極側に二酸化鉛、負極側に鉛、電解液に希硫酸を使用した蓄電池です。最も古いタイプの蓄電池で、車のバッテリーや産業機器のバックアップ電源として使用されてきました。重くて大きいのですが、それだけに高い電圧を発揮することができます。他の種類と比べると、電力容量当たりの価格が低く、コストパフォーマンスの良さも大きな長所と言うことができるでしょう。反面、継ぎ足し充電を繰り返していると、放電電圧が低下してしまうというデメリットがあります。電解液として希硫酸を使用している点にも注意が必要です。人体に有害なので、破損などが起こった場合周囲に危険が及んでしまう可能性があります。大きくて重いため、利便性が悪い点もデメリットとして注意したいポイントです。

家庭向け蓄電池その3.ニッケル水素電池

正極側にオキシ水酸化ニッケル、負極側に水素吸蔵合金を用いた蓄電池を「ニッケル水素電池」といいます。電解液はアルカリ水溶液です。カドミウムなどの有害物質を使用していないので安全に使用することができ、かつ充電や放電の速度や電力が高いことがメリットとして挙げられます。使用できる気温の幅も広いので、ハイブリッド自動車のバッテリーなどにも利用されています。その他にも、繰り返し使えるタイプの乾電池や、デジタルカメラの小型バッテリーなど、一般家庭で広く活躍している蓄電池です。

今後開発・利用が進む蓄電池とは?

“蓄電池にはいろいろな種類があります。リチウムイオン、鉛蓄電池、ニッケル水素以外にも、様々な種類の蓄電池が日々研究開発されています。近年開発、利用が進んでいる蓄電池の一つに「ナトリウム硫黄電池(NAS)」があります。これは日本の企業が世界で初めて実用化した、メガワット級の電力貯蔵システムのことです。正極側に硫黄(S)、負極側にナトリウム(NA)、電解質にファインセラミックスを用いており、硫黄とナトリウムイオンの化学反応によって充電と放電を行います。ナトリウム硫黄電池は大容量なだけではなく、高エネルギー密度、長寿命と言うメリットも兼ね備えており、鉛蓄電池の約3分の1のサイズでありながら、長期に渡る電力供給を可能にしています。

開発、利用の進む蓄電池の種類として、他にドックスフロー電池の存在が挙げられます。1970年代にNASAが基本原理を発表し、その後各国で開発が進められてきた蓄電池です。レドックス(redox)とは還元(reduction)と酸化(oxidation)を合わせた言葉で、文字通りバナジウムなどのイオン酸化還元反応を利用して充電と放電を行います。他の蓄電池のように、電極の化学変化で充放電を行わないため、電極や電解質の劣化が起こらず、長期間能力を発揮することができるのです。更に発火性の材料を使用しておらず、常温運転も可能で安全性が高いなど、蓄電池に適した性質も持っています。小型化に向いていないという欠点はありますが、寿命が長く、単純な構造で大型化が簡単なため、大規模電力貯蔵用設備としての活躍が期待されています。”

蓄電池には複数種類ある

蓄電池は規模や用途によって「電力系統用大型蓄電池」「定置用蓄電池」「携帯用蓄電池」の3種類に分けることができます。電力系統用大型蓄電池は、大規模太陽光発電や風力発電に組み込み、電気の需要と供給のバランスを調節します。定置用蓄電池は一般家庭に設置する蓄電池のうち、電化製品などにも放電できる容量の大きなものをいいます。携帯用蓄電池はレジャーなどにも利用できる、持ち運びできる容量の小さなタイプで、コンセントで充電放電を行います。携帯用蓄電池は便利ですが、現在の主流は大容量の定置型となっています。

国内の定置用蓄電池市場は今後成長見込み

“定置用蓄電池の市場は、今後更に拡大し成長していくであろうことが見込まれています。矢野経済研究所が行った研究調査によると、定置用蓄電池の市場規模推移は右肩上がりに成長していくことが予想されており、2020年には2017年比で3倍近い市場成長が見込まれています。中でも高い利用用途が見込まれているのが、住宅用蓄電池です。太陽光発電とのセット売りはもちろんですが、固定価格買取制度の契約期間が終了する既存太陽光発電ユーザーに対して関連企業が積極的に蓄電池を勧めているのがその根拠となっています。

住宅用蓄電池導入の主目的となっているのが、「非常用の備え」です。近年多発する自然災害を受けて、非常時の電気をどうするかという点について大きな関心が寄せられている結果と言えるでしょう。また「電力を自家消費するためのツール」としての側面も、今後蓄電池の需要を高める要素として注目されていくと考えられています。住宅用以外でも、電力系統用や企業・業務用が着実な伸びを示すであろうことが予想されています。特に電力系統用としては、出力を安定させるための蓄電池利用が広がり、需要が広がる見込みです。その他にも発電所や変電所への導入、離島などのマイクログリッドシステムでの導入が実証実験の段階ではあるものの進んでいくことが考えられます。”

蓄電池の設置場所の注意点

“蓄電池を一般家庭に設置する場合、どのような点に気を付けるべきなのでしょうか。蓄電池には屋内設置のものと屋外設置のものがありますが、メジャーなのは屋外設置型です。この場合、直射日光が当たらず、熱がこもりにくい場所であるということが必要条件となります。北側に設置することができれば大半の場合は解決できるため、まずは自宅の北側にスペースがあるか確認しておきましょう。高温多湿でなく、積雪がないことも条件となります。逆に気温が低すぎても装置が停止するなどのトラブルが考えられるため、注意する必要があります。雨も注意です。水の浸入を防ぐ設計になっている製品が大半とはいえ、直接雨が当たらない場所に設置することが望ましいです。

重塩害地区、塩害地区でないことも必要条件です。塩害とは海沿いの地域で起こる塩分による害のことを言います。海上の波頭が砕けることで空気中に塩水滴が飛び出し、強風で陸上に飛ばされることで、電気設備が正常に作動しなくなったり、故障の原因になることもあります。重塩害地域や塩害地域は区分されており、メーカーによっては指定した地域での設置を不可にしていることもあるため、事前にチェックしておくといいでしょう。

蓄電池を設置するにはある程度の広さが必要になります。蓄電池そのもののためのスペースはもちろんのこと、設置工事やメンテナンスのための空間が必要になるからです。蓄電池と聞くと小型のものをイメージしますが、定置型蓄電池は意外に大きいため、サイズを頭に入れておく必要があるでしょう。屋内設置の場合は、分電盤に近いことや、使用したい危機に近いことが必要条件となります。また、屋内設置の場合は換気にも気を配る必要があります。空気が滞留しない密閉された場所への設置は望ましくないため、空気の流れを必ず確保しておきましょう。”

定置用蓄電池の価格は?

“定置用蓄電池は、10万円~30万円/kWhくらいが相場となっています。導入を考える時は、本体価格はもちろんですが、設置工事費なども念頭に置いた上で検討するようにしましょう。本体価格は、蓄電容量の大きさに比例します。導入するときは電気をたくさん貯められる容量の大きなものを勧められることが多いです。確かに使用電力に対して蓄電容量が少ないと、使用可能時間が少なくなってしまう上、蓄電回数が増えるので本体の劣化が早くなってしまいます。そういう点では容量が大きい蓄電池を選択するのは正しいのですが、だからといってより蓄電容量の大きなものを、と思うと導入費用は高くなるばかりです。購入費用を抑えるのであれば、自分の家庭で実際にどれくらい電気を使用しているのか調査した上で、本当にその容量が必要なのか判断するようにするといいでしょう。

容量が決まったら、そのクラスの価格をメーカーごとに比較してみましょう。定置型蓄電池にはモニタリング機能や太陽光発電との連携機能、売電している間は放電を行わない機能などいろいろな機能が搭載されています。当然機能が多いほど価格は高くなるので、必要な機能を検討することが大切です。基本的には量産効果が出るため、価格は下落していく傾向にあります。導入時期を考えてみるのもおすすめです。また、蓄電池の性能をフルに活用するためには、設置後のメンテナンスが必要不可欠となります。後々大きな出費を被らないためにも、メンテナンスが有償か無償か必ず確認しておきましょう。”

まとめ

定置用蓄電池は、そのサイズや性能、容量などによって価格が大きく変わります。導入費用を下げるにはメーカーごとの比較を行うことが不可欠と言えるでしょう。また、施工を依頼する会社をしっかりと選ぶことも大切です。ヒラソルでは名古屋本社に営業拠点を集中させているため、余計な営業拠点費用をお客様に負担してもらう必要がありません。その分低価格でお客様に商品をお渡しすることができるのです。更に数多くのお客様から選んでもらっているため、取引量が多く大手商社から直接商品を仕入れることができています。中間に業者を挟まないからこそ、その会社の分の利益を販売価格に上乗せすることなく、商品を提供することができるのです。豊富な取り扱いメーカーも魅力の一つ。国内外ほぼすべての製品を取り扱っておりそれに関する知識も豊富なので、自宅や計画に合わせた商品選びをお手伝いすることができます。

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