蓄電池とは？仕組みや種類、メリット、デメリットなどの基礎知識を解説
蓄電池は、太陽光発電と組み合わせて使用されることが多く、電力を蓄えて必要なときに供給できる装置です。蓄電池は業務用として利用されることが多い一方で、家庭用としても広く普及しています。
家庭用蓄電池に関心はあるものの、仕組みやメリットをよく知らず、導入をためらっている方もいるかもしれません。
本記事では、蓄電池の基礎知識について解説します。蓄電池の仕組みや種類を解説したうえで、メリットやデメリットも紹介します。家庭用蓄電池の導入に興味がある方はぜひ参考にしてください。
蓄電池とは？概要や仕組みをチェック
蓄電池とは、電気を貯めておいて必要なときに使える装置です。繰り返し使用できるため、使い切り一次電池ではなく、充電可能な二次電池に分類されます。蓄電池は電気自動車などに搭載されているほか、家庭で使える蓄電池も製品化され販売されています。
さらに、太陽光発電システムと組み合わせることで、太陽光によって発電した余剰電気を蓄電池に貯め、必要に応じて自家消費することが可能です。また、電力会社から供給される電気を充電することもできます。
蓄電池は、電解液と正極（プラス極）、負極（マイナス極）、セパレータから構成されています。イオンと電子の移動を通じて電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、蓄えることができます。
リチウムイオン電池の場合、負極から放出されたリチウムイオンが正極に移動し、電子が外部回路を通って負極から正極に移動することで放電します。充電時は、電流を流して負極に電子を取り込ませることで、正極側にあったリチウムイオンが負極に移動します。
家庭用蓄電池の種類と選び方
家庭用蓄電池には、様々な種類があります。種類によって機能や特徴が異なるため、家庭用蓄電池を導入する場合は理解したうえで選ぶことが大切です。
ここでは、代表的な家庭用蓄電池の種類と選び方を解説します。
単機能型とハイブリッド型
蓄電池を機能で分類すると、単機能型とハイブリッド型に分けられます。
単機能型は、充電と放電といった基本機能に特化した蓄電池です。機能がシンプルなため、導入費用を抑えやすいというメリットがあります。すでに設置されている太陽光発電システムに後付けしたり、太陽光発電と連携させず単体で使用したりすることが可能です。
太陽光発電システムと蓄電池のメーカーが異なる場合でも、設置しやすいのが特徴です。蓄電池のみ導入したい家庭や、すでに太陽光発電を設置しており、蓄電池を後付けしたい家庭にも適しています。
一方、ハイブリッド型は、蓄電池と太陽光発電の電気の変換を1台のパワーコンディショナで制御するタイプの蓄電池です。太陽光発電で生み出した電力を直接蓄えられるため、電力ロスが少ないという利点があります。
これから太陽光発電システムの導入を検討している家庭や、太陽光発電システムの老朽化によりパワーコンディショナの交換を考えている家庭には、ハイブリッド型の蓄電池が適しています。
特定負荷型と全負荷対応型
蓄電池は、特定負荷型と全負荷対応型に分類されます。
特定負荷型は、特定の家電や部屋に電気を供給する蓄電池です。電気の使用範囲を限定して使用量を抑えられるため、貯めた電気を長時間使えます。停電時に必要最低限の電力を長時間使用したい場合は、特定負荷型の蓄電池がおすすめです。
一方、全負荷対応型は、家庭内のすべての家電や部屋に電気を供給できるタイプの蓄電池です。全負荷対応型の蓄電池であれば、IH調理器やエアコンなどの200V家電にも電気を供給できます。
停電時でもできる限り通常の生活を維持したい場合は、全負荷対応型の蓄電池が適しています。
蓄電池導入のメリット
家庭で蓄電池の導入が進んでいる理由は、蓄電池に多くのメリットがあるからです。今後蓄電池を導入したいと考えている方は、以下のメリットについて詳しく確認しましょう。
太陽光発電との連携により電気料金の削減につながる
蓄電池は、太陽光発電と連携させることで、電気料金の削減につながるというメリットがあります。
蓄電池を導入していない場合、太陽光発電で発電した電力は蓄電できないため、使いきれなかった余剰電力は電力会社に売電することになります。FIT制度の適用期間中は買取価格が保証されていますが、期間である10年が経過すると売電価格が下がるため、売電によるメリットは小さくなります。
一方で、蓄電池を導入すると、太陽光発電で発電した余剰電力を蓄電できるようになり、自家消費量を増やすことが可能です。昼間に蓄電した余剰電力を、夜間などに自家消費することで、月々の電気料金を大きく抑えることができます。
電気料金が変動する現在では、蓄電池を導入して太陽光発電の電力を自家消費するメリットがより注目されています。
なお、太陽光発電に深くかかわるFIT制度について詳しくは、以下の記事で紹介しています。
FIT制度（固定価格買取制度）とは？売電の仕組みや課題を解説
停電時に電気が使える
蓄電池を導入すれば、停電時にも電気を使用できるようになり、大きなメリットとなります。
災害時の停電や落雷などにより停電が発生すると、電力会社からの電気の供給が一時的に止まるため、家庭で電気が使えなくなります。
しかし、蓄電池に電力を蓄えておけば、停電時にも照明や家電を使用できます。太陽光発電システムを併用している場合は、昼間に発電した電力を蓄電池に蓄えておけるため、停電が長引いても一定期間は電気を使い続けることが可能です。
蓄電池は、発電した電気を日常的に自家消費できるだけでなく、非常用電源としても機能する点が大きな魅力です。
環境負荷低減に貢献できる
太陽光発電と蓄電池を導入することで、環境負荷の低減に貢献できます。
太陽光発電でつくった電力を蓄電池に蓄え、家庭で使用することで、再生可能エネルギーの有効活用を拡大できます。
再生可能エネルギーは、発電時にCO2を排出しないクリーンなエネルギーです。積極的に活用することで、温室効果ガス排出量の削減に貢献できます。
蓄電池導入のデメリット
蓄電池には大きなメリットがある一方で、いくつかのデメリットも考えられます。
家庭用蓄電池の導入を検討している場合は、メリットに加えてデメリットもよく確認しましょう。
費用がかかる
蓄電池を導入する上での主なデメリットは、初期費用の高さです。
家庭用蓄電池の購入にはおよそ100〜300万円程度の費用がかかり、加えて設置工事費用も別途必要になります。補助金を活用できる場合もありますが、まとまった初期費用が必要である点には留意しておく必要があります。
また、ランニングコストはそれほどかかりませんが、10〜15年程度で交換が必要となるため、再び本体費用や工事費用が発生します。
太陽光発電システムと同時に導入する場合は、後付けよりも本体費用が高くなる傾向があります。ただし、工事費を抑えられる場合もあるため、導入のタイミングは慎重に検討することが重要です。
なお、蓄電池の費用対効果や後付けに関するポイントについて詳しくは、以下の記事で紹介しています。
蓄電池は元が取れない？設置コストと回収期間から費用対効果を解説
蓄電池を後付けすると太陽光発電はどうなる？価格相場やメリット・デメリットなどを解説
設置場所の制約がある
蓄電池には、設置場所に関する制約があるというデメリットがあります。
蓄電池には屋内設置型と屋外設置型がありますが、蓄電容量の大きな機種は屋外設置が主流です。敷地が狭い戸建て住宅や、スペースが限られているマンションや賃貸住宅などでは、蓄電池を設置するために必要なスペースを確保できない場合があります。
また、蓄電池の設置には、電池を安全に安定的に動かすために、温度変化が少なく結露が生じにくい場所や海風の影響を受けにくい場所など、一定の環境条件が求められることが一般的です。
条件に適した場所に設置しなければ、劣化や故障のリスクが高まるため、注意が必要です。
蓄電池単体では節約効果が低い
蓄電池のデメリットとして、単体では節約効果が低い点が挙げられます。
蓄電池を単体で導入する場合は、電力会社の電気料金が安い時間に充電し、高い時間に放電するピークシフト運用が基本となります。たとえば、電気料金が安い夜間に充電し、高い昼間に貯めた電気を使うのが一般的です。
ただし、太陽光発電と連携した場合と比較すると、蓄電池単体での節約効果は限定的です。長期的に電気料金を大きく節約したいのであれば、太陽光発電で発電した電気を蓄電池に貯めて自家消費することが求められます。
蓄電池が向いている家庭の特徴
蓄電池は電気を貯めておける便利な装置ですが、どの家庭にとっても必需品というわけではありません。蓄電池が向いている家庭とそうでない家庭があります。
蓄電池の導入を検討している方は、蓄電池が向いている家庭の特徴をチェックしてみてください。
太陽光発電を導入している家庭
太陽光発電を導入している家庭は、蓄電池の導入が効果的です。
太陽光発電と蓄電池を連携させることで、卒FIT後に買取価格が下がり売電によるメリットが減っても、自家消費により電気料金を抑えることが可能です。また、電気料金が高い時間帯に自家消費することで、より高い節約効果が期待できます。
蓄電池や太陽光発電の導入について詳しくは、以下の記事で紹介しています。
太陽光発電のメリットとデメリットは？設置の判断材料をわかりやすく解説
電気使用量が多い家庭
電気使用量が多い家庭は、蓄電池を導入することで電気料金を節約できる可能性があります。
電気料金は、電気使用量に応じて変動するため、消費量を抑えることで節約が可能になります。
在宅ワークや子育てで日中在宅時間が長い家庭、電気自動車を使用している家庭、オール電化住宅に住んでいる家庭などは、電気使用量が多くなりやすい傾向にあります。
このような家庭では、太陽光発電と蓄電池の併用や、夜間に充電・昼間に放電するピークシフトによって、より高い節約効果が期待できます。
オール電化や電気自動車について詳しくは、以下の記事で紹介しています。
まとめ
蓄電池は、電気を蓄えて必要なときに使用できる装置です。太陽光発電と組み合わせることで、電気料金の節約効果が高まり、非常用電源としても活用できます。太陽光発電を導入している家庭や、電気使用量が多く電気料金が高い家庭では、蓄電池の導入を検討する価値があります。
毎月の電気料金の高さから蓄電池の導入を検討している場合は、まずは電力会社の契約内容を見直すことも有効です。電力自由化により、電力会社やプランを自由に選択できるようになりました。割安なプランを提供している電力会社を選ぶことで、電気料金の負担を抑えられる可能性があります。
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