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【2021年最新版】蓄電池とは?仕組みや種類メリットデメリットを徹底解説!

2021/07/11

こんにちは!エコの大臣です。

ここ数年、急速に需要を伸ばしている蓄電池。まだまだ蓄電池も世に出始めたばかりの製品で、毎年新商品が続々販売されています。

毎年売れ筋の商品も変わっている新しい市場です。

2021年も半分が過ぎたということで、今回は2021年最新の蓄電池事情について詳しくお伝えしていきたいと思います!

 

蓄電池とは?

蓄電池とは使い切りの乾電池と違い、何回も充電して繰り返し使うことの出来る電池のことを言います。

二次電池と呼ばれ、正極(+極)と負極(-極)に使われる物質や電解液の組み合わせによってさまざまな種類の電池が用途に合わせて活用されています。

車のバッテリーに使われている鉛蓄電池も二次電池の1種類です。

 

家庭用蓄電池にはリチウムイオン電池が使われている

現在、家庭用蓄電池として利用されているのは「リチウムイオン電池」と呼ばれる二次電池です。

リチウムイオン電池は従来の二次電池と比べて大きさに比べて容量が大きく、携帯電話やノートパソコンのバッテリーとして広く活用されています。

ただ、コバルトやリチウムなどのレアメタルなどのレアメタルが原料として使われていること、原料費が高騰を続けていることから製造コストが高く、他の種類の二次電池と比べると1キロワットあたりの値段が高いという弱点を抱えています。

更にリチウムイオン電池は電気自動車のバッテリーとしても使われており、需要が競合します。

現在ナトリウムイオン電池など、リチウムイオンに代わる低コストで発電量も大きい電池の研究・開発が進められていますが、まだまだ実用は遠いようです。

今後もリチウムイオン電池の需要は高まり続けていくことが予想されているので、大幅な値下がりというのは到底見込めないのが現状です。

蓄電池の種類に関する詳しい記事はこちら⇒蓄電池の種類っていくつあるの?最適な蓄電池の選びかた

 

蓄電池が売れているのはナゼ?

家庭用蓄電池の需要は近年伸び続けており、2019年度には年間で100万台以上の蓄電池が販売されています。

家庭用蓄電池が注目され始めたのは、「2019年問題」と呼ばれる出来事がきっかけです。

2009年から開始された太陽光発電の余剰電力の買い取り制度。制度が開始された当初は1キロワットあたり48円という高額での買取が約束されていました。

当初の説明では10年が経過した後も半額の20円前後での買取が予定されていると説明されていました。

しかし、実際にふたを開けてみると、制度終了後の買い取り金額は1キロワット当たり約9円と契約当時の約5分の1になる金額が発表されました。

ちなみに、私たち消費者が電力会社から購入する電気代は深夜電力の安い時間帯でも「1キロワットあたり12円~16円」、昼間のピーク時には1キロワットあたり30円前後の料金で電気を購入しています。

そのため、今までは「買う電気<売る電気」だったのが、買取期間が終わった後には「買う電気>売る電気」という構図に状況が一変します。

ここまで売電価格が下がってしまうと、太陽光発電で作った電気は「売るよりも家で使う」のに回した方がお得になります。

そして、太陽光発電で作った電気はそのままでは貯めておくことが出来ません。発電していない時間にも太陽光で作った電気を使うためには、作った電気をためておくための蓄電池が必要になります。

2019年問題をきっかけに、余剰電力の有効活用の方法の1つとして家庭用蓄電池が注目され始め、急速に需要を伸ばしていっています。

 

蓄電池のタイプは大きく分けて3つある

家庭用蓄電池には大きく分けると、「単機能型」、「ハイブリッド型」、「トライブリッド型」と呼ばれる3つのタイプがあります。

タイプごとに特徴も様々ですし、お客様の住環境によっては設置に適していない蓄電池もあります。

1つ1つタイプごとの特徴をご紹介していきます。

 

単機能型蓄電池

単機能型(フレキシブル型)蓄電池とは、最もシンプルなタイプの蓄電池です。

単機能型蓄電池は、電気をためておく電池部分の「蓄電ユニット」と、蓄電池に送る電気を変換するための「パワーコンディショナー」と呼ばれる2つの機械で構成されています。

パワーコンディショナーはパワコンと略されますが、太陽光パネルで発電した直流電流をお家で使える交流電流に変換するのに使われています。

単機能型の蓄電池は太陽光発電システムの影響を受けずに単独でも使えるように設計されているので、「太陽光発電システムの保証期間内である」という方や、「太陽光発電は設置したくないけど、蓄電池は導入したい」というご家庭様でも導入・設置が出来るのが特徴です。

 

ハイブリッド型蓄電池

現在、主流になっているのがこちらのハイブリッド型蓄電池です。

ハイブリッド型蓄電池は、太陽光発電のパワコンと蓄電池のパワコンが1つにまとまっているタイプの蓄電池のことをいいます。

パワコンが1つになっているので、太陽光発電で作った電気を蓄電池に送るときに、電気の変換が1度で済みます。

パワコンが電気を「直流⇒交流」に変換するときには100%の効率で変換することが出来ません。最新型のパワコンでも95%前後の変換効率しかありませんので、変換するたびに電気が逃げていってしまいます。

単機能型の蓄電池は太陽光側のパワコンと蓄電池側のパワコンで2度変換が行なわれるので、実際に蓄電池にためられる電気は発電した電気の90%程度になります。

ハイブリッド型蓄電池であれば、太陽光発電から蓄電池に電気を送るときの変換が1度で済みます。

その分の変換ロスがなくなりますので、太陽光で発電した電気を効率よく蓄電池にためることが出来るようになります。

これから太陽光発電と蓄電池を同時に設置しようと考えている方や、太陽光発電の設備保証が切れてしまっている方にはハイブリッド型蓄電池がおススメです。

 

トライブリッド型蓄電池

トライブリッド型蓄電池はご自宅の太陽光発電と蓄電池に加えて、電気自動車のバッテリーも接続することが可能になる装置です。

専用の充電スタンドを設置することで、太陽光発電で発電した電気を電気自動車に充電することが出来るようになります。

電気自動車をお持ちの方でも昼間は電気自動車を使って外出しており、太陽光発電での充電が出来ないという場合にも、蓄電池に充電した電気を使って電気自動車に充電することも出来ます。

もちろん、非常時には蓄電池だけでなく電気自動車のバッテリーもお家の電源として使うことが出来るので、これから電気自動車を購入しようと考えている方にはおススメです。

 

以下に、各タイプのメリットとデメリットを表にまとめてみましたので、蓄電池を検討する際の参考にして下さい。

 メリットデメリット
単機能型

・本体価格が少し安い

・蓄電池単体でも設置が出来る

・太陽光発電との相性を気にしなくて良い

・蓄電の際に電気の変換ロスがある

・パワコンの設置場所が必要

・屋外型で大型の物が多い

ハイブリッド型

・パワコンが1台で済むので変換ロスが少ない

・太陽光発電の古くなったパワコンも合わせて交換できる

・太陽光発電の機器保証が切れる可能性がある

・既設の太陽光発電によって設置できる蓄電池の種類が限られる

トライブリッド型

・災害時に大容量な電気自動車のバッテリーを使用可能

・蓄電池は後付けも可能

・夜間にも蓄電池にためた電気で電気自動車に充電可能

・電気自動車の導入が必要

・対応している電気自動車の車種が限定されている

・トータルコストは高額

 

蓄電池の停電時の動作の違い

家庭用蓄電池は台風や地震などが原因で発生する大規模停電への備えという側面が非常に大きいです。

現在発売されている家庭用蓄電池は、停電時のお家への電気の供給方法によって「特定負荷型」「全負荷型」の2種類に分けられます。

普段はどちらを設置していてもほとんど変わりませんが、停電時の動作で異なる点が多いので、目的に合わせて最適な方を選択するようにしましょう。

 

特定負荷型

特定負荷型と呼ばれる蓄電池は、お家のどの回路で電気が使えるようにするのかをあらかじめ決定し、停電時には選択した一部の部屋でのみ電気が使えるような仕組みになっています。

電気を使える箇所があらかじめ限定されているので、電気の消費量を抑えて長時間電気を使い続けることが出来ます。

特定負荷型のものは容量も小さくコンパクトな物も多く、屋内設置が可能な製品も多いです。

反面、初めに選択した場所以外では電気が使えないということと、200Vの電源には対応していないことが多いなど使える機器にも制限があることが多いので注意が必要です。

 

全負荷型

全負荷型蓄電池とは、停電時にもお家全体に電気を供給することが出来るタイプの蓄電池で、現在ではこちらのタイプの蓄電池の方が圧倒的に人気が高いです。

全負荷型蓄電池を設置しておけば、万が一停電が発生したとしてもすべての部屋で普段と変わらないような生活を送ることが出来ます。

また、全負荷型蓄電池はほとんどの製品がIHクッキングヒーターやエアコンなど200Vの電源が必要な電化製品にも対応しているのも停電時に安心できるポイントになっています。

全負荷型の欠点としては、10kWh前後の大容量の物が多いので、屋外設置が基本になるということ。便利な反面、電気の使用量も多くなるので無駄遣いするとあっという間に電池切れしてしまうので、使い方には注意が必要です。

以下に特徴をまとめておきます。

 特定負荷型全負荷型
メリット

・価格が安い

・屋内設置可能な物も多い

・電池を長持ちさせやすい

・停電時にもすべての部屋で電気が使える

・200V電源にも対応している

・容量が大きいものが多い

デメリット

・選んだコンセントでしか電気が使えない

・出力が小さい

・値段が高い

・基本的には屋外設置

おススメ出来る人

・冷蔵庫など最低限の設備が使えれば良い場合

・節電目的で蓄電池を設置する場合

・二世帯住宅などお家が広い場合

・オール電化で停電時にもIHなどを使いたい

 

蓄電池のメリット

色々な種類の家庭用蓄電池がありますが、ここでは蓄電池を設置することのメリットをお伝えしていきます。

 

災害時に大活躍する

蓄電池の一番のメリットは停電時にも蓄電池にためた電気をお家で使うことが出来るという点です。大規模な台風などで停電してしまった時にもご自宅で電気を使うことが出来ます。

太陽光発電だけでは、パネルが発電している昼間の時間帯にしか電気を使うことが出来ないのですが、蓄電池を設置することによって、日の出ていない夜間にも電気が使えるようになり、お家の安全性がより高まります。

夜間の照明機器を始めとする他の電化製品も停電時に使うことが出来ます。特に冷蔵庫が使えないと中の食材がすべてダメになったりして停電時には非常に困りますがその心配もなくなります。

停電が長期化しても避難所に行かずに自宅待機が出来るというのも嬉しいポイントですね。

特に、このコロナ禍で避難所生活をするのも出来る限り避けたいという方には蓄電池は必須と言えるでしょう。

 

電気の自家消費ができる

ご自宅の太陽光パネルで発電した電気を蓄電池にためることで、夜間~早朝にかけての太陽光パネルが発電していない時間帯にも電気を使うことが出来ます。

太陽光発電の固定買取期間が終了した後には、余剰電力の買い取り金額は大幅に値下がりをします。

値下がりした後は、発電した電気を電力会社に売るよりも、お家で使う電気に回した方が発電した電気の自家消費量が増え、その分だけ電力会社から購入する電気を減らすことが出来ます。

最近、電気代と合わせて徴収されている「再生エネルギー賦課金」は電気の使用量に応じて課金されます。

電気の使用量が多くなるオール電化住宅では、再エネ賦課金の負担も多くなりがちですが、太陽光で発電した電気の自家消費割合を増やすことで、再エネ賦課金も合わせて削減することにも繋がります。

 

深夜電力との併用で電気代が節約できる

太陽光発電と蓄電池を併用するとメリットが大きいのはもちろんですが、太陽光発電がなくても、蓄電池に単価の安い深夜電力をためて、その電気を一日中使うようにすることで電気代を節約することが出来ます。

深夜電力の契約プランにすると、深夜が安くなる代わりに昼間の電気代の単価が高くなります。しかし、蓄電池を設置しておけば、深夜電力で蓄電池を充電し、昼間の電気代が高い時間帯に使うように設定することで、昼間の高い電気を電力会社から買わなくてよくなります。

 

蓄電池のデメリット

続いて蓄電池を設置するデメリットの部分をお伝えしていきます。

 

お金がかかる

蓄電池を設置する上での最大の障害になるのが、お金です。

ここ数年でずいぶん値下がりしたとはいえ、蓄電池はまだまだ高額な商品であることに変わりはありません。

安い物でも工事費用も含めると100万円以上はするのが一般的で、容量の大きい物だと200万円を超えるものも珍しくありません。

「蓄電池の値下がりを期待して待っている」という方もまだまだ多いと思いますが、原料として使われているリチウムやコバルトなどのレアメタルの原料費がまだ高いまま推移していることや、電気自動車とも需要がかち合ってしまうので、「価格破壊」と言われるほどの低価格化はまだまだ先のことになるでしょう。

商品の性能に魅力を感じてもなかなか手が出ないという方もまだまだ多いのが現状です。

 

蓄電池もいずれは壊れる

蓄電池も電化製品ですので、いずれは故障して使えなくなる日が来ます。蓄電池の電池部分に関しては15~20年は使い続けられるように設計されています。

蓄電池に使われているリチウリチウムイオン電池は使っているうちに徐々に電池の容量が減っていきます。ムイオン電池は携帯電話やノートパソコンに使われているのと同じ仕組みのものです。

携帯電話でも買ってから2年も経つと、100%まで充電していてもすぐに電池がなくなってまともに使えなくなったという経験がある方も多いでしょう。

家庭用蓄電池も同じように設置してから時間が経つにつれて少しずつ、電池の容量が減っていきます。

最終的にほとんど充電が出来ない状態になってしまい、交換が必要になります。

蓄電池も概ね15年~20年と非常に長い期間使い続けられるように設計されていますが、いずれは交換が必要になるということは頭に入れておきましょう。

 

設置スペースが必要

家庭用蓄電池はお家の分電盤との接続など専用の設置工事が必要になります。一度設置すると簡単に場所をうつすことは出来ないので、慎重に設置場所を決めましょう。

屋内用の比較的小さい蓄電池でもエアコンの室外機と同じくらい、10kWhを超えるような屋外型の大きな蓄電池はエアコンの室外機を上下に2台重ねておいたものをイメージしてもらえると一番近いと思います。

また、蓄電池は大きさもさることながら、見た目以上に重量があるので、地盤がしっかりしたところに基礎を作って設置する必要があります。

屋内用の小型のものでも60kg程度、屋外用で現在発売されている蓄電池の中で最大容量のニチコンのU4Xシリーズでは200kg以上の重量があります。

その他にも、

・直射日光の当たらない場所(北面設置が望ましい)

・高温多湿になりやすい場所を避ける

などの設置条件もあります。

また、北海道では残念ながら一部メーカーの蓄電池が設置不可になっていることもありますのでご注意ください。

蓄電池の設置場所に関する詳しい記事はこちら⇒後悔しない蓄電池の設置場所の決め方とは?適切な位置に設置しよう!

 

2021年度の蓄電池の補助金

2021年度は蓄電池の導入に際し、「令和3年度 蓄電池等の分散型エネルギーリソースを活用した 次世代技術構築実証事業費補助金」(以下DER補助金)が公布されます。

DERとは、各家庭や工場に設置されている太陽光発電システムや蓄電池、電気自動車などの電力をIoTを活用して充放電を自動制御し、電力の安定供給に役立てるための仕組みを構築するためのシステムのことです。

このシステムの構築のための実証実験に参加するために蓄電池と同時にHEMSを導入するご家庭に、最大で66.8万円の補助金が出ます。

 

DER補助金の支給額

今年度のDER補助金額は以下の通りです。

蓄電システム⇒4万円/kWh(初期実効容量)もしくは、設置費用の3分の1(本体+設置工事費用)

HEMS等IoT関連機器⇒10万円もしくは、設置費用の2分の1(本体+設置工事費用)

 

DER補助金の受給のための条件

DER補助金を受け取るためには様々な条件がございます。

・DER実証実験に参加すること

・太陽光発電システムが設置されていること

・SIIの認定を受けている種類の蓄電池とHEMSを指定の認定を受けている業者を通じて設置すること

・蓄電システムの本体価格と工事代金の合計が16.5万円/kWh以下であること

・HEMSは上限25万円(工事費込)

DER実証実験に参加するために必要な機器は揃えないといけません。また、今回の事業に参加の登録をしている業者を通じて申請しないと補助金が受け取れないのでご注意下さい。

また、今年度のDER補助金には給付の条件として蓄電池とHEMSの購入代金に上限が設けられています。

 

補助金申請スケジュール

DER補助金を受給するための申請のスケジュールを記載しておきます。

・申請期間:2021年6月初旬~

・系統連系期限:2021年12月24日

・実証事業の時期:2022年1月頃(事業期間は1週間程度)

・事業完了日および実績報告期限:2022年2月10日

2021年の12月24日までに系統連系が完了していないと補助金の交付が受けられないので、9月中旬までには設置工事が完了しているのが望ましいです。

特に今年度はコロナウイルスの影響で申請の受付状況にかなり遅れが出ていますのでご注意ください。

 

DER実証実験って何をするの?

「DER実証実験への参加」が条件になっているので、「蓄電池を設置するだけじゃダメなの?」と疑問に思う方も多いでしょう。

実証実験は、アグリケーターと呼ばれる電力の送電を制御する機関(NTTスマイルエナジーなど)が各家庭に設置されているHEMSを通じて蓄電池の充放電を制御するというものです。

ですので、実証実験に参加するといっても蓄電池を設置した時点でお客様の役割はほとんど終わっています。

実際にお客様の方ですることというのはたった2点だけです。

・実証期間中にHEMSの電源を切らない

・実証期間中に蓄電池の設定の変更を行わない

簡単に言えば何もしなくて良いということです。

実証期間は約1週間と言われています。日常生活にはほとんど影響がありませんのでご安心下さい。

 

都道府県ごとの補助金

都道府県や市町村単位で蓄電池の補助金の交付を行なっている自治体もございます。

交付の条件や金額も地域によって異なりますので、詳細は各自治体の専門部署に問い合わせてみるのが一番確実です。

もちろん補助金の交付自体を行なっていない自治体もございます。

補助金がある地域では、先ほどお伝えしたDER補助金と都道府県の補助金を両方受け取ることも可能です。

 

補助金申請は専門の販売店に任せた方が安心

蓄電池の補助金を申請するためには、必要な書類や手続きがたくさんあり、個人のお客様が一人で進めるにはなかなか難しいです。

蓄電池の専門の販売店に依頼して、手続きに必要な書類などを指示してもらいながら進めていくのが一番確実です。

わからないことは任せてしまうのが一番です!

 

蓄電池とはのまとめ

今回は家庭用蓄電池の種類ごとの特徴や2021年の補助金情報などについて解説していきました。

2021年度は特に高額のDER補助金が出ているので、これを機に蓄電池の導入を検討するという方も増えてくるのではないでしょうか。

設備認定の期限などを考慮すると早めの検討が必要になります。補助金を利用しての蓄電池導入を検討の方はお急ぎください!

 

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