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蓄電池と太陽光発電を組み合わせる意味は?仕組みや基礎知識についてを解説

2022/05/09

「蓄電池と太陽光発電を組み合わせて使う意味ってあるの?」、「そもそも太陽光発電と蓄電池を組み合わせて使うメリット・デメリットは?」、「補助金はあるの?」など、エコの王様にも太陽光発電システムと家庭用蓄電池に関するお問い合わせが増えています。

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせて使うことは、良いことだと一度は聞いたことはあると思います。

ですが、なぜ組み合わせて使うことがいいことなのかが分かっていないのが現状です。

そこで、今回は太陽光発電システムと太陽光発電システムを組み合わせて使う意味や仕組みなどについて詳しくお話します!

 

太陽光発電の仕組みについて

太陽光パネルを構成する太陽電池は、マイナスの電気を帯びやすいn型半導体とプラスの電気を帯びやすいp型半導体を張り合わせて作られています。

n型半導体とp型半導体の境目に光エネルギーが加わると、n型半導体はマイナスになりp型半導体はプラスになります。

太陽電池に太陽光が当たると、太陽電池は乾電池と同じ状態になります。

太陽電池が敷き詰められた複数枚の太陽光パネルを電線で繋ぐと電気が流れ、太陽光が当たっている間は発電をし続けます。

太陽光発電システムの仕組みに関する詳しい記事はこちら⇒太陽光発電の仕組みってどんなの?発電方法や必要な機器・売電方法までを公開!

 

蓄電池の仕組みについて

家庭用蓄電池の仕組みは、みなさんが一度は使ったことのある乾電池と同じです。

マイナス極には内臓されている電解液に溶けやすい金属、プラス極には電解液に溶けにくい金属が使われています。

電解液に溶けやすいマイナス極の金属が電解液に溶け出すときに電子を発生させます。発生した電子がプラス極に流れ込み、発生した電気を放電する仕組みです。

乾電池は、放電をし続けると電解液に溶けやすいマイナス極の金属が無くなり電池交換が必要なりますが、家庭用蓄電池は乾電池とは違う素材を使っているため充放電ができる仕組みです。

家庭用蓄電池を充電する場合は、放電と逆の反応を起こすことによって電気が貯められます。

充電する場合に使われている電力は、太陽光発電システムの余剰電力と電気代の安い深夜電力(23時~翌朝7時)です。

家庭用蓄電池に充電するときは、電気を変換する必要があります。

太陽光発電システムの余剰電力と深夜電力は交流電流です。家庭用蓄電池に貯めることができる電気は直流電流のため、パワーコンディショナーを経由して電気を変換して充電します。

逆に家庭用蓄電池に貯められた電気を放電する場合は、パワーコンディショナーを経由して直流電流を交流電流に変換して各電化製品に使えるようにします。

※パワーコンディショナーとは、電気の変換器のことを指します。

 

なぜ蓄電池と太陽光発電を組み合わせるといいの?

家庭用蓄電池と太陽光発電システムの組み合わせは良いと言われてきました。

では、なぜ家庭用蓄電池と太陽光発電システムの相性が良いと言われているのかについてご説明します!

 

災害時に非常用として使えるから

災害時でも太陽光発電システムで発電された電気を非常用電源として使えます。

ですが、太陽光発電システムが発電しなくなった夕方以降は、停電状態になります。

太陽光発電システムで発電された電気を使えるといってもパワーコンディショナーの性能上、1,500Wまでしか出力できないため一度に使える電化製品が限られます。

2022(令和4)年現在販売されている家庭用蓄電池の災害時の最大出力は、メーカーや性能によって違いはありますが3,000W~5,900Wまで出力できます。

最大出力が大きい分、一度に多くの電化製品を使えます。

また、家庭用蓄電池を全負荷対応にすれば停電時に家中のバックアップもできますし、エアコンやIHといった200V電源を必要とする電化製品も使えます。

あらかじめ決められた場所の部屋の電気しか使えない特定負荷型にすれば、全負荷対応よりも電気が使える場所は限られますが、その分貯められた電気を長い時間使えます。

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせは、災害時に最も有効と言えます。

家庭用蓄電池の災害時の役割についての詳しい記事はこちら⇒【2022年最新版】蓄電池のメリットってあるの?デメリットと比較して導入しよう!

 

節電ができるから

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせることによって、節電できる可能性が高いです。

節電するためポイントは、家庭用蓄電池の充電方法です。

家庭用蓄電池の充電を太陽光発電システムの余剰電力と電気代の安い深夜電力(23時~翌朝7時)を使えば電気代の節約ができます。

安い電気代で充電された家庭用蓄電池の電気を電気使用量のピークを迎える昼間や、太陽光発電システムが発電しなくなった夕方以降に放電することよって、使用量のピークカットができるため、電気使用量の節約ができます。

家庭用蓄電池と電気代に関する詳しい記事はこちら⇒【2022年最新版】蓄電池のメリットってあるの?デメリットと比較して導入しよう!

 

自家消費に貢献できるから

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせることによって、電気の自家消費量を増やせる可能性が高いです。

太陽光発電システムが発電している日中は、発電された電気で賄って余剰電力を家庭用蓄電池に貯められます。

余剰電力で充電された家庭用蓄電池の電気を太陽光発電システムが発電しなくなった夕方以降に放電すれば、電力会社から電気を買う必要が少なくなるため電気を自家消費できます。

また、雨や曇りの日が続いて太陽光発電システムの発電量が不十分な場合は、あからかじめ家庭用蓄電池に貯められた電気を放電することによって、昼間の時間帯も電気を自家消費できますので、電力会社から買う電気量を減らせます。

 

蓄電池と太陽光発電を組み合わせない理由

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせることによって、災害時の非常用電源として活用したり、節電できたりなど私たちの生活にとってはメリットが多いです。

その反面、太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせて使わないご家庭もあります。

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせて使わない理由は、全部で3つあるのでそれぞれご紹介します!

 

設置費用が高い

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を合わせて購入すると、メーカーや太陽光パネルの発電量・蓄電池の性能によって違いはありますが、安い製品でも250万円(税込)以上の費用が掛かります。

200万円以上の費用が掛かるため、多くのご家庭では太陽光発電システムだけを導入しているご家庭が多いです。

太陽光発電システムだけであれば、総発電量やメーカーなどによって違いますが、100万円(税込)以下で設置できる可能性もあります。

太陽光発電システムよりも家庭用蓄電池のほうが設置費用は高いです。

2022(令和4)年現在販売されている家庭用蓄電池の販売価格は、容量・性能などによって多少の違いありますが、100万円(税込)~250万円(税込)以上の費用が掛かります。

そのため、家庭用蓄電池の導入を躊躇されているご家庭が多いです。

家庭用蓄電池の価格に関する詳しい記事はこちら⇒【2022年最新版】家庭用蓄電池の価格や相場はいくら?少しでも安く購入するための方法

太陽光発電システムの設置費用に関する詳しい記事はこちら⇒【2022年】太陽光発電の買取価格はいくらくらい?年々下がり続けている理由について

 

補助金の対象にならないから

2022(令和4)年現在、太陽光発電システムと家庭用蓄電池を設置するだけでは、補助金の対象とはならないため同時に設置しないご家庭が増えています。

太陽光発電システム単体の国からの補助金は2014(平成24)年に終了しています。

地方自治体によっては太陽光発電システム単体での補助金を出しているところもありますが、補助金額は少額です。

現在、国が力を入れている補助金は、一般社団法人環境共創イニシアチブが出しているDER補助金です。

DER補助金の内容は次の通りです。

・家庭用蓄電システム・・・初期実効容量1kWhあたり40,700円(税込)

・V2Hシステム・・・設備費上限825,000円(税込) 工事代金定額440,000円(税込)

となっています。家庭用蓄電池やV2Hシステムに対する補助金は出ているのに対して、太陽光発電システムに対する補助金が出ていないのが分かります。

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を同時に設置して補助金を受ける場合は、自宅をZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)にする必要があります。

ZEHは、太陽光発電システムや家庭用蓄電池を設置するだけでなく、外壁や窓なども断熱効果のある設備に変更する必要があるため導入が進んでいない状態です。

※ZEHとは、「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス」の略称で、外皮の断熱性能等を大幅に向上させるとともに、高効率な設備システムの導入により、室内環境の質を維持しつつ大幅な省エネルギーを実現した上で、再生可能エネルギーを導入することにより、年間の一次エネルギー消費量の収支がゼロとすることを目指した住宅を指します。

※家庭用蓄電池の販売価格は、本体価格と工事代を合わせた金額になります。

参考資料:一般社団法人環境共創イニシアチブHP

 

設置スペースがないから

太陽光発電システムは設置できても家庭用蓄電池を設置するスペースがないため同時に設置しないご家庭があります。

家庭用蓄電池は、メーカーや容量などによって多少の違いはありますが、重さが約100kg~約200kgを超える製品もあります。大きさもエアコンの室外機を1回り小さくしたぐらいの大きさがあります。

そのため、屋内設置が可能なメーカーもありますが、基本的に家庭用蓄電池の設置場所は屋外です。

家庭用蓄電池は、家の外ならどこでも設置できるわけではありません。

家庭用蓄電池に内蔵されているリチウムイオン電池は、暑さに弱いという弱点があるため、

 

・1日を通して影にならない場所

・1日を通して影になる時間短い場所

・風通しが悪い場所

には設置できません。

そのため、設置場所や家の北面が望ましいです。

屋外に家庭用蓄電池を設置場所がない場合は、屋内設置できる家庭用蓄電池もあります。

ですが、家庭用蓄電池は電気を変換する時に音が出るので寝室や勉強には設置できません。屋内設置する場合は、家のどこに設置するかを考えておいたほうが良いでしょう。

家庭用蓄電池の設置場所に関する詳しい記事はこちら⇒蓄電池を導入して後悔するのは本当?その真実や回避方法について解説!

 

蓄電池と太陽光発電の設置で元は取れるの?

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を設置して元が取れるかどうかは、太陽光発電システムと家庭用蓄電池の設置費用と設置前の電気代によって変わります。

元が取れる条件は、初期費用(太陽光発電システムと家庭用蓄電池の設置費用)-(売電収入+電気代の節約額)が初期費用に達した場合、元が取れたということになります。

例えば、初期費用が2,000,000円(税込)で1年間の経済効果が200,000円(税込)あるご家庭の場合は、約10年で元が取れることになります。

どちらかというと家庭用蓄電池と太陽光発電システムを設置して経済効果が出やすいのは、設置前の電気代が高い家です。

電気代が高いほど太陽光発電の発電された電気と家庭用蓄電池に貯められた電気を放電することによって、電力会社から買う電気が少なくなるので電気代が安くなってその分経済効果は出やすくなっています。

 

蓄電池と太陽光発電は同時に設置するべき?

今、太陽光発電システムと家庭用蓄電池の導入を検討されている人たちの多くは、「同時に設置したほうが良いのか。」、「別々に設置したほうが良いのか。」を悩まれていると思います。

太陽光発電システムと家庭用蓄電池は同時に設置した場合は、初期費用は高くなります。

その代わり太陽光発電システムと家庭用蓄電池の組み合わせが悪く太陽光パネルが故障してしまうPID現象が無くなったり、余剰電力を家庭用蓄電池に貯める時の変換ロスを抑えられます。

設置費用をできるだけ抑えたい人は、太陽光発電システムと家庭用蓄電池を違う時期に設置すると良いでしょう。

別々に設置する時のポイントをご紹介します。

PIDに関する詳しい記事はこちら⇒太陽光発電はやめたほうがいい?将来的に大きなメリットがある理由

 

蓄電池や太陽光発電は後付けするときのポイント

家庭用蓄電池は大きく分けると2種類あります。

・ハイブリッド型・・・太陽光発電システム用と家庭用蓄電池用のパワーコンディショナーが一体になったシステムを指します。

・単機能型・・・太陽光発電システム用と家庭用蓄電池用のパワーコンディショナーが別々になったシステムを指します。

ハイブリッド型は、パワーコンディショナーが一体になっているため、これから太陽光発電システムと家庭用蓄電池を同時に設置する人や太陽光発電システムを設置して10年以上が経過した人におすすめです。

単機能型は、パワーコンディショナーが別々になっているため、太陽光パネルメーカーや太陽光発電システムの設置年数に関係無く設置できます。

太陽光発電システムを設置して10年未満の人や太陽光発電システムを設置していない人におすすめです。

 

ハイブリッド型と単機能型のメリット・デメリットは次の通りです。

パワーコンディショナーの種類メリットデメリット
ハイブリッド型

・単機能型よりも充電時間が短い

・電気の変換ロスが少ない

・停電時の最大出力が高い機種が多い

・停電時に家中の電気をバックアップできる機種が多い

・設置費用が高い

・太陽光パネルメーカーによって設置できない可能性がある

・太陽光発電システムの保証が切れる可能性がある

単機能型

・太陽光パネルメーカーに関係なく設置できる

・太陽光発電システムを設置していない自宅でも設置できる

・ハイブリッド型よりも初期費用を抑えられる

・ハイブリッド型よりも電気の変換ロスが多い

・ハイブリッド型よりも充電時間が長い

・ハイブリッド型よりも停電時の出力が弱い

ハイブリッド型も単機能型もメリット・デメリットがあるので、家庭用蓄電池を後付けする場合は太陽光発電システムのメーカーや設置年数などを確認しておきましょう。

蓄電池の種類に関する詳しい記事はこちら⇒【2022年最新版】家庭用蓄電池とは?メリットやデメリットを完全網羅!

 

蓄電池を後付けする場合のタイミング

家庭用蓄電池を後付けする場合は、太陽光発電システムのメーカーや設置年数などによってどの家庭用蓄電池を付けるかが変わります。

それ以外にも家庭用蓄電池を後付けする場合のタイミングについて詳しくお話します。

 

2018年以前よりFIT制度を利用している

FITI(固定価格買取)制度とは、太陽光発電システムをはじめとする再生可能エネルギーで発電された電気を10年間は国が定めた売電価格で各電力会社が買い取ってくれる制度を指します。

FIT制度は2018(平成30)年が大きな変わり目になっています。

変わり目と言われているのが、ダブル発電をした場合の売電価格です。

ダブル発電とは、太陽光発電システムと家庭用蓄電池やエネファームなどの燃料電池を同時に活用する発電方法です。

家庭用蓄電池の充電を単価が安い深夜電力(23時~翌朝7時)で行って、日中の自家消費に回せば余剰電力が増えて売電収入も増えます。

2018年以前に設備認定を受けた太陽光発電システムに家庭用蓄電池やエネファームを設置してダブル発電をした場合は、シングル発電よりも売電価格は下がります。

2018(平成30)年までの過去4年間の売電価格は次の通りです。

年度シングル発電ダブル発電
2015(平成27)年33円(税込)/1kWh27円(税込)/1kWh
2016(平成28)年31円(税込)/1kWh25円(税込)/1kWh
2017(平成29)年28円(税込)/1kWh25 円(税込)/1kWh
2018(平成30)年26円(税込)/1kWh25円(税込)/1kWh

2018年に設備認定を受けた太陽光発電システムに家庭用蓄電池などを設置して、ダブル発電した場合はシングル発電との売電価格の差額が小さいのに対して、2015年に設備認定を受けた設備の場合は、差額が大きいです。

2018年以前から設備認定を受けている太陽光発電システムを使っているご家庭におすすめの家庭用蓄電池は、シングル発電・ダブル発電の運転モードを選べる機種です。

運転モードは、家庭用蓄電池を購入するご家庭の自由に変更できますし、売電期間に関係無く設置できます。

売電期間が終わればシングル発電からダブル発電に切り替えも可能です。

※シングル発電とは、太陽光発電システムのみで発電する方法を指します。

※設備認定とは、太陽光パネルやパワーコンディショナーなどの発電設備が、法律の定める要件に適合しているかどうかを経済産業省が確認することを指します。設備認定が下りないと、売電することが出来ません。

ダブル発電に関する詳しい記事はこちら⇒V2Hのダブル発電って何?基礎知識やメリットデメリットについて公開

太陽光発電システムの売電に関する詳しい記事はこちら⇒【2022年】太陽光発電の買取価格はいくらくらい?年々下がり続けている理由について

 

2019年以降にFIT制度を利用している

2018(平成30)年までは、シングル発電した場合とダブル発電した時の売電価格が問題視されていたこともあって、2019(令和元)年からダブル発電をした場合でも売電価格の差が小さくなり、2020(令和2)年には差が無くなりました。

そのため2019年以降に設備認定を受けた太陽光発電システムと家庭用蓄電池を使ってダブル発電したとしてもメリットを感じやすいです。

家庭用蓄電池を後付けせずに太陽光発電システムと同時に設置するとよりメリットは感じやすいでしょう。

 

補助金が開始される

家庭用蓄電池は、本格的に販売され始めた2019(令和元)年頃と比べると安くはなりましたが、1,000,000円(税込)~2,000,000円(税込)以上する製品ばかりです。

家庭用蓄電池を少しでも安く購入をするためには、補助金が出ている時期に購入すると良いでしょう。

2022(令和4)年度も家庭用蓄電池の補助金が出ることが決まっています。

一番大きな補助金が国が出しているDER(令和4年度分散型エネルギーリソースの更なる活用に向けた実証事業)補助金です。

DER補助金は、購入するほうだけでなく販売店にも様々な条件があります。

 

DER補助金を受けるための販売店側の条件は、

・家庭用蓄電池の販売価格を1kWhあたり170,500円(税込)以下で販売すること

・HEMSの販売価格は、275,000円(税込)以下で販売すること

例えば、蓄電容量が9.8kWhの家庭用蓄電池を購入する場合は、工事代込みで1,670,900円(税込)以下で販売しなければなりません。

またDER補助金を受けるためには、HEMSを必ず設置しなければならないので、販売価格は275,000円(税込)以下です。

合計すると販売店側は1,945,900円(税込)以下で販売しなければなりません。

 

家庭用蓄電池を購入する人たちの補助額は次の通りです。

・初期実効容量1kWhあたり40,700円(税込)

・HEMS機器導入代金・・・一律55,000円(税込)

例えば、初期実効容量が5.0kWhの家庭用蓄電池を導入する場合の補助金額は、総額で258,500円(税込)です。

このように国の補助金を使えば、家庭用蓄電池の設置費用を安く抑えられます。

※HEMSとは、ホーム エネルギー  マネージメント システムの略称で、家庭で使うエネルギーを節約するための管理システムを指します。

※初期実効容量とは、家庭用蓄電池に貯められている電気のなかで実際に使える電気量を指します。

※DER補助金を受けるためには、実証実験に参加する必要があります。

家庭用蓄電池の容量に関する詳しい記事はこちら⇒蓄電池の容量はどれくらいが適切?失敗しない蓄電池の選びかた

参考資料:一般社団法人環境共創イニシアチブHP

 

蓄電池と太陽光のまとめ

みなさんいかだったでしょうか?

今回のお話をまとめると、

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせると良い理由は、全部で3つある!

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせない理由は、全部で3つある!

家庭用蓄電池を後付けする時のタイミングは全部で3つある!

太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせて使う事によって、災害時でも安心して電気が使えたり電気代の節約ができたりします。

その反面、補助金対象にならないため設置費用が高額になるなどのデメリットもあります。

今の社会情勢を見ると今後も電気代は上昇すると見込まれているため、太陽光発電システムと家庭用蓄電池を組み合わせて使うご家庭も増えてきます。

日本政府も2050年までカーボンニュートラル実現に向けて動き出しているので家庭用蓄電池や太陽光発電システムへの補助金を出しています。

補助金を上手く使えば設置費用を抑えられるので設置するなら今がチャンスです。

エコの王様でも、各種補助金を取り扱っておりますので補助金を使って太陽光発電システムや家庭用蓄電池の導入をご検討されているお客様は、是非一度エコの王様にお問い合わせください!

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