太陽光発電と蓄電池を同時に設置するメリット・デメリットは?
太陽光で発電した電力を、日常生活や災害時などの必要なタイミングで使えるメリットがある家庭用蓄電池。
しかし、太陽光発電システム自体にも導入費用がかかるので、せっかく蓄電池を設置をしても、初期費用の回収ができずに損をしたら後悔するでしょう。
そこで当記事では、太陽光発電と家庭用蓄電池の導入によるメリット・デメリットを紹介し、あなたにとって必要な設備をわかりやすく解説します。また、事前に確認したい注意点などもお伝えするので、蓄電池の選び方を知りたい人も参考にしてください。
目次
太陽光発電における蓄電池とは?
蓄電池とは、電気を貯蔵する装置であり、太陽光パネルで発電した電気を溜めて必要なときに利用できます。
そのため、蓄電池は太陽光発電システムと組み合わせることで、電気代の削減や非常時の電力確保に役立ちます。
本章では、蓄電池における充放電の仕組みや種類について詳しく解説していきます。
太陽光発電の電気を充放電する仕組み
実際に蓄電池を利用するためには、併せて以下の設備が必要です。- 蓄電池用パワーコンディショナ:蓄電池に充電した電気を交流電気に変換する
- 制御システム:充放電のタイミング・電力量を管理する
上記を設置することで、太陽光パネルで発電した電力のうち、家庭で使用しきれない余剰分を蓄電池に充電します。制御システムの設定を変更すれば、家庭で使用せず充電を優先させることも可能です。
天気の悪い日や夜間など、発電量が少ない時間帯になると、蓄電池から電力を放電して家庭内に供給します。放電する電力量は、電力需要に応じて制御システムが自動で管理してくれます。
この仕組みにより、太陽光発電の電気を時間帯に関係なく利用可能です。
また、蓄電池によっては、電気料金が安い時間帯に充電し、電気料金が高くなる時間帯に放電することで、できる限り料金を安くできる種類もあります。
家庭用蓄電池の種類は小型化できるリチウムイオンが主流
家庭用蓄電池には、以下の3種類から選べます。住宅向け太陽光発電用の蓄電池の種類
- リチウムイオン電池 小型化・高密度化が可能なため、太陽光発電だけでなくスマートフォンやEVなどにも利用されている。
- ニッケル水素電池 過充電・過放電に強く、急速充放電が可能で、主に家庭用電化製品やハイブリッド車に用いられている。
- 鉛電池 過充電に強く広い温度範囲で動作することから、家庭用・産業用関係なくさまざまな用途で使われる。
上記のなかで、家庭用蓄電池の主流はリチウムイオン電池です。
リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、同じ充電容量に対して他の蓄電池よりも小型化できることから、設置スペースが限られる住宅に向いています。
また、充放電できる回数も他の蓄電池より多いため、寿命が長くコストパフォーマンスにも優れています。
以下に、それぞれの違いをまとめました。
寿命 | サイズ | 価格 | |
---|---|---|---|
リチウムイオン電池 | ◎ | ◎ | △ |
ニッケル水素電池 | △ | ◯ | ◯ |
鉛電池 | ◯ | △ | ◎ |
各電池を比較して相対的な性能評価を出しています。
以上より、太陽光発電用の蓄電池を導入するときは、リチウムイオン電池から選ぶのがおすすめです。
電力市場を踏まえた家庭用蓄電池の将来性
家庭用蓄電池の需要は、今後さらに拡大すると予測されています。その理由は、電力自由化やFIT制度による再生可能エネルギーの普及に伴い、家庭での電力管理の重要性が高まっているためです。2014年の定置用蓄電池の出荷台数は約2.4万台でしたが、10年後の2023年は16.2万台と約8倍まで伸びており(※1)、2030年には22.7万台になると予測されています(※2)。
※1:JEMA「蓄電システム自主統計」P-1 ※2:JEMA「蓄電システムビジョン(Ver.7)」P-8
また、蓄電池の性能も向上することが期待されており、従来のリチウムイオン電池に置き換わる新たな蓄電池の開発が進んでいます。
例えば、理論上のエネルギー密度が従来のリチウムイオン電池の5倍以上とされている「リチウム硫黄電池」が開発中です(※3)。
みずほ情報総研レポート「蓄電池技術はどこに向かうのか?」P-15
政府においても再生可能エネルギーの普及に伴う蓄電池の補助金制度を推進しており、導入負担が軽くなるように工夫されています。そのため、蓄電池は今後も普及が拡大されると予測されます。
太陽光発電と併用するメリット
太陽光発電と蓄電池を併用すると、経済的な面だけでなく環境的な面でも利点があります。本章では、太陽光発電と蓄電池を併用する具体的な4つのメリットを紹介します。
太陽光発電と蓄電池を併用する4つのメリット
メリット①電気代を節約できる
太陽光発電と蓄電池を併用する最大のメリットは、電気代を節約できることです。蓄電池は、日中に太陽光で発電した電力を蓄え、夜間や天候が悪い日にも利用できます。
これにより、太陽光発電の自家消費率が上がり、電力会社から購入する電力量が少なくなるので、太陽光発電システムだけを設置したときと比較して電気代の節約効果が上がります。
日中に電気をあまり使用せず、夜間に電気を多く利用する人は、太陽光発電と蓄電池のセット購入をおすすめします。
メリット②夜間や停電時でも電気の使用が可能
太陽光発電と蓄電池を同時に導入すれば、夜間や災害時に停電しても電気を安定的に供給することが可能です。特に、災害時や緊急時に電力が使えることは、大きなメリットでしょう。電化製品の消費電力を考慮しても、太陽光発電と蓄電池をセットで導入すれば、仮に電力供給が止まっても最低限の生活が送れる可能性は高いです。
- 5kWhの蓄電池で利用可能な電化製品
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電化製品 消費電力 使用時間 使用電力量 冷蔵庫 200W 12時間 2.4kWh LED照明 20W×5個 12時間 1.2kWh スマートフォン充電 10W×4個 2時間 0.08kWh 洗濯機 200W 1時間 0.2kWh 電子レンジ 1400W 30分 0.7kWh 液晶テレビ 50W 3時間 0.15hWh 合計 4.73kWh
実際、2016年に発生した熊本地震では、蓄電池を設置した家庭で3日3晩電気を使い続けられたことが報告されています(※)。
※出典:家電Watch「熊本地震でプチ避難所に。停電時に3日3晩電気が使えたパナソニックの蓄電システムとは」
太陽光発電と蓄電池の併用は単なる節電対策に留まらず、万が一の備えとしての役割を果たします。災害大国の日本において、太陽光発電システムの価値は今後さらに高まっていくでしょう。
メリット③発電した電気の使い道が広がる
太陽光発電だけを導入した場合、昼間は太陽光発電の電気を使用できますが、余った電気は売電することになります。売電目的で太陽光発電を導入していれば問題ありませんが、自家消費を目的とした場合は、蓄電池がないと太陽光発電の電気を効率よく使えません。
そこで蓄電池を導入すれば、余った電気を売電するか充電するか自由に選ぶことが可能です。自家消費率を高めたければ充電し、売電したければ充電せずにそのまま売電できます。
つまり、ご家庭のライフスタイルに合わせて、自宅で発電した電気の使い道を自由に選べるということ。恩恵を最大限に受けたいなら、太陽光発電と蓄電池をセットで導入するのがおすすめです。
メリット④卒FIT後でも自家消費で無駄なく電気を使える
最後に紹介するメリットは、卒fit後にも自家消費で無駄なく電気を使えることです。FIT制度とは、「固定価格買取制度」のことで、再生可能エネルギーで発電した電気を電力会社が固定価格で買い取ることを国が約束する制度です。
この制度は容量10kW未満の太陽光発電の場合、10年間有効です。つまり、太陽光発電を設置したときから10年間は1kWあたりの価格が変わらずに売電できます。
- 売電価格の推移
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2012年 42円/kWh 2013年 38円/kWh 2014年 37円/kWh 2015年 33円~35円/kWh 2016年 31円~33円/kWh 2017年 28~30円/kWh 2018年 26~28円/kWh 2019年 24~26円/kWh 2020年 21円/kWh 2021年 19円/kWh 2022年 17円/kWh 2023年 16円/kWh
太陽光発電の設置から10年間が経過し、FIT制度(固定価格買取制度)が適用されなくなる卒FITになると、基本的に売電価格は下がります。
卒FIT後の平均売電単価は10円/kWhと言われており、FIT制度の2024年度における売電単価は16円/kWhなので、売電収入は約2/3になることが考えられます。
しかし、太陽光発電と蓄電池を同時に設置しておけば、自家消費率が高まることで卒FIT後の経済的な損失をなるべく小さくできるでしょう。
数年以内にFIT制度(固定価格買取制度)の適用が終わり、売電のメリットが小さくなる人は、自宅の太陽光発電システムに家庭用蓄電池の導入をおすすめします。
やめたほうがいい?蓄電池のデメリット
前章では、太陽光発電と蓄電池を併用するメリットを解説しました。ここでは、蓄電池を設置するデメリットについて触れていきます。
蓄電池を設置する4つのデメリット
デメリット①初期費用が高くなる
太陽光発電と蓄電池を同時に導入する最大のデメリットは、初期費用が高額になることです。蓄電池の価格は容量や性能によって異なりますが、一般的には数十万円から百万円以上の費用がかかります。初期費用が高額になると、導入に抵抗を感じるかもしれません。しかし、政府や自治体からの補助金制度を活用すれば、初期費用の負担が軽くなります。
例えば、政府が実施している「ZEH補助金」では、蓄電システムの設置費用に対して、最大20万円の補助金が受け取れます(※)。
※出典:環境共創イニシアチブ「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス補助事業」
他にも、一時的な費用負担を軽くする意味ではソーラーローンの利用も可能です。太陽光発電の補助金を併用し、長期的に見れば初期費用の回収ができると思っても、初期費用の負担があると購入に踏み出せない人も多いはず。
そんな人はソーラーローンを利用して太陽光発電の導入を検討してみると良いでしょう。
デメリット②消費電力が蓄電量を上回る場合がある
蓄電池は容量に限りがあり、太陽光発電の発電量が低下する夜間や朝方の消費電力が蓄電量を上回る場合があります。冷蔵庫や照明など最低限の電力需要はまかなえますが、エアコンや電子レンジなど使用する家電製品が増えると、蓄電池の電力では足りなくなり、電力の購入が必要です。
例えば、4人家族で1日に15kWhの電力を消費している場合、日中と夜間の消費電力は同じだと仮定すると、消費電力をすべてまかなうには単純計算で7.5kWhの蓄電池を導入する必要があります。
そのため、ご家庭の電力消費パターンを把握し、必要な容量を見極めることが重要です。適切な容量を選べば、電力会社から購入する電力量を最低限に抑えられるでしょう。
デメリット③設置スペースの確保が必要
蓄電池の設置には一定のスペースが必要です。特に都市部の住宅やマンションといった狭小地だと、設置スペースの確保が難しい可能性が高くなります。蓄電池は容量にもよりますが、一般的にエアコンの室外機ほどの大きさで、設置場所の確保が必要です。
SHARP蓄電池の寸法(8.4kWh)
- 幅×奥行×高さ:700×360×605mm
もし十分な設置スペースが確保できないと、小さい容量の蓄電池を導入せざるを得ません。場合によっては、蓄電池の導入ができない可能性もあります。
しかし、メーカーによっては同じ容量でも、屋内用やサイズが比較的小さい蓄電池を販売しています。もし屋外の設置スペースを確保できなくても、ご自宅の環境に合った蓄電池を選べることもあるので、業者に相談してみると良いでしょう。
デメリット④寿命がある
蓄電池のデメリットとして寿命が存在し、一定期間使用すると性能が低下することがあげられます。性能が低下すると使用できる電力量が減ってしまいます。蓄電池の寿命は、充放電の回数を指す「充放電サイクル」で寿命が計算されており、目安は6,000~12,000サイクル、年数に換算すると15~30年程度です。
ただし、蓄電池の寿命は使用する頻度や使用環境で変動します。例えば、過度な充放電を繰り返したり高温多湿の環境で使用したりすると、想定寿命よりも短くなる可能性があります。
逆に適切な環境で負担をかけずに使用し続ければ、寿命の低下をできる限り小さくすることが可能です。
蓄電池を設置する際は、デメリットも把握したうえでの導入を検討しましょう。
蓄電池の選ぶポイント・注意点へ移動する
後付けよりも同時設置がおすすめ
蓄電池は、太陽光発電に後付けすることも可能ですが、同時設置がおすすめです。太陽光発電と蓄電池を同時に設置すれば、工事費用の削減やシステム全体の効率化が期待できます。
太陽光発電システムと蓄電池を別々に設置する場合、それぞれの工事費用が発生します。同時に設置すれば、1度の工事で太陽光発電と蓄電池を設置できるので、工事費を節約することが可能です。
また、太陽光発電システムと蓄電池を使用するには、直流電力と交流電力を変換する「パワーコンディショナ」が必要です。太陽光発電と蓄電池を同時に導入すれば、どちらにも対応したハイブリット型のパワーコンディショナが設置できます。
もし蓄電池を後付けした場合、太陽光発電用と蓄電池用のパワーコンディショナをそれぞれ購入しないといけません。つまり、太陽光発電と蓄電池を同時に設置すれば、パワーコンディショナ1台分の購入費用が節約でき、総額費用負担を軽くすることが可能です。蓄電池の設置を検討している方は、後付けではなく太陽光発電とセットで購入すると良いでしょう。
設置費用と維持費用の相場
蓄電池の導入を検討する際、設置費用と維持費用は気になるポイントでしょう。本章では、蓄電池の費用に関する主なポイントを紹介します。
蓄電池の費用に関するポイント
設置費用の相場は1kWあたり11.7万円
蓄電池の設置費用は、一般的に1kWあたり約11.7万円が相場です(※)。例えば、5kWhの蓄電池を導入する場合、約58.5万円の費用が見込まれます。※出典:三菱総合研究所「定置用蓄電システムの普及拡大策の検討に向けた調査」P-41
ただし、この価格は目安であり、実際の費用は販売店や地域によって大きく変動します。価格変動の要因としては、以下のようなものが挙げられます
- メーカーや製品の種類
- 容量
- 購入する販売店
特に、購入する販売店によっては、同じ蓄電池でも購入価格が変動することを知っておきましょう。
維持費用は太陽光発電のメンテナンス費に含まれることが多い
蓄電池のメンテナンスは外部の汚れ等を拭き取る清掃程度であり、メンテナンス費用はほとんどかかりません。そのため、蓄電池の導入後にかかる費用は、太陽光発電システムのメンテナンス費用に含まれると考えて良いでしょう。一般的に、太陽光発電システムの年間メンテナンス費用は1kWhあたり5,800円です。
※出典:資源エネルギー庁「太陽光発電について」P-39
また、ほとんどのメーカーは、10年間から15年間の保証を設けています。保証期間中にメーカー規定の充電容量を下回ると、無償でメンテナンスを受けることも可能です。
そのため、太陽光発電と蓄電池を同時に導入すれば、太陽光発電の維持費用のみ考慮すれば問題ないでしょう。
設置費用の負担は補助金制度で軽くなる
蓄電池の設置費用負担を軽くするには、政府や地方自治体が提供する補助金制度を活用することがおすすめです。補助金制度を利用することで、設置費用の負担を軽くできます。蓄電池に関連する補助金制度 | |
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制度名 | 補助金額 |
ZEH支援事業 |
ZEH住宅に対する補助金:最大125万円 蓄電池を設置すると最大20万円上乗せ |
子育てエコホーム支援事業 | 64,000円 |
DR補助金 | 3.7万円/kWhもしくは設置費用の1/3 |
※国土交通省「子育てエコホーム支援事業」
※一般社団法人環境共創イニシアチブ「家庭・業務産業用蓄電システム導入支援事業」
補助金を受け取るには、各補助金制度の予算がなくなる前に申請する必要があります。そのため、蓄電池を導入する前に利用できる補助金制度の申請状況を確認しておきましょう。
元は取れる?電気代のシミュレーション
ここまで、太陽光発電と蓄電池を併用するメリット・デメリット、設置費用の価格相場について解説しました。
とはいえ、高額な費用をかけて設置した蓄電池でどのくらい電気代が削減できるか気になりますよね。
そこで本章では、実際に太陽光発電システムを導入した場合の電気代をシミュレーションしていきます。
想定パターン
- 3人家族
- 月の電気使用量:350kWh(1日の電気使用量:11.3kWh)
- 月の電気代:11,000円(基本料:1,100円)
- 導入設備:太陽光パネル、蓄電池
実質電気代 ※売電収入を含めた電気代 |
総電気代 | 売電収入 |
---|---|---|
3,072円 | 4,213円 | 1,141円 |
元々の電気代や天候などに左右されますが、一般的に太陽光パネルのみの設置で1~2割、蓄電池の併用で6~7割ほど月々の電気代が削減できます。
より詳細に電気代の節約シミュレーションが知りたい人は下記を参考にしてください。
家庭用蓄電池を選ぶポイント・注意点
家庭用蓄電池を選ぶ際には、いくつかの重要なポイントと注意点があります。ご家庭に適切な蓄電池が導入できれば、太陽光発電の満足度を高められます。
用途に適した仕様を選ぶ
蓄電池の選択では、まずご家庭の用途に適した仕様を選びましょう。具体的には、以下の2種類を選んでいきます。電気の負荷タイプ
- 全負荷型 家全体の電力をバックアップできる蓄電池。停電時にも通常通りの電力使用が可能だが、その分容量を大きくする必要がある。
- 特定負荷型 特定の電気機器のみをバックアップする蓄電池。使用できる電気機器が限られるものの、必要最低限の容量で導入できるので、設置費用を抑えられる。
パワーコンディショナのタイプ
- 単機能型 蓄電池のみ機能するパワーコンディショナ。太陽光発電と併用する場合は、太陽光発電用のパワーコンディショナが別途必要になるため、基本的に後付け向けとなる。
- ハイブリッド型 1台で太陽光発電と蓄電池を同時に接続できるパワーコンディショナ。単機能型より価格は高くなるものの、個別でパワーコンディショナを用意する必要がなくなり、かつ変換効率が高められる。
例えば、停電対策が主な目的の場合は、全負荷型を選ぶことで、停電時にも家全体の電力をまかなえます。電気代削減が主な目的の場合は、ハイブリッド型を選ぶことで、より効率的な運用が可能です。
用途に適した蓄電池の仕様を選ぶことで、導入効果を最大化し、満足度の高い太陽光発電システムを構築できます。ご家庭のニーズや生活スタイルを踏まえて、どの仕様の蓄電池を導入するか決めておきましょう。
太陽光パネルの出力に合った充電容量を選ぶ
次に、蓄電池の容量を決めていきます。具体的には、太陽光パネルの容量に合わせるのがおすすめです。太陽光パネルの出力が蓄電池の充電容量を大きく上回る場合、すべての余剰電力が充電できない場合があります。逆に蓄電池の容量が太陽光パネルの出力に対して過大な場合、容量が余るので設置費用に対する費用対効果が下がります。
また、自家消費に回す電力量によっても適切な蓄電池の容量が変わります。
もしご家庭に合った蓄電池の容量が知りたい場合は、信頼できる販売会社に相談するのがおすすめです。太陽光発電の容量やご家庭のライフスタイルを踏まえて、細かく見積もりしてくれます。
太陽光パネルの出力に合った蓄電池の容量が選べると、より効率的に太陽光発電を運用できるでしょう。
充放電サイクルが長い蓄電池を選ぶ
蓄電池の寿命は充放電サイクル数で表されることが多く、この数値が大きいほど長期間使用できます。充放電サイクルが長い蓄電池を選ぶことで、交換頻度を減らし、長期的な費用を抑えられます。現在、蓄電池の主流はリチウムイオン電池で、充電サイクルは10,000回から15,000回が一般的です。1日1サイクルで使用する場合、5,000回の差は約14年となるので、充電サイクルの長さは設置費用に対する費用対効果に大きく影響します。
そのため、充電サイクルが他メーカーよりも比較的長い蓄電池を選ぶのがおすすめです。
住宅に設置できるサイズを選ぶ
性能に関する選び方だけでなく、実際に設置できるスペースを検討することも重要です。導入したい蓄電池を見つけたとしても、自宅に十分なスペースがなかったら、同じメーカーでも容量を小さくしたり他メーカーの蓄電池を選んだりしないといけません。
蓄電池の設置場所は、単純に設置できるスペース以外にも、下記の要素を満たす必要があります。
- 重量に耐えられる場所であること
- 換気が十分に行える場所であること
- 直射日光や雨風を避けられる場所であること
- メンテナンス時に人が入れる余裕があること
上記の要素を満たしていない環境に蓄電池を設置すると、性能が落ちて寿命が短くなる可能性があります。
もし十分なスペースが確保できない場合は、同じ容量に対して屋内用や小型化された蓄電池を選びましょう。
保証内容・期間が充実したメーカーを選ぶ
蓄電池は長期間使用する製品であるため、メーカーの保証内容や保証期間も重要な要素です。充実した保証があれば、万が一故障しても費用をかけずに修理してもらえる場合があります。蓄電池の保証期間は10年から15年が一般的です。ただし、同じ保証期間でも具体的な保証内容は、各メーカーで異なります。
保証内容のなかで、具体的には下記に着目しましょう。
- 無償修理・交換の条件
- 保証期間に対する容量維持率
- 保証期間終了後のサポート体制
上記のなかでも、2番目は特に確認すべき項目です。容量維持率とは、蓄電池の容量がどれくらい低下しているかを指します。例えば、保証期間が10年で容量維持率が90%の場合、10年以内に容量維持率が90%を下回ると保証対象となります。
ちなみに、保証対象となる容量維持率の基準が高いほど、それだけ蓄電池の性能に自信があると考えられます。
保証内容と保証期間が充実したメーカーの蓄電池を選べば、運用中の修理や故障による出費を防げるため、設置費用に対する費用対効果が高くなるでしょう。
まとめとよくある質問
当記事で紹介した通り、太陽光発電システムに家庭用蓄電池を導入することには、以下のメリット・デメリットがあります。
太陽光発電と蓄電池を併用する4つのメリット
蓄電池を設置する4つのデメリット
しかし、太陽光発電と家庭用蓄電池を併用するメリットは、自宅の状況によって異なり、場合によってはデメリットが大きくなることもあります。
そのため、蓄電池の導入を検討する方は、まず信頼できる販売会社で専門家に相談し、自宅の状況に合わせた話を聞いてみましょう。
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以下では、太陽光発電と家庭用蓄電池についてのよくある質問に回答します。
蓄電池は太陽光発電システムに導入すべき?
結論として、蓄電池の必要性は電気の利用状況や蓄電した電気の利用用途によって変わります。夜間の電気使用量が多い人や災害時の備えが欲しい人は、家庭用蓄電池を設置すると良いでしょう。一方、夜にさほど電気を使用しない人や災害時の備えは必要ないという方は、蓄電池のメリットを最大限活かせない可能性があります。そのため、まずは可能な限り自宅の把握をしましょう。
月々の電気代や電力の消費が多い時間帯などを把握した上で判断する必要があります。
太陽光の蓄電池では元が取れない?
太陽光システムと家庭用蓄電池の導入で元が取れるかどうかは人により異なります。補助金制度の活用や、初期費用だけではわからないメンテナンス費用など、さまざまな要素が関係するためです。ご自身が導入した場合に元が取れるかより正確に知りたい方は、見積もりサイトではなく、信頼できる販売会社で太陽光発電の専門家に相談するのがおすすめです。
相談自体は無料で、長期的に費用対効果がどうかも詳しく聞けるのでぜひご活用ください。
無料相談の詳細を見る
以上、よくある質問でした。