蓄電池の基礎知識

蓄電池とは

蓄電池はバッテリーの大分類の中でも、一次電池、二次電池、燃料電池の中の二次電池にあたります。
蓄電池と二次電池は同義語です。
蓄電池は充電すれば、何度も繰り返し利用できるものをさします。（ただし、寿命はあります）
その中にも材質別にいろんな電池に分かれており、一般的には、「家庭用蓄電池」というと、リチウムイオン蓄電池の事をさします。
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蓄電池の種類と特徴

リチウムイオン蓄電池はエネルギー密度は鉛の約3.42倍であり、スペースが限られた場所への設置に向いています。
またコストで見た際には、鉛蓄電池が5万円/kWhと安く、寿命に関してもサイクル数において優れていることがわかります。
安全性について注意しなければならないポイントとして、リチウムイオン電池は40℃以上の場所への設置は不可であるポイントを抑えておく必要があります。

　現在、実用化されている蓄電池としては、ＮＡＳ電池（日本ガイシ）、ニッケル水素電池（ＦＤＫ（富士通系）、川崎重工等）、リチウムイオン電池（パナソニック、ソニー、日立マクセル、ＮＥＣ、東芝、ＧＳユアサ等）、鉛蓄電池（パナソニック、ＧＳユアサ等）等があり、実証中のものとしては、レドックスフロー電池（住友電気工業）がある。

引用：平成24年7月経済産業省蓄電池戦略プロジェクト参考資料１

『ｋＷ』と『ｋＷｈ』の違い

蓄電池容量とは、バッテリーの容量を指します（kWhで表記）。貯水槽でいうとタンクの大きさをさします。
出力とはバッテリーから瞬間的に取り出すことができるパワーです（W、kWと表記）。
貯水槽でいうと蛇口からでる水量をさします。
蓄電池容量の説明図
【例】蓄電池容量が8kWhで、出力が１ｋＷの場合

使用可能	・冷蔵庫　200W～　・洗濯機　500W～　・炊飯器　400W～・液晶TV　150W～　・プラズマTV　240W～　・扇風機　34W～
使用不可	・電磁調理器　1200W　・トースター　1200W　・エアコン　1500W ・電子レンジ　1300W　・ドライヤー　1300W　・ＩＨクッキングヒーター

容量について

蓄電池の容量は、選択した機器を使える時間に関わってきます。
携帯電話やノートパソコンにおいて、バッテリー容量の大きいものが長く使えるのと同じで、家庭用の蓄電池も、容量が大きいほうが長く使えます。
ただし、当然ながら使用する機器の消費電力が大きいと、使える時間も短くなるので注意が必要です。

メーカー	型　番	蓄電池容量（カタログ公称数値）	外　観
京セラ	EGS-LM72BⅡ	7.2kWh
ＮＥＣ	ESS-H-002006B	5.53kWh
東芝ライテック	ENG-B6630A1-N1	6.6kWh
シャープ(株)	JH-WB1401	4.8kWh
フォーアールエナジー(株)	EHB-240A020	12.0kWh
パナソニック(株)	LJ-SF50AK	5.0kWh

蓄電池の補助金について

蓄電池の設置にはＳｉｉ（一般社団法人環境共創イニシアチブ）より補助金が交付されます。

補助金の申請手続きは、唐木電設が代行をしております！
※平成26度補正予算は平成27年6月12日に終了しました

補助対象機器	「量産型登録蓄電システム」と「大型カスタム蓄電システム」の2種類を補助対象とします。①量産型登録蓄電システム補助対象機器の公募により機器製造事業者等から申請を受け、SIIに補助対象機器として認められ、あらかじめ登録される蓄電システム ②大型カスタム蓄電システム単電池の定格容量×セル数が4800Ah・セル以上で、蓄電システム製造前に蓄電システムの使用者（所有者）と、蓄電システムを提供する機器製造事業者等の間で仕様に関して書面による合意が存在する蓄電システム
補助対象者	個人（個人事業主含む）または法人
補助額（補助率）	蓄電システムの購入価格と蓄電システム毎に定められた目標価格との差額の2／3以内
設置場所毎の補助上限額	【個人・法人】1住宅あたり上限100万円　　【法人】1事業所あたり上限1億円
補助金申請手順	『交付申請』と『実績報告』の2段階です。補助対象機器に関わる購入契約後、かつ設置前に「補助金交付申請書」をSIIへ提出し、SIIから「交付決定通知書」を受領。実績報告：補助対象機器の設置・引き渡しの完了、及び補助対象費用の支払いが完了した後、「補助事業実績報告書兼取得財産等明細表」をSIIへ提出し、SIIから「補助金の額の確定通知書」を受領してください。
申請受付期間	（1）交付申請受付期間：平成27年3月30日（月）～平成27年12月28日（月）郵便私書箱必着 ※交付申請の補助申請金額の合計額が予算額に達した場合、申請受付期間内であっても交付申請の受付を終了します。（2）実績報告受付期間：平成27年3月30日（月）～平成28年1月29日（金）郵便私書箱必着
補助事業費総額	130億円

平成26年度補正予算定置用リチウムイオン蓄電池導入支援事業

蓄電池の価格

定置用蓄電池の価格は、10～30万円/kWh

定置用蓄電池の価格は、10～30万円/kWhといわれています。しかし、実際の家庭用蓄電池の場合、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（ダブル発電にならないように放電をする）などの機能が搭載されているため、それよりも高価になっています。
家庭用の蓄電池だけでなく、電気自動車や携帯電話なども含む様々な家電機器でのリチウムイオン蓄電池の普及が進むにつれて、量産効果が出るため、価格は下落していく見通しです。

蓄電池はいつ買っても実質価格は変わりません。

市場の成長とともに蓄電池の価格は下落していきます。価格の下落に伴って補助額も下落するので、いつ設置しても実質価格は同じになるように設計されています。
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メーカー別オープン価格（税抜）

京セラ（7.2kWh）　240万円
ＮＥＣ（5.53kWh）　240万円
東芝ライテック（6.6kWh）　270万円
シャープ（4.8kWh）　180万円
フォーアールエナジー（12kWh）　335万円
パナソニック（5kWh）　99.8万円

導入にかかる費用・価格

蓄電池の導入には、本体価格だけでなく、設置の工事にも費用がかかってきます。
工事のおおまかな流れは、「基礎の作成」⇒「搬入・設置」⇒「配線つなぎこみ」になるので、約１日～２日で完了します。

【設置工事にかかる費用】

基礎エコベース設置工事
蓄電池機器搬入
蓄電ユニット固定作業
屋外配線工事
蓄電池配線接続工事
蓄電池分電盤配線工事
リモコン設置工事

経済メリットについて

中部電力Ｅライフプラン蓄電池導入による経済メリット（光熱費削減効果）は、①深夜電力を活用したメリット②太陽光発電売電量増加のメリット（ダブル発電による売電単価下落デメリット）があります。
①深夜電力活用メリット
単価の安い深夜電力を貯め、単価の高い昼間に放電・使用することで、電力単価差分のメリットが出ます。
そのためには、当然ですが、電力プランの変更が必要となります。
中部電力では、「Ｅライフプラン（３時間帯別電灯）」あるいは「時間帯別電灯」、「ピークシフト電灯」への変更が必要です。
②太陽光発電売電量増加メリット
蓄電池に貯めた深夜電力を昼間に放電し、家庭で使用する電力をまかなうことによって、太陽光発電の余剰電力の売電量を増やし、売電金額を増加させます。
「押し上げ効果」とも言われます。
ただし、基本的にはダブル発電とみなされ、売電単価が下がってしますので、昼間の電気使用量の多い家庭では、ダブル発電になっても売電量が増える方がお得ですが、昼間の電気使用量が少ない家庭では、ダブル発電にならない機種の方がお得になります。

環境メリット

蓄電池で経済メリットを求めるのではなく、環境メリットを求める事もできます。
太陽光発電で作った電気を蓄電池に貯め、家庭で使用すれば、電力会社から購入する電力量を減らせます。
電力会社は、火力発電を中心に電気をつくっていますので、太陽光発電で作った電気を使用することで、CO2の排出量を減らす事ができます。

火力発電依存と環境への悪影響

火力発電はCO2を多く発生させますが、その原因である火力発電への依存の割合は日本ではどうでしょうか？日本は電力のおよそ９０％を火力発電に頼っています。
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CO2排出量比較

電力のおよそ９０％を占める火力発電と、太陽光発電で電気を作るのではCO2排出量がどう違うのでしょうか？
再生可能エネルギーは、ほぼCO2を排出しません。
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火力発電に頼らない生活へシフトしていくためには、何をしなければいけないでしょうか？まず必要なのはご自宅から実際どのくらいCO2を排出しているのか知る事です。
太陽光で創った電気を蓄えて、自宅で使う「自家消費」が最も環境に配慮した生活なんです。

中部電力の場合、CO2排出係数は「0.513kg-CO2/kWh（調整後排出係数）」なので、毎日4kWh分を蓄電池で充放電すれば、0.513×120kWh＝61.56kg のCO２の排出量を削減できます。
杉一本が年間で吸収する二酸化炭素量がおよそ14kgなので、一ヶ月で杉4本分のCO2排出量削減になります。

非常時の備えとして

予測できない自然災害

日本では、過去5年間で甚大な被害をもたらした自然災害がいくつも発生しています。日本に住み続ける限り、自然災害への備えが必要です。
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蓄電池の導入により、以下のような太陽光発電の弱点を補うことができ、非常時の対策がより万全なものになります。

【太陽光発電の弱点①】天候に左右される

太陽光発電のみだと天候に左右される

【太陽光発電の弱点②】夜間の電気使用ができない

夜間停電時、蓄電池があれば電気が使える
太陽光発電のみの場合、太陽の光があるときは発電しますが、夜間・雨の日など実際に電気を使用したいときには電気が使えません。
太陽光発電＋蓄電システムなら、昼間に太陽光発電で発電した電気を、蓄電システムへ貯めることで夜間でも電気を使用することが可能です。

蓄電池の設置場所、大きさ・重さについて

蓄電池の設置場所について

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。
屋外設置であれば、「直射日光が当たらないこと」、「熱がこもりにくい・高温多湿でないこと（積雪も含む）」や「広い設置場所」、「重塩害地域でないこと」という条件を満たさなければなりません。これらに該当する場合、専用モデルの蓄電池に制約されたり、追加の工事が必要になります。
屋内設置であれば、「分電盤に近いこと」や「使用したい機器に近いこと」という条件があります。
蓄電池の大きさについて

目安としては、
屋内型：エアコンの室外機一つより一回り大きいくらい
屋外型：エアコンの室外機二つより一回り大きいくらい
となります。
設置工事の作業スペースも必要なので、設置したい場所にはこれよりも広い空間が必要となります。
また、それだけではなく、搬入経路にも80cm程度の幅が必要となります。この目安は、「自転車を押して通れる幅」です。
蓄電池の重さについて

各製品によって変わりますが、70kg程度～250kg程度になります。
屋外設置であれば基礎を作りますので、問題ありませんが、屋内設置の場合、重さにも気を付けなければなりません。

メーカー	型　番	外　観	サイズ	重量	設置場所
京セラ	EGS-LM72BⅡ		W900D345H1250	200kg	屋外
ＮＥＣ	ESS-H-002006B		W980D310H1065	173kg	屋外
東芝ライテック	ENG-B6630A1-N1		W780D300H1000	138kg	屋外
シャープ(株)	JH-WB1401		W650D360H705	120kg	屋外
フォーアールエナジー(株)	EHB-240A020		W1100D310H1050	250kg	屋外
パナソニック(株)	LJ-SF50AK		W250D392H649	67kg	屋内

蓄電池のメンテナンス、運転音・騒音

蓄電池のメンテナンスについて

蓄電池を使用する中での、日常的なメンテナンスはほとんどありません。
表面の清掃と、通気口のほこり取り（フィルターの掃除）くらいです。
それというのも、蓄電池の内部は高電圧になっているので、専門の技術者でないと、分解・修理は非常に危険だからです。
異音や異臭（焦げた臭い）などは、すぐに販売店に相談しなけれなりません。
蓄電池の騒音について

蓄電池は電子機器なので、運転時には運転音が発生します。
その大きさについては、各社ともに約35～40dB以下です。
これは、「静かな図書館」並みの騒音値であり、エアコンの室外機よりも静かであるため、日常生活で過敏に気にする必要はありません。
しかし、屋内に設置する場合は、寝室など、騒音に敏感になる場所をさけて設置しなければなりません。

音の大きさの目安

スマートハウス

スマートハウスとは、以下の4つの機能を兼ね揃えた、次世代型の家です。
創エネ：太陽光発電でエネルギー（電気）を創る
蓄エネ：蓄電池でエネルギー（電気）を蓄える
省エネ：エコキュートなどでエネルギー使用を効率化
見える化：HEMSでエネルギーの発電量・使用量、買電量・売電量を見える化し、かしこくコントロール

これらは、「Echonet-Lite」という共通の通信規格を持っていることで、HEMSでの一括した見える化が出来ます。
例えば東芝の場合、冷蔵庫やエアコン、洗濯機も対応しています。
さらに今後、家電だけでなく水道メーターやガスメーターもが「Echonet-Lite」に対応していくことで、水道やガスもHEMSでの見える化ができるようになります。

蓄電池の賢い使い方

蓄電池の機能

停電時自動電力切り替え装置

停電時により電力会社からの電力供給が途切れた場合にも、一定時間停電することなく電力を供給し続ける機能のこと。
宅内配電接続

蓄電池の種類によって電気工事を行い、宅内のコンセントに電力を供給できるタイプと、工事は必要ないが、蓄電池本体のコンセントに差さなければならないタイプの2タイプがある。
充放電コントロールシステム

貯める・使うを時間帯に合わせて自動的に切り替えてくれるシステム。この機能がついていない蓄電池は、コンセント付きの大きな電池のようなものである。
リチウム　OR　鉛

蓄電池は、私用している素材によって特徴が異なる。現在発売されているものの多くは、リチウムを素材としたものと、鉛を素材にしたものの2種類がメインである。エネルギー密度に関してはリチウムが高いので省スペースにて設置が可能となる。
太陽光発電への接続

太陽光発電装置で発生させた電気を蓄電池に貯めるには、太陽光発電装置との接続が可能かどうか確認する必要がある。

蓄電池のモード設定

蓄電池の充放電の制御は、専用のリモコンからのモード設定で、簡単に行うことができます。
各メーカー・機種によって、様々なモードがあります。
たとえば京セラの蓄電池（TypeA）を見てみると、
【京セラ　TypeA】

太陽光売電優先モード

太陽光発電システムの運転スタートと同時に、蓄電池から放電を開始。日中の消費電力を蓄電池でカバーすることで、売電量を大きくアップするモードです。
太陽光充電モード

太陽光発電の電気で蓄電池を充電し、夜間電力をまかなうことで、購入電力量ゼロを目指せます。
ピークカットモード

電力会社からの購入電力量の上限を設定でき、超過分を蓄電池からの電力供給で補うモードです。
深夜電力活用モード

安い深夜電力で充電し、昼間の電気をまかなうことで、電気料金を節約できます。
強制充電モード

マニュアル操作（手動）によって、強制的に充電を行うモードです。
強制放電モード

マニュアル操作（手動）によって、強制的に放電を行うモードです。
残量設定

蓄電池内に残しておきたい電力量を設定できます。万一の停電時に備えることができます。※残量設定は共通の機能になります。

という6つのモードがあります。
ユーザーが求める機能を、リモコンからの操作だけで簡単に設定することができます。

押上効果・ダブル発電

太陽光発電で創った電気を自宅で使わずに、蓄電池の電気を使用することで売電量が増えることを「押し上げ効果」といいます。
蓄電池の機種によっては、押し上げ効果の選択の有無が異なります。選択できるのは、京セラ・東芝・ＮＥＣ等です。
押上効果・ダブル発電

停電時の放電

家庭用蓄電池には、停電時に自動的に放電する機能があります。
そのためには、停電時に使いたい灯かり・家電・電子機器を選択しておき、蓄電池を設置するときに、それらの配線に蓄電池をつなぎこむ必要があります。
このとき選んだ機器・配線が、「特定負荷」と呼ばれる方式です。
これに対し、そのような選択を行わないものを「一般負荷」方式といいます。
蓄電池の停電時の放電

寿命と経年劣化について

battery_basic11 蓄電池はその特性上、充放電を繰り返す度に充電可能な容量が減少していきます。これがいわゆる「経年劣化」です。携帯電話も、2年も使えば電池のもちが悪くなってくるのと同じです。したがって、厳密には、寿命というものはありません。
各メーカーで、10年間などの保証期間を設定していますが、「10年間初期充電容量の60％以上を維持」などの、劣化しても一定品質以上を保つという意味での保証になっています。
10年後に突然壊れるということはないので、安心してください。

メーカー	型　番	外　観	機器保証	容量保証
京セラ	EGS-LM72BⅡ		本体10年専用リモコンは2年	50％、10年
ＮＥＣ	ESS-H-002006B		工場出荷から14ヶ月	なし
東芝ライテック	ENG-B6630A1-N1		分電盤含め10年専用リモコンは2年	60％、10年
シャープ(株)	JH-WB1401		10年	60％、10年
フォーアールエナジー(株)	EHB-240A020		有償：ﾊﾞｯﾃﾘｰ10年・機器10年無償：ﾊﾞｯﾃﾘｰ5年・機器2年
パナソニック(株)	LJ-SF50AK		1年	60%、7年

ダブル発電による売電単価の下落

ダブル発電を選択すると、売電単価が下落しますので、要注意です。
蓄電池以外でダブル発電が適用されるものとしては、エネファームや電気自動車から住宅への給電などもあります。
なぜダブル発電の単価が低いのかと言うと、そもそも固定価格買取制度は「再生可能エネルギーで発電した電気」を買い取るための制度であり、「蓄電池に貯めた深夜電力」や「エネファームで作った電気」を買い取るための制度ではないからです。
ダブル発電が設定できる機種の蓄電池でも、事前の設定でそれを回避できますので、しっかりと確認してから設置しましょう。

	通常の売電単価（1kWhあたり）	ダブル発電の売電単価（1kWhあたり）
平成23年	42円	34円
平成24年	42円	34円
平成25年	38円	31円
平成26年	37円	30円
平成27年	出力制御対応機器設置義務なし　33円出力制御対応機器設置義務あり　35円	出力制御対応機器設置義務なし　27円出力制御対応機器設置義務あり　29円

※北海道電力・東北電力・北陸電力・中国電力・四国電力・九州電力・沖縄電力の需給制御に係る区域において、平成27年4月1日以降に接続契約申込が受領された発電設備は、出力制御対応機器の設置が義務付けられます。中部電力は設置義務なしです。

実際に使用できる容量

蓄電池はその特性上、カタログに記載されている容量全てを充放電することはできません。
その原因は、2つあります。

電力変換効率

太陽光発電で作る電気は直流ですが、商用電源や家庭内の電気は、すべて交流電流です。
しかし、リチウムイオン蓄電池は直流で充放電を行うので、交流からの充電・交流への放電の際に、それぞれ電力を変換しなければなりません。その変換効率がおよそ95％程度なので、充放電でそれぞれ5％分の損失があるのです。
これが、変換効率による電力損失です。
放電深度

放電深度とは、容量に対する放電量の割合であり、DOD(Depth of Discharge）とも呼ばれます。
この放電深度は、充放電を繰り返す蓄電池の劣化と密接にかかわっており、放電深度が深いほど劣化が進行していき、電池が大きなダメージを受けます。
そこで、家庭用蓄電池では、およそ70％に設定されています。

以上により、例えばカタログ値で10kWhと記載されていても実際に使用できる容量は、
10kWh　×　95％　×　70％　×　95％　＝6.32kWh
となってしまうので、注意が必要です。

蓄電池を廃棄する場合

蓄電池の廃棄リチウムイオンは燃えやすく、またショートにより発熱・発火する危険性があるので、ユーザーが廃棄する際は自らで分解したり、ゴミに出したりせず、販売店にご相談しなければなりません。
販売店・メーカーで回収した後は、一般社団法人電池工業会の元で、鉄・アルミ、コバルトなどを取り出し、リサイクルしています。