蓄電池の種類と選び方は?それぞれの特徴や選ぶ基準を解説

蓄電池の種類と選び方は?それぞれの特徴や選ぶ基準を解説

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蓄電池の種類と選び方は?それぞれの特徴や選ぶ基準を解説

蓄電池を設置すると、停電時や災害時にも電気を使用可能です。また、日常的には太陽光発電で作った電気を貯めたり、昼間に貯めた電気を夜に使ったりできます。この記事では、蓄電池の種類、選び方、選ぶ基準などを解説しています。蓄電池の導入を検討している人は、参考にしてください。


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蓄電池のおもな5つの種類

蓄電池にはどのような種類があるのでしょうか。5つのおもな蓄電池の特徴を解説します。


鉛蓄電池とは

初めて開発された蓄電池で、150年以上経っても使用されています。最も古いタイプの二次電池です。低価格で、安定した範囲で放電できます。ただし、完全に放電している状態からさらに放電する過放電が起こると、性能が低下するため注意が必要です。おもな用途は、自動車やオートバイのバッテリーや、非常用のバックアップ電源などです。


リチウムイオン(Li-ion)電池とは

小型で軽く、高い電圧を供給できるため、現在もっとも利用されています。大容量化や長寿命化に向けた開発は、現在も続けられています。ただし、蓄電池の保存状態や温度によっては劣化が早くなるため注意が必要です。エネルギー密度が最も高く、電気自動車、大規模蓄電システム、住宅用蓄電システム、ノートパソコンやスマートフォンをはじめ、幅広い用途で使用されています。寿命が比較的長く、自己放電も少ないが、他の電池に比べて高価です。


リン酸鉄リチウム(LiFePO4)電池とは

リチウムイオンと比較して、より堅牢で安定性と安全性、高温環境に適しています。リン酸鉄リチウム(LiFePO4)は低いエネルギー密度と長寿命である傾向があります。そのため産業用蓄電システムや住宅用蓄電システムなど幅広い用途で最近使われています。


ニッケル水素電池(NiMH)とは

過充電や過放電に強く、使用できる温度の範囲が広くなっています。ただし約5~7年ともっとも寿命が短く、温度が上昇すると劣化が早くなるため注意が必要です。放っておくだけで内蔵電力が減少する欠点もあります。おもな用途は乾電池タイプの蓄電池、ハイブリッドカー、鉄道やモノレールの蓄電設備です。ニッカド電池と似ていますが、エネルギー密度が若干高く、メモリー効果もありません。また、カドミウムを含まないため、ニカド電池よりも環境に優しいです。


ニカド電池(Ni-Cad)とは

最大500回ほどの充電を繰り返せて、負荷特性に優れます。ただし放置するだけで徐々に充電した電力が減少したり、電力が残っている状況で充電すると容量が減少したりするため注意が必要です。人体に影響を及ぼすカドミウムを使用するために、使われる機会が減少しています。おもな用途は、コードレス電話やシェーバーです。電池。鉛電池よりエネルギー密度が高く、寿命も長いです。


NAS電池とは

正式名称は、ナトリウム硫黄電池です。寿命が長くコンパクトなため、メガワット級の電力を貯蔵する産業用の蓄電池として注目されています。ただしナトリウムや硫黄を使用するため危険物に指定されており、保守作業が必要です。おもな用途は、工場の大規模なバックアップ電源です。


蓄電池の負荷タイプ別の種類

蓄電池は、負荷タイプの種類別にわけることもできます。それぞれの特徴を解説します。


特定負荷タイプとは

停電時に、家庭の特定のエリアにのみ電気を供給します。たとえば冷蔵庫やテレビなどのように、優先したい製品がある場所を選択するとよいでしょう。ただし、一部の電化製品では利用できないため注意が必要です。最低限の製品が使えたらよい場合や、ガスも使用している場合に向いています。


全負荷タイプとは

停電時に、家庭のすべてのエリアに電気を供給できます。家庭内のすべてのコンセントを使用できるため、普段と変わらない生活を送れるでしょう。また、200Vに対応したものが多くなっているため、エアコンや電子レンジなども使用できます。家族の人数が多い場合や、オール電化の場合に向いています。


蓄電池の充電方式別の3つの種類

蓄電池は、充電方式や自家発電設備を備えているのかにも違いがあります。充電方式が異なる3種類について、解説します。


単機能型とは

蓄電池と蓄電池用のパワーコンディショナで構成されています。太陽光発電で発電した電力を貯める際はパワーコンディショナを2つ通さねばならず、変換ロスが起こることに注意が必要です。太陽光発電のメーカーを気にしない場合や、蓄電池のみを設置する場合には単機能型が向いています。


ハイブリッド型とは

太陽光発電用と蓄電池用のパワーコンディショナが一体になっているため、場所を取りません。変換ロスを抑えられるため効率がよくなっています。新たに太陽光発電を導入する場合や、現在設置している太陽光発電のパワーコンディショナが故障した場合には、ハイブリッド型が向いています。


トライブリッド型とは

太陽光発電用と蓄電池用に加えて、電気自動車用のパワーコンディショナが一体になっています。太陽光発電で発電した電力を昼間は蓄電池に、夜間は電気自動車に、と使いわけることが可能です。ただし、費用は3種類のなかでもっとも高額です。


新たに太陽光発電を導入する場合や、電気自動車を購入する場合、保有する電気自動車の利便性を向上させたい場合にはトライブリッド型が向いています。


蓄電池の4つの選び方

購入する際には、どのように選べばよいのでしょうか。4つの選び方について、解説します。


蓄電できる容量で選ぶ

使用できる電力量や時間が変わるため、蓄電池の容量は、選ぶ際の重要な要素の1つです。一方で、一般的に容量が大きいほど1KWhあたりの単価は下がるものの全体の費用は高額になります。用途や家族の人数などからどれくらいの容量が必要か予測して、適した容量の蓄電池を選ぶとよいでしょう。


大きさで選ぶ

設置したい場所に適合した大きさの蓄電池を選ぶことも大切です。蓄電池には、室内に設置できる小型のものから、屋外に設置する大型のものまで幅広いサイズがあります。設置する場所を決め、適したサイズのものを選択しましょう。


耐用年数で選ぶ

蓄電池の耐用年数は、製品のサイクル数によって左右されます。サイクルとは、容量が0%になってから100%まで充電し、再び0%になるまでの状態です。サイクル数を超えると、徐々に容量は減っていきます。リチウムイオン電池の場合、平均6,000~12,000回ほどのものが多くなっています。


保証内容で選ぶ

蓄電池には、一般的に10~15年ほどの保証期間が付くことが多くなっています。保証期間だけでなく、異常がないか24時間体制で監視するサービスを提供するメーカーもあります。販売する会社によって保証内容は変わるため、保証が手厚い会社のものを選ぶと安心でしょう。別途、有償の保証が用意されているケースもあります。


蓄電池を選ぶ3つの基準

蓄電池には、性能と同様に重要な事柄があります。選ぶ際に知っておきたい、3つの基準について解説します。


設置場所をどこにするか

設置する際には使用する環境に加えて、大きさや重さを考える必要があります。安全性や劣化のスピードを考慮すると、高温多湿の環境は設置場所にできません。多くの製品が大きく、重さもあるため、設置場所が限られます。購入前にはできるだけ、設置に適した場所かをメーカーに確認してもらいましょう。


太陽光発電のメーカー保証が適用されるか

太陽光発電と蓄電池を併用する場合、両者のメーカーが異なると太陽光発電のメーカー保証の適用外になります。さらに、不具合や故障の原因になることも考えられます。多くの場合、メーカーが互換性と動作の確認をしているため、確認したうえで購入しましょう。


補助金の対象になるか

蓄電池を導入するときに、国や自治体の補助金を受けられるケースがあります。蓄電池の導入前に調べておき、活用できる場合は活用しましょう。購入時に、蓄電池メーカーか販売店に確認すると安心です。


まとめ

蓄電池には多くの種類があり、用途によってさまざまな選択肢があります。どのような場面でどのような用途に使いたいかを考えて選びましょう。購入前には、設置場所やメーカー保証、補助金の対象になるかを確認すると安心です。


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著者プロフィール(太陽光・蓄電池シミュレーションエキスパート)

会社名:国際航業株式会社
部署名:公共コンサルタント事業部カーボンニュートラル推進部デジタルエネルギーG
執筆者名:樋口 悟

執筆者の略歴:国際航業株式会社エネルギー部デジタルエネルギーグループ。エネルギー診断クラウドサービス「エネがえる」担当。1996年東京学芸大学教育学部人間科学課程スポーツコーチ学科卒業。1997年上場大手コールセンター会社に入社、2000年大手上場小売企業グループのインターネット関連会社で最年少役員に就任。2011年に独立起業。大企業向けにSNSマーケティングやアンバサダーマーケティングを提供するAsian Linked Marketingを設立。30以上の大手上場企業のプロジェクトを担当。5年で挫折。2016年国際航業株式会社新規事業開発部に入社しエネルギー領域の事業開発、エネがえる事業開発を担当。

太陽光・蓄電池経済効果シミュレーションの国内唯一のエキスパートとして、大手電力・ガス会社、有名太陽光・蓄電池メーカー、全国販売施工店・工務店など約700社以上と、最近ではエネルギー政策立案サイド(国・官公庁・地方自治体)で太陽光・蓄電池推進政策をしている方々へもエネがえるを活用した太陽光・蓄電池経済効果シミュレーションやアドバイスを提供している。

執筆記事:https://energy-shift.com/news/author/71cbba7e-dbbc-4728-9349-9cdbed975c6e

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