【知っておきましょう】蓄電池の基礎知識～用途と種類について～

2018年に発生した西日本豪雨、北海道地震を受け、蓄電池への関心は急激に高まっています。

住宅への導入はもちろん、企業や自治体担当者の方も注目しています。

各メーカーが新製品の開発や販売に力を入れている今、多様化している導入の目的と、蓄電池の種類・蓄電システムの仕様や用途について、ご紹介します。

基礎的な知識を踏まえ、販売店の皆様が、市場のニーズに応じたご提案をして頂くことに繋がれば幸いです。

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主な導入の目的について

蓄電システムの導入の目的から確認してみましょう。

BCP（事業継続計画）対策

2018年に発生した西日本豪雨、北海道地震を受け、多くの企業でBCP対策の見直しが迫られています。

大きな自然災害が続いているいま、企業における災害時の非常用電源は大きな課題となっています。

CSRの観点からも、自社が災害時や非常時に営業を継続できる環境を整えるだけではなく、地域への貢献を目指し、災害時には避難所として機能することを踏まえているケースが多く見受けられます。

すでに病院、学校、オフィス、商業施設など、多くの施設で蓄電システムが導入されています。

停電によって業務用のパソコンや照明が使用できず、事業継続が困難になることを避けるためにも蓄電池を備えて停電に備えています。

蓄電システムは家庭用の小型のものだけではなく、オフィスや店舗、集合住宅などに適した機種が多くあります。

一般的な蓄電池では医療用機器への使用は制限されていますが、病院や診療所、高齢者施設などの医療・福祉施設における活用を想定して開発された蓄電システムも販売されています。

医療施設では、このような蓄電システムを導入することによって、災害時にも電源を確保し、医薬品や検体を保管するフリーザーやインキュベータ、特定機器のバックアップなどに使用することも可能になっています。

電気代の節約

電気代の節約という点については２つの考え方があります。

１つは、トータルの電力の使用量を抑える「従量料金」の面と、もう１つは１日や１週間、また１年という単位で考えた際のピーク時、つまり最大電力使用量を抑える「契約電力」に関する面です。

2019年以降、住宅用太陽光発電の余剰売電期間が終了し、発電した電力が僅かな金額でしか売れない需要家が多くでることから、太陽光電力を蓄電池にためて、自家消費するニーズが高まっています。

その点においては、１つ目の従量料金における点が注目されています。安い夜間電力をためて、昼間に使うという用途もあります。

主に企業や工場で導入されている10kW以上の産業用については、過去１年間の各月の最大需要電力のうち、最も大きな値が契約電力となります。

つまり、１年の中で特定の時期にしか高い電力量を使用していないような場合も、基準がそこにあわせられてしまうため、割高になるというケースが多くあります。

蓄電池を使用することで、その特定の時期の使用量を抑え、年間の契約電力を下げるということも１つの方法として提案されています。

これまでのように、発電した電力を売電するのではなく、「自家消費」という提案を積極的に行っていくには蓄電池は必須アイテムといえるでしょう。

出力制御対応

既に地域によっては再生可能エネルギーの出力が抑制されているため、抑制される時間に発電した電力を蓄電池に溜め、別の時間に逆潮流することで売電量を減らさないようにする取り組みがされています。

種類について

今後、さらに蓄電設備の提案をすすめていくにあたり、最低でも以下の４つの分類を抑えておく必要があります。

単機能型蓄電設備

蓄電池とパワーコンディショナーで構成されています。

独立した設備となっていますので、単体での使用も可能です。

太陽光発電設備と併用する場合、それぞれのパワーコンディショナーが必要となり、設置の際には、一定のスペースが必要となります。

また太陽光発電設備で発電した電力を蓄電池にためる場合、いったん、太陽光発電用パワーコンディショナーで交流に変換し、それを蓄電用パワーコンディショナーで直流に戻してから蓄電池にためるため、変換ロスが発生するという課題もあります。

ハイブリッド型蓄電設備

太陽光発電用パワーコンディショナーと蓄電用パワーコンディショナーを一体型にしたハイブリッドパワーコンディショナーを用いるハイブリッド型蓄電設備です。

パワーコンディショナーは１台で済み、省スペース化が図れます。

さらに太陽光パネルで発電した電力を直流のまま蓄電池にためることができるので変換ロスが減らせます。

効率がよく、蓄電設備の主流になると考えられていましたが、今現在は、単機能型のほうが出荷量は多くなっています。

現状、蓄電池の購入を検討されている方、その家庭は既に太陽光発電設備を導入しているケースが多くあり、その多くは設置してから10年未満です。

ハイブリッド型蓄電設備を設置する場合、まだ使用できる太陽光発電用パワコンをわざわざ取り換えなければならず、仮に交換しようとしても、保証の問題が発生します。

パワーコンディショナーを変更することによって、もともと、太陽光パネルなども含めたシステム全体の保証が維持されなくなります。

太陽光発電設備設置から10年未満の家庭の場合、ハイブリッド型よりも単機能型が人気となっています。

とはいえ、今後は太陽光発電設備と蓄電システムをセットで設置するご家庭や、太陽光発電の設置から10年が経過している家庭にはメリットがあります。

今後はこの需要が大きく伸びることが想定されています。

トライブリッド型蓄電設備

近年の電気自動車(EV)の需要の高まりを受けて注目されているトライブリッド型蓄電設備。

太陽光発電用・蓄電用そして、EV用パワーコンディショナーが一体になったトライブリッドパワーコンディショナーを搭載した蓄電設備です。

発電の電力をEVにためることができます。すでにEVを購入している方、または今後、購入予定の家庭向けとなります。

スタンドアローン型蓄電設備

非系統連系という呼ばれ方をしますが、小型で工事が簡易であることが特長です。

太陽光発電設備で発電した電気、もしくはコンセントから電力をためます。

電気代の削減や、太陽光発電を自家消費用として使用することを目的にするのではなく、主な目的はBCP対策となります。

仕様のポイント

ポイントとなる仕様をよく理解して、利用者の方の目的にあった製品を提案することも必要となります。

ここでは押さえておきたいポイントを説明します。

蓄電設備は主に、蓄電池とパワーコンディショナーから構成されます。

蓄電池の仕様で最もポイントとなるのは容量です。どれだけの電力を蓄えることができるかを示す数値となります。

あわせて、設置環境も重要です。屋内設置型か、屋外設置型か、運転可能な温度範囲も事前に確認しておく必要があります。

パワーコンディショナーの設置環境も事前の確認が必要です。

また、停電時にどれだけの家電製品が使用できるかは、パワーコンディショナーの自立出力の値の大きさ次第となります。

出力電圧によって、どの家電が使用できるか、も決まってきますので注意が必要です。

ハイブリッドパワーコンディショナーやトライブリッドパワーコンディショナーをすでに太陽光発電設備が設置してある家庭に後付けする場合、定格入力電圧と入力回路数、そして最大入力電力を事前に確認しておく必要があります。

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これからの市場について

近い将来、普及すると想定されているVPP（Virtual Power Plant仮想発電所）や、P2P（Peer to Peer電力直接取引）といった電力融通サービスでの活用、また、電力小売りサービスと組み合わせた提案などを見据え、AI搭載型の蓄電設備が注目されています。

家庭内の電力消費データをAIが学習し、翌日の消費電力量を予測。

また、気象情報などをもとに翌日の太陽光発電量も予測が可能です。

蓄電システムに搭載されたAIはこの２つの予測をもとに、太陽光電力を最大限に有効活用できるように蓄電設備を制御するような仕組みになっています。

季節や天候にもよりますが、AIが搭載されていることにより、蓄電システムの経済効果は大きく変わってくるといわれています。

VPPでは、点在している小規模な再エネ発電所や蓄電池、燃料電池などをまとめて制御することなどが想定されています。

そのコミュニティで電力が余っているときには蓄電池にためておき、逆に電力が足りない時には蓄電池から放電することで全体の需要を調整する仕組みが考えられており、多くの実証実験でも検討されています。

その際、このような蓄電システムを利用したネットワーク構築は大きな役割を果たすことになるでしょう。

また、JEPX（日本卸電力取引所）の取引価格をAIが見ながら、蓄電システムを制御するような提案も既にされています。

AI搭載型蓄電システムを利用し、JEPXからできる限り安価な電力を調達し、電力小売り事業の利益率を高めるという事業も進んでいます。

今後、太陽光発電の自家消費、自給自足が本格的になっていくにつれ、更に蓄電システムの導入や提案は重要になっていくでしょう。