太陽光発電と蓄電池の両方を設置するメリット・デメリットとは？仕組みや特徴と合わせて解説
昨今では家庭・法人ともに、太陽光発電を導入するケースが増えています。
太陽光発電単体を設置するだけでも様々なメリットがありますが、太陽光発電と蓄電池を併用することで得られるメリットについてご存知でしょうか。
この記事では太陽光発電と蓄電池の仕組みや特徴、太陽光発電と蓄電池の両方を設置するメリット・デメリットを紹介します。太陽光発電のパフォーマンスをより高めたい方は、ぜひ参考にしてください。
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蓄電池とは？種類や仕組み、太陽光発電と併用した時のメリットと注意点は？
【目次】
・太陽光発電と蓄電池の設置費用
・太陽光発電と蓄電池を組み合わせるメリット
・太陽光発電と蓄電池を併設するデメリット
・太陽光発電と蓄電池の両方を導入するときに意識すべきポイント
・太陽光発電を最大限に活用するなら蓄電池との併用がおすすめ
太陽光発電と蓄電池の仕組み
まずは太陽光発電と蓄電池の基本的な仕組みについて解説します。
それぞれの仕組みを知ることで、太陽光発電と蓄電池を組み合わせる意義が理解できるでしょう。
太陽光発電とは
太陽光パネル（ソーラーパネル）に太陽光が当たることで電気を作り出すシステムが「太陽光発電」です。
太陽光パネルには電気的な性質が異なる2種類のシリコン半導体（N型半導体とP型半導体）が使用されており、そこに光が当たると電気が発生します。
このとき作られる電気は「直流」なので、そのままでは家庭や企業で使用できません。そのためパワーコンディショナを使うことで、自宅やオフィス・工場で使える「交流」に変換します。パワーコンディショナから建物内に送られた交流は、そのまま電気製品や設備を稼働するために使用できます（いわゆる自家消費）。
ただし太陽光発電だけでは、余剰電力を溜めておくことはできません。自家消費しても余った電気は、電力会社へ売電するケースが多いです。
蓄電池とは
太陽電池が物理的なエネルギーを電気エネルギーに変える「物理電池」であるのに対して、蓄電池は化学反応を利用した「化学電池」の一種です。充電と放電を繰り返すことが可能なので、電気が余ったらためておくことが可能です。
蓄電池には「鉛蓄電池」「ナトリウム硫黄電池」「ニッケル水素電池」など種類があります。
家庭用蓄電池では、大容量のバッテリーを作りやすい「リチウムイオン電池」が使用されるケースが多いです。
産業用蓄電池にも「リチウムイオン電池」が使われることが多いですが、価格面を考慮して安価な「鉛蓄電池」が採用されることもあります。
蓄電池について詳しく調べたい場合はこちらの記事もご覧ください。
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太陽光発電と蓄電池の連携
太陽光発電と蓄電池を一緒に設置し、両方のシステムを連携すれば、日中発電して余った電気を溜めておき、使いたいタイミングで消費することが可能になります。
たとえば夜間に停電した時であっても、太陽光発電でつくった電気を蓄電池に溜めておけば電化製品を使用可能です。
家庭での利用の場合、蓄電池に太陽光発電で余った電気や安い時間帯の電気を蓄えておき、それを電気代が高い時間帯に使うことで、電気料金を削減する効果も期待できます。
太陽光発電と蓄電池の設置費用
太陽光発電と蓄電池、それぞれの設置費用についても紹介します。
太陽光発電の導入費用相場
太陽光発電の導入費用は設置容量によって異なります。
住宅用太陽光発電の平均のシステム設置費用は、新築住宅が26.1万円/kWで、既築住宅が28.1万円/kwです。一般的な住宅に設置される太陽光発電のシステム容量は3kW〜5kW程度なので、導入費用は100万円程度になることが予想されます。
産業用太陽光発電のシステム設置費用は28.3万円/kw（10kw以上の場合）が平均値です。（2022年・10kw以上の場合） 2013年の平均設置費用が40万円/kwを超えていたことを鑑みると、年々設置費用相場は低減しています。
参考：経済産業省｜令和５年度以降の調達価格等に関する意見（9.67MB）
太陽光発電の設置費用はいくら？費用を抑える方法や投資回収もご紹介
なお、設置する太陽光パネルの性能が上がれば上がるほど導入費用も高くなりますが、その分発電量が増えることも考慮しなければなりません。
また、長寿命な太陽光パネルを設置した方が、長く発電量をキープできます。長寿命かつ高性能な太陽光パネルを導入したい方は、ぜひ京セラ製品をご活用ください。
太陽光パネルの性能と予想発電量から、導入後の費用対効果を調べることも可能です。
太陽光発電の発電量についてもっと調べたい方はこちらの記事もご覧ください。
蓄電池の導入費用相場
蓄電池の導入費用も、容量によって異なります。おおまかな目安としては、住宅用では容量1kWh あたり約22万円程度、産業用では容量1kWh あたり約36万円程度が相場です（性能によって変動します）。
また、機器費用に加えて工事費用(機器取り付け工事・電気工事など)が必要です。
参考：資源エネルギー庁｜再生可能エネルギーの発電コスト等について（702KB）
最適な蓄電池の容量については、家庭用蓄電池であれば、非常時に最低限の電気を確保したいケースでは4kWh程度、非常時でも普段通りに生活したいのであれば11kWh程度の容量が必要です。
京セラの家庭用蓄電池「Enerezza（エネレッツァ）」はさまざまな容量がラインナップされているので、ご家庭ごとのニーズに合わせて最適な蓄電池をお選びいただけます。
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産業用蓄電池の場合は、それぞれの企業によって必要容量が異なるため、個別計算しなければなりません。たとえば産業用リチウムイオン蓄電システムであれば、16.2kWhの蓄電池を複数増設対応するなどして、企業ごとに必要な容量を確保します。
PPAモデルなら初期費用ゼロ
太陽光発電と蓄電池を初期費用の負担なく導入する手段としては、「PPAスキーム（PPAモデル）」の活用が挙げられます。
PPA（Power Purchase Agreement｜電力販売契約）とは「第三者所有モデル」「電力購入契約モデル」とも呼ばれる太陽光発電設置方法です。発電事業者（PPA事業者）が需要家（企業や家庭など）と売電契約を直接結ぶモデルで、とくに太陽光発電の導入で活用されています。
PPAモデルではPPA事業者の負担で需要家敷地内（屋根や空地）や遊休地に太陽光発電システムを設置し、需要家は電力使用量に応じたサービス利用料を支払うことが特徴です。
京セラの住宅向けPPA「ハウスマイルe」であれば、初期費用・メンテナンス費用をかけずに太陽光発電システム・蓄電池を導入できます。
法人向けの「京セラPPA」は原則として太陽光発電のみのプランですが、状況によっては蓄電池を組み込めるケースもあります。
初期費用をかけずに太陽光発電・蓄電池を導入したい方は、ぜひ京セラにご相談ください。
太陽光発電と蓄電池を組み合わせるメリット
記事前半で言及した停電時の電力使用を含めて、太陽光発電と蓄電池を組み合わせるメリットとしては次のような要素が挙げられます。
- 電気代削減効果が期待できる
- 災害時・停電時の非常用電源になる
- 同時設置すると導入コストを抑えやすい
- 売電単価が下がった後（卒FIT後）に自家消費しやすい
- 安定した電力供給が期待できる
- 太陽光発電のクリーンな電気を活用し環境貢献ができる
- これらの要素に魅力を感じる方は、ぜひ太陽光発電と蓄電池を併用してみてください。
電気代削減効果が期待できる【住宅・法人】
蓄電池の使い方によっては、住宅用・法人用ともに電気代削減効果が期待できます。とくに電気代が高騰している昨今では、日中の太陽光発電でつくった電気を使うことで電力会社からの電力の購入量を減らしたり、使い切れずに余った電力を夜間自家消費すれば、電気代を削減することも可能です。
災害時・停電時の非常用電源になる【住宅・法人】
先述したとおり、太陽光発電と蓄電池を組み合わせれば災害時・停電時の非常用電源としても使用可能です。
太陽光発電システムのみでも太陽が出ている間であれば自立運転機能を利用して電気を使えますが、電気を溜めておけないため、荒天時や夜間など太陽が出ていない時間帯は電気を使えません。
また、蓄電池のみでも非常用電源として使えますが、事前に充電していた電力しか利用できないことがデメリットです。
太陽光発電と蓄電池を併用すれば晴れている間に電気を溜められるため、長期停電時に備えた非常用電源としても期待できます。
また、住宅では現在”在宅避難“という考え方も注目されています。在宅避難とは、災害時でも自宅に危険性がない場合、避難所ではなく自宅に”避難“することです。
在宅避難をすると他人と過ごす必要がないため、プライバシーを守ることができます。乳幼児やペットと暮らしている場合、ストレスなく過ごせることもメリットです。 在宅避難するか否かの判断材料としては、電気・ガス・水道などライフライン確保が挙げられます。ガスであればカセットコンロ、水道であればペットボトルの常備でも対応できますが、電気の確保は簡単ではありません。蓄電池と太陽光発電があれば停電時でも電気を使えるため、在宅避難しやすくなります。
●洪水・高波・土砂崩れなど「立地上の危険」が迫っている場合は速やかに自治体などの指示に従い安全な場所に避難してください。
同時設置すると導入コストを抑えやすい【住宅・法人】
太陽光発電も蓄電池も、それぞれ単独で設置できます。しかし、せっかくであれば太陽光発電と蓄電池を同時に設置した方が工事費用を削減できるため、総合的な導入コストを抑えやすいことは覚えておきましょう。
売電単価が下がった後（卒FIT後）に自家消費しやすい【住宅】
住宅で太陽光発電と蓄電池を併用するメリットとすると、売電単価が下がった後（卒FIT後）に自家消費しやすい点も挙げられます。
固定価格買取制度（FIT制度）によって余剰電力の買取価格は太陽光発電設置後10年間は高水準でキープされていますが、卒FIT後は売電価格が大幅に下がります。このため太陽光発電で作った電気を売るよりも、自家消費分を増やして電力会社から購入する電気を減らした方が経済的メリットが大きいのです。
蓄電池があれば日中発電した余剰電力を夜間や荒天時に自家消費できるため、家計の電気代負担を減らしやすいことも覚えておきましょう。卒FITに合わせた蓄電システムの導入では、補助金が使えるケースもあります。
卒FIT後の対応については、こちらの記事もご覧ください。
卒FIT後(固定価格買取制度 期間満了後)の対応とは？家庭でできる４つの方法をご紹介！
安定した電力供給が期待できる【法人】
太陽光発電と蓄電池を組み合わせれば、日照条件に左右されずに一定の電力供給が可能となることもメリットの一つです。
オフィスや工場などは相当の電力量が必要で、それに加えて稼働状況によって電力需要が変わります。そのため電力供給に安定性・柔軟性が求められますが、天気に左右されがちな太陽光発電のみでは安定供給に不安が残ることも事実です。
しかし太陽光発電と蓄電池を組み合わせれば電力需要が減るタイミングで蓄電し、需要が増えるタイミングで放電することが可能になるため、日照条件に影響される太陽光発電の自家消費でも安定性・柔軟性を実現できます。
太陽光発電のクリーンな電気を活用し環境貢献ができる【住宅・法人】
太陽光発電は発電時に温室効果ガスを排出しない再生可能エネルギーの代表格でもあります。このクリーンな電気を活用することで、電気を使いながら環境貢献できることもポイントです。
もちろん太陽光発電システムのみでも環境に優しいことは間違いありませんが、蓄電池を組み合わせた方が太陽光によって発電された電気を最大限に利用できるため、より環境に貢献することができます。
法人であれば、太陽光発電と蓄電池を併用稼働させ環境貢献する取り組みそのものが「SDGs」の一環として評価されることもメリットといえます。環境経営を実践している企業と見なされれば、ESG投資の対象にもなるでしょう。
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太陽光発電と蓄電池を併設するデメリット
太陽光発電と蓄電池を併設することにはメリットも多くありますが、次のようなデメリットがあることも覚えておきましょう。
- 設置スペースが必要である
- 初期費用が大きくなりやすい
- 両設備のメンテナンス費用が必要である
- それぞれのデメリットと、その対策について解説します。
設置スペースが必要である
太陽光発電と蓄電池の両方を設置するとなると、それなりのスペースが必要になります。太陽光発電は屋根や遊休地、法人の場合は遠隔地に設置することも考えられますが、蓄電池は需要地内に設置しなければなりません。
蓄電池も小さな設備ではありませんから、置き場所を確保しなければならないことはデメリットといえるでしょう。ただし、近年ではリチウムイオン電池の小型化も進み、従来ほどの設置スペースは必要ありません。
初期費用が大きくなりやすい
太陽光発電と蓄電池の両方を導入するのであれば、同時設置した方がコストを抑えやすいことは間違いありません。しかし、どちらか単体のみを設置することと比べれば、両方を設置するケースの方が初期費用が大きくなってしまいます。
太陽光発電と蓄電池の同時設置による経済的利益は大きいものの、まとまった初期費用が必要になることは覚えておきましょう。
なお、太陽光発電と蓄電池の双方が対象となるPPAサービスを利用すれば、初期費用はかかりません。京セラの家庭向けPPA「ハウスマイルe」であれば、太陽光発電と蓄電池のどちらも初期費用をかけずに導入することができます。
両設備のメンテナンス費用が必要である
太陽光発電と蓄電池の双方を導入すれば、当然両設備のメンテナンス費用が必要になります。太陽光パネルは経年劣化しますし、蓄電池についても充放電のサイクル数に寿命があるため、メンテナンスと合わせて設備交換が必要になることも覚えておきましょう。
なおPPAであれば、サービス提供期間中はメンテナンス費用もPPA事業者が負担します。
太陽光発電と蓄電池の両方を導入するときに意識すべきポイント
太陽光発電と蓄電池の両方を導入するときは、次のポイントを意識してみてください。
- コストを抑えたいなら同時に導入する
- 太陽光発電システムの出力にマッチした蓄電池を選ぶ
- 長寿命な太陽光パネルを選ぶ
- それぞれのポイントについて詳しく解説します。
コストを抑えたいなら同時に導入する
太陽光発電と蓄電池の両方を導入するのであれば、同時に設置した方が別々のタイミングで設置するよりは費用を抑えられます。
太陽光発電システム・蓄電池の双方とも後付けすることも可能ですが、設置工事費用を一度にまとめた方がお得です。
太陽光発電システムの出力にマッチした蓄電池を選ぶ
太陽光発電システムと蓄電池の組み合わせについては、太陽光発電の出力に合わせて蓄電池の容量を選ぶことをおすすめします。
太陽光発電の容量に対して蓄電池の容量が大きすぎると、余剰電力で蓄電池をフル充電できない可能性が高いです。フル充電できないと蓄電池性能を最大限発揮できないため、費用対効果が悪くなってしまいます。 反対に蓄電池の容量が小さすぎると、停電時に利用できる電力量も少なくなることがデメリットです。
太陽光発電の出力容量を考慮しながら、停電時に使用したい電力量に合わせて蓄電池容量を選んでみてください。
家庭用蓄電池の容量の決め方は？目安や計算方法、選び方のポイント
また、太陽光発電システムを導入済みの住宅に蓄電池を後付けするケースでは、太陽光発電設備と蓄電池が問題なく接続できるかチェックする必要があります。太陽光発電の系統数によって設置できる蓄電池の種類が限られる場合もあるため、蓄電池を後付けするときはメーカーに相談しましょう。
長寿命な太陽光パネルを選ぶ
太陽光発電と蓄電池を併用するメリットとして、卒FIT後に自家消費しやすい点を紹介しました。しかし卒FIT後、つまり売電単価が下がった後に経済的利益を享受したいのであれば、長寿命な太陽光パネルを選ばなければなりません。
太陽光パネルは25年以上使用できるように製造されているものの、屋外設置することによる経年劣化は避けられません。
京セラの太陽光パネルは30年以上の安定した長寿命品質を誇っているため、蓄電池と太陽光発電の組み合わせによる経済的利益を最大限に発揮できます。
京セラの特長
太陽光パネルの寿命予測技術を開発
太陽光発電を最大限に活用するなら蓄電池との併用がおすすめ
太陽光発電と蓄電池の両方を設置することには設置スペースの問題や初期費用・メンテナンス費用などのデメリットがあるものの、近年では技術進歩やPPAサービスの拡充により大きな課題は解消されつつあります。
大きなデメリットがなく電気代削減効果や非常用電源としての機能、さらには環境にも貢献できることから、今後太陽光発電と蓄電池を併用する方はますます増えていくでしょう。太陽光発電を最大限に活用するなら、ぜひ蓄電池との併用を検討してみてください。
京セラは、住宅向けのPPAサービスとして「ハウスマイルe」を提供しています。 「ハウスマイルe」は太陽光発電・蓄電池の双方を利用することができます。 法人向けの「京セラPPA」は原則として太陽光発電のみを導入するプランですが、状況によっては蓄電池を組み込めるケースもあるので、詳しくはサービス事業者である京セラにお問い合わせください。
●「エネレッツァ」「Enerezza」は京セラ株式会社の登録商標です。
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