太陽光発電とは？蓄電池も含めたコストダウン方法
太陽光発電とは？（仕組み、特徴）
『太陽光発電とは』
太陽光エネルギーを直接電気(直流：DC)に変換する発電方式となっています。
複数ある再生可能エネルギーの中でも一番ポピュラーな発電となっており、一般家庭や企業の屋根や敷地内に配置されている事が多いです。
野立て太陽光発電など敷地面積いっぱいソーラーパネルを展開している事から、日本では一番普及している再生可能エネルギーとなっています。
『太陽光発電の仕組み』
①太陽(電池)光パネルへ日差しが当たる
②プラス電荷(P型半導体)
③マイナス電荷(N型半導体)
④両電荷の境目に対が発生
⑤発電が行われる
『太陽光発電の特徴』
エネルギー源の枯渇がない：1日の中で安定した供給が行われる太陽光には、化石燃料と異なりエネルギー源が枯渇する心配が無い。
大気汚染物質を発生させない：化石燃料をエネルギー化する際に発生するCO₂(二酸化炭素)SOX(硫黄酸化物)NOX(窒素酸化物)など、大気汚染物質を発生しない。
設置をすることにより可動部分がない：常識の範囲内にパネル設置を行えば保守や管理が容易になり、可動部分がないため騒音の発生も無く長寿命です。また、パネル角度による光の乱反射も低減され、近隣住民からの苦情も回避できる。
太陽光発電のメリット
『太陽光発電メリット』
停電などの非常事態に強く、太陽光のある時間帯であれば発電が行え「小規模・大規模」自由な設置が選べる。売電と電力使用料の「収支の差」が発生するため、実質的に電気代が下がる事がメリットと言えます。
太陽光発電がある事により、自家発電が行える状態となります。発想を変えて「自宅の家電製品へ自前電気を使う」このような使用も行える事から、実際に電気代節約が行える点もメリットの1つとなっています。
- 発電を売る
- 発電を使う
上記2点を太陽光発電の最大メリットと考えるなら、停電対策を基本とした『発電の使い道を選べる事が太陽光発電の魅力』となっています。
太陽光発電のデメリット
『太陽光発電デメリット』
- 建物によっては設置できない
- 設置コストが高い
- 曇り雨の日は発電効率が低下する
- 気温25℃を超えるとパネルの発電効率が低下する
- 保守管理による定期的な部品の取り換えなど維持費が発生する
- パネル掃除や主部品の点検を怠ると出火元となる
太陽光パネルには有害物質が含まれています。万が一破損してしまった際は、人体や環境への影響を最小限に止め正しい設置・撤去を行いましょう。
また、天候や外気温に左右される事から期待以上に売電が無かった。保守管理の費用が思った以上に高いなど、収支バランスが合わない事も例外として有ると覚えましょう。
太陽光発電に蓄電池を追加するメリットは？
『電気代が安くなる』
割安な時間帯に太陽光発電・商用電気より蓄電池に貯めて割高な時間帯に使用する。両方の電気を上手く蓄電池へ貯める事で使用電力の単価を安くできます。
また「昼間は発電した電気を使う・余剰電力は蓄電池へ貯める・発電の少ない夜早朝に蓄電池の電気を使用する」電力を買う行為を減らすことができます。
関連記事：効率的なエネルギー管理：電気を貯める方法とその利点
『停電しても電気が使える』
災害などにより停電が起きても蓄電池が有る事によって、設置容量分の電気が一定時間使えます。
また、蓄電池の容量を夜間に使い切った際は、翌朝より再発電が行われるため電気を再び貯める事が可能です。このサイクルを繰り返す事が、長期化する停電でも電気が使える原理になります。
蓄電池には、自宅全体へ電気を供給する「全負荷型」定めたコンセントのみ電気を供給する「特定負荷型」があり、費用も異なります。
どちらを選ぶにしても蓄電池には容量が決まっているため「節電を心掛けて電化製品を使う」この行為が、長く電気を取り出せ、災害でも電気が使え安心感を保てます。
家庭用太陽光発電の設置費用は？
『太陽光発電 設置費用』
太陽光発電の導入には「ソーラーパネル・パワーコンディショナー・架台など」設備を構築するために様々な費用が発生します。2023年における住宅用の太陽光発電の設置費用は「1Kw平均28.8万円」となっており、一般的に3Kw以上から設置を行う住宅が多いです。
『太陽光発電・蓄電池の相場』
- ソーラーパネル3~5Kw：22.8万~38万円
- バッテリー4~8Kwh：55.6万~111.2万円
- パワーコンディショナー3~5Kw：14.1万~23.5万円
- 架台3~5Kw：9万~15万円
少なくも見積もってもパネル3Kw・蓄電4Kwh設置するために100万円以上が相場となり必要です。
では、発想をもう少し微細に絞り、小規模な太陽光発電を作った場合と比較して考えてみましょう。
内容としては、オフグリッド(オフ⇒切る・グリッド⇒送電網)蓄電池用の太陽光発電になります。分電盤や既存のコンセントとは別に電源を作り、自家消費のみを目的とした発電方法です。
『自家発電用の太陽光発電付き蓄電池』
- ソーラーパネル3Kw：30万円(100Wパネル)
- バッテリー4Kwh：15万円(2Kwh×2)
- MPPTチャージコントローラー24V1.8Kw×2(パワーコンディショナー)：10万円(48V60A×2)インバーター2Kwh・1Kwh：4万円
- 架台3Kw：10万円(お好みでどうぞ)
※ 24Vバッテリー2電源システム
大体70万円から設置可能になり、パネルの大きさによってはコストダウンもできる。1電源システムへ統合すると更に安くなります。
太陽光発電と蓄電池の両方を導入するポイント
- 電気代削減できる
- 非常用電源として利用できる
- 導入コストを抑える
- 自給自足の電力供給ができる
上記4点が、太陽光発電と蓄電池の両方を導入するポイントとなっています。
また、既に太陽光発電の設置が行われている家庭にも、選択肢がある事を紹介します。
『自家消費による売電単価の補填』
固定価格買取制度が終了する卒FIT後は、売電価格が大きく下がります。
太陽光発電した電気を売るよりも、蓄電池へ貯めて使う方が最終的に得をする段階まで来ています。導入ポイントとして、蓄電池から必要な電気を取り出し自家消費率を上げる選択を行い、売電単価の下落分を補う事が可能です。
太陽光発電を最大限に活用するバッテリおすすめ
（LiTime12V100Ah、12V100Ah mini、24V100Ah、24V200Ah、12V/24V 30Aコントローラー、12V/24/36V/48V 60A コントローラー）
売電単価の下がった太陽光発電には、蓄電池を取り入れる選択肢が2つあります。
①蓄電池を取り付けてもらう
②蓄電池をご自身で選び取り付ける
どちらを選んでも間違いではありません。
その中でも「ご自身で選び取り付ける」場合は、既存の太陽光発電の電圧電流を調べ、どのチャージコントローラーが最大限バッテリーを活用できるか調べたうえで決めましょう。
中間にはパワーコンディショナーからMPPTチャージコントローラーへ入れ替えを行う流れです。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを効率よく安全に充電するため、機器入れ替えが必要となります。
2種類のコントローラーは、バッテリー対応電圧・ソーラーパネル最大電流の違いが有り製品仕様が異なっています。
お手元のソーラー発電に適した電圧電流の範囲内で、MPPTチャージコントローラーを選びましょう。
蓄電池を作るに辺り、12Vバッテリー(12V100Ah・12V100Ah mini)直流接続から24V化する事もあるでしょう。
最初から24Vバッテリー(24V100Ah)を選択肢として持つのも有りです。容量自体が不足した場合は、バッテリー並列接続(24V200Ah)する選択肢もございます。
関連記事：リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの直列接続と並列接続
幅広く選択肢を決められる事が『蓄電池のコストダウン方法』となります。
太陽光発電とは枯渇しないエネルギー源です。最大限に活用する方法は、エネルギー貯蔵システムを効率よく作る事が肝心です。電気を売るより自家消費する時代は、太陽光発電に加えた蓄電池システム作りが最も効率的です。
消費電力の大きな電化製品を対象にオフグリッド蓄電池(バッテリーを使った自家消費)を作りましょう。あなたの所有する太陽光発電へLiTime製品を取り入れると、最大限有効に活用する事が可能となります。