電気料金やガス代が上昇するなか、蓄電池が注目を集めています。蓄電池を上手く活用すると電気代の節約が可能です。しかし、そもそも蓄電池の仕組みがよく分からない人も多いかもしれません。仕組みが分かると、自分のニーズに最適な蓄電池タイプを選べるようになります。
蓄電池の仕組みと構造、主な蓄電池の種類や特徴、選ぶときのポイントを解説しましたので参考にしてください。
▶ 家庭用蓄電池の価格と商品比較
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蓄電池の仕組みと構造
蓄電池はどのような仕組みで動いているのでしょうか。基本的な原理や構造について紹介します。
プラス極とマイナス極
電池には、プラス極（正極）とマイナス極（負極）の2つの極があり、この二つの極の間で化学反応が起こることで、電気エネルギーが生まれます。電池の中の化学反応は次のような流れで発生します。
発端となるのは、マイナス極における化学反応です。ここでリチウムなどの素材から電子が放出され、外部回路を通じてマイナス極からプラス極へと移動します。この電子の移動が電気エネルギー発生の原理です。マイナスからプラスへ向かって電子が流れることを「放出」と言います。
プラス極（正極）・マイナス極（負極）には金属の棒が設置されており、それぞれ異なる金属や材質を使用しています。プラス極には酸化物や金属酸化物、マイナス極には黒鉛、シリコン、ニッケルなどが一般的です。電池の種類によって用いる素材は異なります。
電解液の役割
電池は、異なる二種類の物質からなるプラス極とマイナス極、電解液から構成されています。プラス極とマイナス極については述べましたが、この2つの間で電気を伝える役割を果たすのが電解液です。
電解液は電気を通すためにつくられた特殊な溶液であり、電子はこの電解液の中を自由に動くことができます。電池のなかに電解液を入れることで、電極間（プラス極・マイナス極）の化学反応が促進され、電気エネルギーを生成したり蓄積したりできるようになります。
プラス極とマイナス極の金属を入れるだけでは、電流は生まれません。電解液が電極間で電気を電導するイオンの移動をサポートすることで、電流が生まれる仕組みがつくられます。
一次電池と二次電池
蓄電池に関する基本知識として、一次電池と二次電池があることを知っておくことが大切です。どちらも電池ですが、特徴や性質は異なっています。
一次電池は、使うとエネルギーがなくなってしまう使いきりタイプの電池です。種類が豊富で二次電池と比べてコストが低いというメリットがありますが、使い切りのため、一度放電したら再び充電することはできません。なくなったら新しい電池を用意する必要があります。
二次電池は、エネルギーがなくなっても再充電して繰り返し使用できるタイプの電池です。電気の放出だけでなく、充電して蓄積できるところが一次電池と異なるポイントです。蓄電池はこの二次電池に該当します。
二次電池は充電と放電ができるため、このサイクルを利用して電池を長期間使用することが可能です。一次電池と比べて初期費用は高いですが、長期的にはコストを抑えられます。
充放電の原理
マイナス極（負極）に蓄えられた電子がプラス極（正極）へと移動することで、外部に電気エネルギーを放出されます。この過程が、放電です。
充電する場合はこれと逆の流れです。充電では、外部から電気エネルギーをかけ、プラス極からマイナス極へと電子が移動します。プラス極の金属が溶けてイオンとなり、負極でイオンが金属となって析出し、放電前の状態に戻るのです。電池内の構成要素が連携することで、効率的な充放電が可能となります。
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主な蓄電池の種類と特徴
蓄電池には大きく分けて4種類あります。鉛蓄電池・リチウムイオン電池・ニッケル水素電池・NAS電池です。それぞれの特徴を紹介します。
鉛蓄電池
鉛蓄電池は、リチウムイオンと並んで主流と目される蓄電池です。正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に希硫酸を用いています。重くて大きいため用途は限定されますが、乗用車をはじめ大量の電力が必要な車両用蓄電池などに使われています。
メリットは価格が安い、再利用が可能、長時間の使用でも安定した性能を維持できることなどです。デメリットは、用途が限定される、使用頻度が高いため性能が低下する、希硫酸により破損の危険が伴うことなどがあります。寿命は5年程度ですが、蓄電池のなかでは短めです。
鉛蓄電池は、大きな電力を必要とする場合や、コストパフォーマンスを重視する場合に適しています。
リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、現在最も普及しているメジャーな蓄電池です。正極にリチウム含有金属酸化物、負極に炭素材料、電解液に有機電解液を用いています。軽量でコンパクトなため、モバイル機器、電気自動車、家庭用蓄電池など幅広いシーンで活躍しています。
リチウムイオン電池のメリットは、軽量・コンパクトに加えて長寿命や急速充電など多彩です。充放電サイクルが多いため長時間使用できる一方、充電は短時間で完了します。寿命も10〜15年程度と長めです。
デメリットは価格が比較的高い、高温により性能が低下しやすい、発火のリスクがあることなどです。
ニッケル水素電池
ニッケル水素電池は、電動工具や電子機器、ハイブリッドカーなどで広く利用されている蓄電池です。正極にオキシ水酸化ニッケル、負極に水素吸蔵合金、電解液に水酸化カリウムを使用しています。
メリットは過充電・過放電に強いことです。急速充放電が可能なほか、リチウムイオン電池と比べて火災のリスクが低く、寿命に関しても5〜7年程度と鉛蓄電池よりは長めです。初期費用はかかりますが、長期的には乾電池と比べて経済性は良好です。デメリットは、価格が高く、リチウムイオン電池と比べて重いことなどがあります。
ハイブリッドカーの蓄電部に用いられるニッケル水素電池は、急速充電を可能とする点が高く評価されています。ニッケル水素電池市場自体も成長を続けており、将来性の点でもリチウムイオン電池に引けをとりません。
NAS電池
NAS電池は、工場や大規模電力貯蔵施設などで用いられる大容量の蓄電池です。正極にリチウム含有金属酸化物、負極に炭素材料、電解液に有機電解液を使用しています。大容量ながらコンパクトな設計も可能で、かつ材料資源も豊富なため価格を安く抑えられるのがメリットです。寿命も15年程度とリチウムイオンに匹敵します。
課題は温度管理と安全管理です。NAS電池は300℃程度と作動温度が高く、可燃性の高い有機電解液を使用するため、徹底した温度管理と安全管理が必須となります。NAS電池は大規模なエネルギー貯蔵が必要となる場面で活躍する蓄電池ですが、将来的には住宅用としての活用も検討されています。
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家庭用蓄電池を選ぶときのポイント
家庭用蓄電池を選ぶときは、いくつかの要因を検討の上、自宅に適した機種を導入することが大切です。家庭用蓄電池を選ぶときに気をつけるべきポイントを紹介します。
家庭用蓄電池の容量
蓄電池の容量とは、蓄電池に貯めておける電力量です。5.0kWh、10.0kWhのように「kWh（キロワットアワー）」で表されます。kWhは電力量の単位で、1kWの家電製品を1時間使用すると1kWhとなります。
家庭用蓄電池を導入する際に容量を選ぶときのポイントは、1日の消費電力量を把握することです。家庭で使用している電力量が分かれば、おのずと必要な容量が見えてきます。
ちなみに一般的な家庭用蓄電池の容量は約7kWhです。これは中型ですが、小型で4.0kWh〜5,0kWh、大型は10kWh前後が主流となっています。10kWhの容量なら、停電時でも1日は電気不足になる心配はありません。
容量が大きいと電気の使用時間も伸びますが、コストも高くなるため、家族のライフスタイルと予算に合わせて選ぶのが良いでしょう。
家庭用蓄電池の定格出力
定格出力は、蓄電池に貯められた電力を一度にどれだけの量を引き出せるかを表す能力です。電力の容量がダムの水なら、定格出力はダムから流れ出る水の量であると表現できます。単位はkWで表されます。定格出力が3kWの場合、その蓄電池で使用できる消費電力量の合計は3kWです。
家庭用蓄電池を導入するときの定格出力の目安は、家庭で同時に使用する家電製品の消費電力が基準になります。例えば、家の中で同時に使用する家電製品の消費電力が、冷蔵庫（300W）、エアコン（800W）、テレビ（150W）、電子レンジ（1500W）なら合計で2.75kWとなり、3kWの定格出力で十分にカバーできます。
このように家庭製品を同時に使用する場合をシミュレーションしてみましょう。
家庭用蓄電池の寿命
家庭用蓄電池の寿命は10〜15年が目安ですが、より重要なのはサイクル数です。サイクル数とは、蓄電池の充電100％の状態から0％まで完全に放電し、もう1度100％まで充電するまでを1サイクルとする指標です。蓄電池に蓄えた電気をフルに使用できる回数……と言い換えることができます。
家庭用蓄電池の寿命を見るときは、年数だけでなく何サイクル使えるかを知ることが大事です。サイクル数は、メーカーや機種ごとに公開されているスペック表などで確認できます。公開されていない場合は、後述のメーカーの保証期間が目安になります。
家庭用蓄電池の太陽光発電との併用
蓄電池は太陽光発電との相性も抜群です。自宅に太陽光発電設備も導入し、併用するのか否かでも選択すべき蓄電池の機器が異なります。例えば、太陽光発電と併用する場合は、ハイブリッド型蓄電池が候補として有力です。ハイブリッド型蓄電池にすると、既存の電力系統だけでなく太陽光発電からも充電が可能となります。
一方、太陽光発電との併用をしない場合は、単機能型蓄電池の導入で十分かもしれません。単機能型蓄電池とは、単独で使用できる蓄電池です。機器によって異なりますが、本体価格はハイブリッド型と比べて安い傾向にあります。蓄電池を導入するときは、太陽光発電と併用するのか否かを検討しましょう。
家庭用蓄電池の保証内容
蓄電池の保証内容はメーカーによって異なることがあるため、購入時に条件をよく確認する必要があります。チェック項目は、保証期間、保証の適用範囲、無償か有償か、などです。保証期間は10年〜15年が一般的ですが、年数だけでなく料金の有無も確認する必要があります。10年間は無償で、15年間は有償になるケースも少なくありません。
保証の適用範囲は、保証の対象となる部品や故障の確認が必要なほか、指定工務店での施工が必要かなど、保証が適用される条件を把握しておくことが大事です。
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家庭用蓄電池とは？ 基本と普及した背景
家庭用蓄電池とはどのようなものか、まずは基本的な知識と現状について確認しておきましょう。
家庭用蓄電池とは
家庭用蓄電池は、家庭で電力を蓄え、必要なときに使用する装置です。例えば、電気料金が安い時間帯に電気を蓄電池に蓄えておき、電気料金が高い時間帯に使うと、コストを削減できます。また太陽光発電との組み合わせにより、日中に発電した電力を夜間に利用するなど、自家消費率を高められます。
エネルギーの効率的な利用によって省エネを実現できる家庭用蓄電池は、多くの注目を集めており、需要は年々高まっています。
家庭用蓄電池の需要が高まる背景
家庭用蓄電池の需要が高まる背景には、電気料金の上昇が関係しています。2021年頃からの天然ガス価格急騰やロシアのウクライナ侵攻などの影響で電気料金が上昇し、家計への負担が増加しました。家庭では節電や省エネが求められるようになり、電気料金を抑える手段として家庭用蓄電池が注目され始めたのです。
災害時の停電対策として役立つ点も評価されています。さらに、太陽光発電との組み合わせにより、二酸化炭素（CO2）の排出を抑えられる家庭用蓄電池は、環境への配慮やエネルギー自給率向上への意識が高まる社会的トレンドにもマッチしています。
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「蓄電池をつけてよかった」と言われる理由：メリット
家庭用蓄電池は、口コミやSNSなどで「つけてよかった」と評価する意見があります。その理由（蓄電池のメリット）を調べてみました。
電気料金の節約効果
家庭用蓄電池が支持される理由の一つに、電気料金の節約効果があります。蓄電池を導入すると、夜間の安価な電力を蓄え、日中に使用できるため、電気料金の削減が期待できるのです。
また、太陽光発電と併用すると、太陽光の余剰電力を売電するより自家消費として活用できるため、より効率的な節約が実現できるメリットもあります。固定価格買取制度（FIT制度）の買取価格が減少傾向にある現在では、売電収入への期待が薄れる一方、自家消費のメリットが増しています。自家消費を増やすと、電気代の負担を軽減できるため、蓄電池を「つけてよかった」と感じる方が増えているのです。
停電時のバックアップ電源としての役割
家庭用蓄電池は、電気代の節約だけでなく、災害対策としても高く評価されています。余剰電力を蓄えられるため、停電時のバックアップ電源として活用でき、停電が起きた場合でも必要な電力を確保できます。
特に医療機器が必要な家庭や在宅ワークを行う家庭では、停電リスクの軽減は大きなメリットとなります。日本は台風や地震など自然災害が頻発するため、蓄電池の導入は単なる利便性を超え、災害対策として欠かせない存在になりつつあります。災害時でも電力を確保できる強みから、蓄電池は今後ますます注目されるアイテムとなるでしょう。
環境に配慮したエコな選択
家庭用蓄電池は、環境に優しいエコな暮らしを実現するための選択肢としても評価が高まっています。蓄電池は太陽光発電との併用によって、発電にともなうCO2の排出を抑えられ、地球温暖化防止に貢献できるからです。CO2は温室効果ガスの一つで、地球温暖化の原因とされており、CO2の排出量の削減が気候変動対策や環境保護の重要な課題となっています。
クリーンな再生可能エネルギーを効率よく自家消費できる点は、家庭用蓄電池の大きなメリットです。少しでも環境負荷を軽減し、エコな暮らしを実現したい人にとって、蓄電池の導入は理想的な選択肢となるでしょう。
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「蓄電池をつけて後悔した」と言われる理由：デメリット
口コミやSNSでは、「家庭用蓄電池をつけて後悔した」というネガティブな意見もあります。蓄電池をつけて後悔した理由、蓄電池のデメリットについても解説します。
初期費用が高額で、結局お得にならなかった
家庭用蓄電池を導入する際、デメリットとして多く挙げられるのが高額な初期費用です。実際、家庭用蓄電池の導入には数十万から数百万円の初期費用がかかり、安価なものであっても相当な負担となります。
電気代の節約効果を期待して導入しても、十分に初期投資を回収できないケースも少なくありません。人によっては長期で運用しても、期待したほどお得にならなかったという口コミも見られます。
導入後に電気代の節約に努めても、初期費用をカバーしきれずに「結果的に元が取れなかった」と後悔する場合があるのです。このような費用面のリスクがあるのを理解するのは、蓄電池の導入で損をしないために重要といえます。
ランニングコストがかかった
家庭用蓄電池の導入後にメンテナンス費用がかかり、初期費用だけでなくランニングコストがかかる点も口コミで指摘されています。
蓄電池には保証期間が設定されており、保証期間内は無料で対応できますが、保証期間を過ぎると費用が発生します。定期メンテナンス費用の相場は数万円程度ですが、修理や部品の交換が生じると数十万円必要となるケースもあります。
保証期間後は「点検やメンテナンス代がかかりすぎる」といった口コミもあり、長期間使用するユーザーはランニングコストも念頭に置く必要があります。
設置スペースが必要で邪魔になった
家庭用蓄電池のデメリットとしては、設置スペースの確保が必要になる点も挙げられます。蓄電池は操作や点検のためのスペースが必要であり、適当な場所に置けばよいというわけではありません。
特に屋外設置の場合、直射日光や湿気など周囲の環境が性能や寿命に影響を及ぼすため、必要な条件を備えた場所を選ぶことが重要です。また、蓄電池は重量があるため、地盤が安定しており負荷に耐えられる場所でなければ、安全面にも影響が出ます。
設置場所の確保に関して、スペースを取られる点がデメリットと感じる人も少なくありません。設置後に「邪魔だ」と感じる可能性があるため、導入前に十分な検討が必要になります。
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後悔しない家庭用蓄電池の選び方のポイント
これまで紹介したメリット・デメリットをふまえ、「つけてよかった」と思える家庭用蓄電池の選び方のポイントを解説します。
用途に応じた容量を選定する
家庭用蓄電池を選ぶ際は、利用目的に応じた定格容量（kWh）の選定が重要です。蓄電池には、日常使いや非常時などの用途があり、それぞれ適した容量が異なります。日常使いであれば、5～7kWhの容量が一般的な家庭向けであり、日常の電力需要に対応できるサイズといえるでしょう。
実際に必要な容量は家庭ごとの電力消費量に左右され、特にエアコンや冷蔵庫のような消費電力の高い家電を頻繁に使用する家庭では、9～10kWhにまで上がります。電気代削減を最大限に目指すならば12～13kWhの大容量にするという選択肢もあります。
蓄電池容量は大きくなるほどコストも上がるため、各家庭の電力使用状況や予算を考慮して選ぶ必要があります。
太陽光発電と併用する
家庭用蓄電池の設置のポイントとして、太陽光発電との併用が推奨されます。太陽光発電と蓄電池を組み合わせれば、昼間に発電した電気を蓄電池に貯め、夜間や曇りの日にも電気を安定して使用できます。昼夜問わず電力が利用できる環境が整うため、効率的な電力利用が実現し、電気代の節約効果も大きくなります。
蓄電池単体での導入でも節約は可能ですが、太陽光発電システムを併用するとさらに大きな効果が期待できます。また、停電時や電力需要が高まる時間帯に備え、自家消費率の向上が可能です。
保証とサポート体制を確認する
家庭用蓄電池を比較する際は、本体性能や操作性に加え、故障や不具合が生じた場合の保証とサポート体制も重視する必要があります。メーカー保証の内容と期間を確認し、高額な投資に対する安心感を確保できます。購入後にトラブルが発生した場合、保証やサポートが不十分だと予期せぬ出費が発生する可能性があり、損失も大きくなりがちです。
メーカー保証は、主に機器保証と容量保証に分かれ、前者は蓄電池の故障や不具合に対応し、後者は一定期間にわたり容量の維持を保証します。保証内容や期間はメーカーごとに異なるため、信頼性の高いメーカーや長期保証がある製品の選定が推奨されます。特に長期の保証がある製品は耐久性が期待でき、信頼性も高いと言えます。
補助金・助成金を最大限利用する
家庭用蓄電池の導入で経済性を高めるためには、導入コストの削減が重要です。国や自治体が提供する補助金制度を活用すると、導入コストを削減できます。いくつかの自治体では、家庭用蓄電池の普及を促進するための補助金や税制優遇を提供しており、さらに国から提供されている「ZEH補助金」や「DER補助金」なども利用可能です。補助金制度を利用すると、導入コストを削減でき、高額な蓄電池を購入しやすくなります。
まずは自身の居住地域で利用できる補助金がないかを確認し、申請期限や交付額の上限に注意しながら早めの申請を心掛けましょう。申請手続きが難しい場合は、蓄電池の販売店や施工店に相談し、申請を代行してもらう方法も有効です。
設置スペースと環境を確認する
家庭用蓄電池は、適切な条件を備えた場所に設置することが大切です。直射日光が当たらず、高温多湿を避けられる場所が適しています。また、耐荷重が70〜120kg程度ある場所で、メンテナンスが容易に行えるスペースも必要です。十分なスペースと環境を事前に確認し、適切な場所に設置すれば、長期間にわたる安定した運用が期待できます。
蓄電池は屋内設置型と屋外設置型があり、屋内型は外部からの影響が少ない反面、スペースが限られます。屋外型はスペースの問題が解消される一方、悪天候や外的要因に配慮しなければなりません。太陽光発電システムと併用する場合は、両方の設置スペースを計画的に確保する必要があります。
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まとめ 蓄電池の仕組みを知り、最適な蓄電池を導入しよう
蓄電池の仕組みと構造、種類や特徴、機器を選ぶときのポイントを紹介しました。蓄電池の仕組みを知れば、家庭用蓄電を購入するとき最適な機器を選ぶのに役立ちます。
それと同時に設置会社の選び方も重要です。家庭用蓄電池を導入する際は、日常の電力使用量、停電時の電力使用量などを考え最適な蓄電池を導入するために、丁寧に説明してくれる設置会社に相談しましょう。
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