太陽光発電に使用する蓄電池の寿命について解説

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近年では一般家庭への導入も決して珍しくなくなってきた太陽光発電設備ですが、太陽光を活用するために欠かせないのが蓄電池の存在です。蓄電池には寿命があるので、購入する前に最低限寿命に関わる知識を網羅しておきましょう。




1. 太陽光発電の寿命について

省エネやエコを気にする家庭が増え始め、家庭用に太陽光発電取り入れる家庭がふえていますが、実際に導入を検討してみると太陽光発電に使用する蓄電池は、かなり高い金額であることに気が付きます。環境にも、家計にも優しいはずの蓄電池ですが、初期費用が大きな出費になってしまうと気が引けてしまいます。

かなり精密な作りをしている太陽光発電システムですが、実際に家庭用に導入した場合はどのくらいの期間使い続けることができるのでしょうか。初めに太陽光発電システムの寿命についてご説明します。

1.1. 太陽光発電蓄電池の寿命は一概に言えない

太陽光発電の蓄電池は一般的に期間で表させるものではなく、充電のサイクル回数によって判断されることが多いです。充電が0%の状態から満タンの100%に充電され、再び0%になるまで充電を使いきった時点で1サイクルとして計算されます。一般的には1日で1~2サイクル程度を目安に稼働しています。

6,000回のサイクル寿命の製品の場合、間をとって1日1.5回の充放電だと単純計算で10~15年を使用期間として見込むことができます。ただ、蓄電池の寿命で難しいのは使用方法や設置環境、商品によって寿命が大きく変わることです。製品の質によって使用期間に顕著な差が生じるので、購入の際には注意して選ぶことをおススメします。

1.2. 種類別で寿命は異なる

太陽光発電に使用される蓄電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池(蓄電池)、鉛蓄電池、NAS電池などいくつかの種類があります。それぞれに異なる特徴があるため、どの種類の蓄電池がご自身のライフスタイルに適しているのかを判断軸に据えることが重要です。

先述したメジャーな4種類の蓄電池の特徴を、簡単にご紹介します。お住まいや家庭の条件に最も合う蓄電池の種類を見つける参考にしてください。

リチウムイオン電池

サイクル数3,500回、年数で6~10年と比較的長寿命であることがあることが、リチウムイオン電池の最大の特徴です。家庭用蓄電池として使用する場合には、10年間使用すると電池の容量が80%程度下がるといわれています。

しかし材料に有機電解液を用いているために、リチウムイオン電池は高エネルギー密度な蓄電池です。つまり、安全性の観点でいえば他の蓄電池よりも若干劣ります。スマホバッテリーの発火事故などをニュースで見かけることがしばしばありますが、これらはリチウムイオン電池のトラブルなのです。

リチウムイオン電池を使用する際には、安全性に配慮して正しい使い方を心がけましょう。

ニッケル水素電池

この中だと一番使用期間が短いのがニッケル水素電池で、おおよそ5~7年間で寿命が来ると言われています。リチウムイオン電池と比べ、発火の危険性が少なく安全性が高いことが特徴的です。

過充電や過放電に強いので、安全面には優れているのですが、その分自己放電が多いのでコストパフォーマンスはあまりよくないようです。小さな子どもがいる家庭では、不慮の事故を避けるためにも多少寿命が悪くても安全を優先すべき事項としてニッケル水素電池を導入する家庭が多いのも事実です。

鉛蓄電池

4種類の電池のなかで最も寿命が長いとされている鉛蓄電池は寿命が平均で17年程度となります。寿命が長いだけでなく、蓄電池の中で最も古い歴史を持っているため、何度も改良が繰り返されている安定した蓄電池として売り出されることが多いです。

鉛畜電池の利用可能サイクルは平均して3,000回ほどとされており、年数にしてなんと17年も利用し続けることができるのです。ただし、部品の劣化に伴って充放電のエネルギー効率がほかの電池よりも低くなるなどのデメリットがあります。使用回数とのバランスを見て検討しましょう。

NAS電池

NAS蓄電池は「日本ガイシ株式会社」だけが製造しているオリジナルの畜電池です。充放電時に無駄な自己放電をすることがないので、エネルギーの回転効率が非常に高いことで知られています。

サイクルに制限が設けられていないため、他の蓄電池よりも長期間使用することができますが、部品の劣化に注意しましょう。材料の仕入れ段階からこだわって開発されたNAS電池は、大規模電力貯蔵施設、電力負荷平準化、再生可能エネルギーの出力安定化対策への活用が期待されています。

1.3. 蓄電池の寿命が来たときの症状について

蓄電池は太陽光発電と組み合わせて使用することで、太陽光で発電することができない夜間や天候の悪い日でも発電した分の電気を利用できるようになる装置です。蓄電池の場合、寿命が来たからといってその瞬間から全く蓄電池が使えなくなってしまうわけではありません。

毎日の放電と蓄電を繰り返すことによってその性能がだんだん低下していき、その低下時期の目安が蓄電池の寿命として設定されているのです。寿命を迎えると充放電可能な容量が減っていき、10年使い続けると容量は最初の7割前後になります。

もちろんサイクルが超過していても引き続き蓄電池を使用することは可能ですが、使用期間が長引くことで蓄電池に装備されている制御装置や基板などが劣化していきます。


2. 蓄電池を交換するベストタイミングはいつか

「蓄電池の寿命はメーカーや機種によって異なる」こと、そして「寿命が来たからといって蓄電池が使用できなくなるわけではい」という重要な2点をご紹介してきました。しかし、「じゃあどのタイミングで蓄電池を変えるのが一番お得なのか?」と疑問に思った方もいるはずです。

つづいては、蓄電池を購入するにあたって目安にしたい交換目安のタイミングをご紹介します。どの蓄電池を購入するかの一つの指標になるので、是非参考にしてください。

2.1. 寿命を迎えた蓄電池は効率が悪い

繰り返しになりますがが、蓄電池は寿命を迎えても機能の低下や部品の劣化をあまり気にしなければ、そのまま使い続けられるものがほとんどです。

しかし、蓄電池の充放電容量が少なくなってしまうということは、その分電気の循環効率が悪くなります。せっかく省エネや電気代節約のために導入した太陽光発電システムでも、蓄電の効率が悪ければ本末転倒です。

2.2. 買い替え目安は10年間が最も賢い

結論を言うと、10年間使用したら蓄電池を買い替えるのが一番お得なのです。蓄電池の容量が減っていく目安は10年を目標にして設計されているので、100%のキャパシティを保って使用し続けたいのであれば買い替える必要があります。

さらに、メーカーの保証期間も10年間に設定している会社が多いので、この時期が交換時期と言えるでしょう。まとめると、寿命が来ても使い続けるか、買い替えるかの判断は個人で検討することができるということです。


3. 太陽光発電の蓄電池を長持ちさせる方法

蓄電池は過充電や過放電による劣化が激しい特性を持っているため、そのの寿命は使用方法や設置されている環境に大きく依存します。そのため使い方によっては放充電の容量を大きく保ったまま使い続けたり、機器そのものの劣化を防ぐことができるのです。

近年では高度なプログラムを内蔵することによって充放電の操作が可能な製品が多く発表されています。それらのプログラムを活用して寿命を縮めない使い方をすることもできるので、今回は簡単な要点にまとめてご説明します。

3.1. 電池ごとの長持ちする使用方法

ニッケル水素電池の場合

ニッケル水素電池には、メモリー効果と呼ばれる前回の充放電の容量を記憶する性能があります。そのため、浅い充電は避けて、満充電にしてから放電を開始することによって長く使うことができます。

満充電にするだけでなく、しっかり放電させてから充電することが寿命を遅らせるキーポイントになります。最近事故などの安全性の面でも注目を浴びているリチウムイオン電池のように破裂・発火まで起こるような危険性はないですが、0%から100%への推移を意識して丁寧に使用しましょう。

リチウムイオン電池の場合

リチウムイオン電池は、高電圧、高容量、高エネルギー密度の精度の高さが特徴の蓄電池なので、他の種類に比べてもともと高寿命です。リチウムイオン電池を長持ちさせるのに重要なのは、なによりも高温下に電池を置かないことです。

多くのリチウムイオン電池の負極には炭素系材料、特に黒鉛が多く使用されていることにその理由があります。黒鉛が熱で化学反応を起こすことによって電池の容量低下や抵抗上昇(出力低下)を引き起こすのです。使用するときには十分注意しましょう。

鉛電池の場合

鉛電池は放電に非常に弱いことが特徴なので、過放電させすぎないように注意することで寿命を長くすることができます。使用するさいには、「使用後はなるべくすぐに充電をする」ことが重要です。

鉛蓄電池はメモリー効果があるので、バッテリー容量が一度0%になってしまうとその後のパフォーマンスを著しく低下させることになります。

3.2. 信頼できる業者に設置を依頼する

蓄電池を個人のちょっとした工夫で長持ちさせることは可能ですが、やはり蓄電池の寿命を長く保つのは難しいですし、毎日続けるのは決して簡単なことではないのです。そこで重要になるのは、太陽光電池の設置工事を丁寧に行うことです。

良質なメーカーから蓄電池を購入していたとしても、工事の質や安全性については施工業者に一任されるので、メーカー側は工事の状態をチェックしていないのが現状です。そのため、一定の工事レベルを保つためにも、しっかりと工事会社を管理している販売店からの購入をおすすめします。

3.3. 業者選びはマッチングサービスのナコウドがおすすめ

工事会社の重要さが実際にどの会社に工事を頼めばよいのかわからないという方におすすめなのが、業者とのマッチングサービスを手掛けている「ナコウド」というサービスです。こちらのサイトでは、一人ひとりの住まいのや予算・工事内容の情報から全国の工事会社の中で最も適している工事会社を探してくれる非常に便利なサービスを提供しています。

太陽光発電の工事では、電気工事のミスによって大きなトラブルが発生することが多々あります。例えば、漏電が原因で火災が発生してしまったり、蓄電池の設置ミスでモニターの数字が正しく表示されないケースがあるので、工事会社を決める際には注意して選定するようにしましょう。

素人では判断しにくい部分もるので、是非一度「ナコウド」で相談をしてみることをお勧めします。

ナコウド

3.4. 直射日光を避け、使用する電気の電圧などを気を付ける

蓄電池を長く使い続けるためには、設置環境や使用方法に気を遣うことが非常に大切になります。特に使い方への配慮で忘れてはいけないのが、激しい充電や放電をなるべくしないということです。

蓄電池を使用するときに激しい充電や放電を繰り返してしまうと、そのたびに大きな負担が蓄電池にかかってしまいます。蓄電池は充電が0%→100%→0%のサイクルを寿命の指標にしていますが、実際にこの使い方を続けていくとあっという間に蓄電池が劣化してしまいます。

蓄電池の負担を最小限に抑えるためにも、ある程度電気が残っているうちに充電をすることを意識しましょう。細かく充電してあげると、蓄電池の寿命を延ばすことができます。


4. 太陽光発電の蓄電池の寿命は種類によって異なるが、交換は10年が目安

ここまで蓄電池の寿命についてご説明してきましたが、太陽光発電に欠かせない蓄電池の利用方法をより具体的に理解することによって、お住まいに太陽光を活用するイメージを明確にすることができたのではないでしょうか。

蓄電池の寿命の目安はメーカーや販売されている種類によってかなり差があります。しかし一つ言えるのは、メーカー保証や部品の劣化のことを考慮すると、交感は10年を目安に行うと賢く使い続けることができるということです。

また置く環境や使用方法が蓄電池の寿命に大きく影響してきます。利用する際には小さな工夫を続けて蓄電池を長持ちさせることを心掛けましょう。

4.1. 蓄電池を設置する業者選びはナコウドが便利

太陽光発電を始める際、また長く使い続ける際には、蓄電池の設置工事を丁寧に行うことが非常に大切です。信頼できる工事会社を見つけるには、プロにコンサルティングをしてらった上で判断をすることが重要です。

先ほどもご紹介しましたが、最適な工事会社を見つけるには「ナコウド」のサービスを活用することをおすすめします。ナコウドで相談すれば、一括であなたの条件に合った工事会社を紹介してもらうことができますし、費用の見積もりをしてもらうこともできます。

賢く太陽光発電を始めるためにも、是非一度ナコウドで相談をしてみてください。



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