【LVYUAN】太陽光発電システムにバッテリーの選び方

バッテリーの選択は太陽光発電システムに極重要の一環です。容量、効率、種類または安全性など、いろいろ考慮が必要ですね。前回はソーラーパネルの選択、接続の記事を詳細に説明しました。太陽光発電を構築するため、今度はバッテリーの選定を進めてまいります！この記事では、太陽光発電、オフグリッド生活を向けの方に予算や環境に応じたバッテリーの選び方について理解を深めていただいていって説明させていただきます。

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バッテリーの種類から選ぼう！

バッテリーの開発は、長い歴史を持っていますね。20世紀初頭になると、鉛蓄電池またはリチウムイオン電池は急速に普及し、近年太陽光発電、オフグリッドシステムへの応用も進んでいます。今回はコスパや安全性を重視し、鉛蓄電池とリチウムイオン電池を選定します。

1、鉛蓄電池

まずは、鉛蓄電池の説明です。鉛蓄電池の分類の仕方は大きく分けて2つあります。車のバッテリーとして一般的に使われているスターターバッテリーとディープサイクルバッテリー二種類分けています。スターターバッテリーに対し、ディープサイクルバッテリーは深い充放電サイクルに耐えることができる設計されています。安価に構築できる蓄電側バッテリーとして、太陽光発電システムなどの再生可能エネルギーシステムを構築するのなら、なるべく深放電に強いものを選んだ方がいいですね。そのため、鉛蓄電池（ディープサイクルバッテリ）ーを選びすることがお勧めです。

LVYUAN社生産した鉛蓄電池は安全なVRLA（制御弁式）バッテリーです。密閉式の構造を採用して、水素の発生や電解液の減少を抑えて、液漏れの心配がなく横置きすることもできるので、換気の悪い場所や限定された小さなスペースでも使用することができます。また、バッテリー本体の自己放電も比較的少ないため、従来の鉛バッテリーの寿命と比較しておよそ2倍程の寿命を実現します。

2、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー

今後はリチウムイオン電池の時代ですね、リチウムイオン電池は鉛蓄電池などバッテリーに比べ、繰り返しの充放電により強い、同じ容量でもコンパクトかつ長寿命など様々なメリットがあります。将来太陽光発電の流行もリン酸鉄リチウムイオン電池は最適な商品だと思います。

だが、リチウムイオン電池の製造には特定の材料（リン酸鉄など）が使用されるため、製造コストが他の一部のリチウムイオンバッテリーよりも高くなる場合があります。

リチウムイオン電池と鉛蓄電池のところで説明差し上げたとおり、コストパフォーマンスの高さから、鉛電池式のディープサイクルバッテリー（密閉式・AGM式を含む）が最もソーラーシステム構築がしやすい製品です。下記の説明ではバッテリーに鉛蓄電池を使用することを前提とします。

バッテリーの容量から選ぼう！

電池の種類は鉛蓄電池を決めたら、次は容量（サイズ）を決めましょう！

1、鉛蓄電池の性質

LVYUAN社生産した鉛蓄電池（ディープサイクルバッテリー）は、12Vとして販売しています。また、充放電回数については、放電深度やバッテリー個体の品質（価格）によって変わります。また、鉛蓄電池バッテリー自身の性質によると、、完全に放電することができますが、鉛蓄電池の放電深度（Depth of Discharge, DoD）はバッテリーの寿命に影響を与える重要な要素なので、通常は70%のDoDまで使用されることが推奨されます。（深い放電や長期間の放電が繰り返されると、バッテリーの性能や容量が低下し、寿命が短くなることがあります。）

また、上記バッテリーを直列にして24V仕様にすることにより、2倍の電気を取り出すことも可能です。

2、バッテリーの容量を決める

バッテリーの容量は一般的に「Ah（アンペア時）」で表されます。Ahは電流の量を表し、バッテリーから取り出せる電流の量を時間との積で表します。数値の上では、バッテリー容量が100Ahであれば、100Aの電流を1時間（100A × 1時間）供給することができるという解釈ができます。

例えば、100Ahのバッテリーは、1Aの電流を100時間（1A × 100時間）供給することができます。同様に、50Aの電流を2時間（50A × 2時間）供給することもできます。

一方で、バッテリーの容量をエネルギー量（通常電気代に表示された使用量）として表現する場合、通常は「Wh（ワット時）」または「kWh（キロワット時）」が使用されます。Whはエネルギーの量を表し、バッテリーが供給できるエネルギーの総量を示します。

バッテリーの容量をAhとWhの関係で変換するには、バッテリーの電圧を考慮に入れる必要があります。バッテリー容量（Ah）をバッテリーの電圧（V）で掛けることにより、容量をWhに変換することができます。

例えば、バッテリーの容量が100Ahで、バッテリーの電圧が12Vであれば、バッテリーの容量は100Ah × 12V = 1200Wh（または1.2kWh）となります。したがって、バッテリーの容量は通常「Ah」で表され、電流の量を時間との積で示します。エネルギー量として表現する場合は「Wh」または「kWh」を使用し、バッテリー容量（Ah）にバッテリーの電圧（V）を掛けることで変換します。

一般家庭での平均電気使用量をみていきましょう。（月額年間もしくは日）

1人の一日の使用量を計算していきます。バッテリーの容量を計算するために、1日の使用量をDOD（70％）で割ります。式は以下の通りです。

バッテリー容量 = 1日の使用量 / DOD

バッテリー容量 = 6.1kWh / 0.7 = 8.7kWh

したがって、1日の使用量が 6.1kWhでバッテリーのDODを70%に設定する場合、バッテリーの容量は8.7kWh以上となります。完全なオフグリッド生活を実現するため、必要容量（8.7kWh / 12V≈） 700Ahと見積もることがわかります。

3、バッテリーを決めます

完全なオフグリッド生活は簡単に実現できません。今回はまず半分の蓄電量と見積もります。上記の記載を踏み込まれて、以下を満たす範囲で選定します。

・ディープサイクルバッテリー

・密閉型

・チウムイオン電池と鉛蓄電池

・価格

この条件で探したところ、Lvyuan社生産された鉛蓄電池（200Ah・12V）を紹介させていただきます。

Lvyuan社生産された鉛蓄電池（200Ah・12V）は鉛電池式のディープサイクルバッテリーで、従来の液式鉛蓄電池と比較して排出されるガスが少なく、過充電による発生したガスはバッテリーの制御弁により外部に安全に放出されるので安心です。バッテリーには密閉式・AGM式を含んで、従来の鉛バッテリーの寿命と比較しておよそ2倍程の寿命を実現します。

200Ah・12V2台を直列して、200Ah・24Vシステムになって、蓄電量4.8kWh分を揃って1人の一日の半分の使用量と見積もります。ただ、鉛蓄電池の一つ欠点は激重です。200Ahの鉛蓄電池でも約59.5 kgの重さです。サイズが大型となり、佐川急便及びヤマト運輸では発送が出来かねてしまうため、大型のお取扱いが可能である西濃運輸での発送は普通です。

というわけで、今回はバッテリーの選定に関する記事をまとめました。リチウムイオン電池と鉛蓄電池は現時点最もソーラーシステム構築がしやすい製品です。だが、リチウムイオン電池は現時点また高価ですね。同じ容量のバッテリー、鉛蓄電池の価格はリチウムイオン電池の半分しかないです。次回は、バッテリー取り付け（直列・並列）について、紹介したいと思います！

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