さて、太陽光発電の総括に述べましたように、FITが終了しても、まだまだ太陽電池パネルは健在で、発電を続けています。FITを卒業したことで売電価格は大幅に下がりました。大手電力会社の買取価格は通常は10円以下で、8.5円／kWhというところが多いかと思います。
このまま、売電を続けるのがいいのか、あるいは最近よく目にする蓄電池を導入するのがいいのか。蓄電池を導入するには、また新たなコストがかかります。蓄電池はまだまだ高価だから、おとなしく売電を続けた方が得策だというサイトも見受けます。
さて、どうするか。ということで、蓄電池を導入したらどうなるかというシミュレーションを行うことにしました。
計算に用いるのは、やはりHEMSのデータです。ここでは、１時間ごとのデータを用います。対象期間は、2024年3月1日から5月31日までの３カ月間としました。
表２に対象期間の発電量、自家消費量、売電量および購入電気量の合計量を示します。使用電力量は参考のために示したもので、自家消費量と購入電気量の合計です。
電気代換算は、現在の購入電気単価（32円／kWh）および売電単価（12円／kWh）に基づいて計算しています（2024年3月に電力会社を変更しています）。
導入前と同様に自家消費量は0円とします。したがって、この間の電気代は、購入電気代から売電代を引いた額、すなわち、10,580円となります。これが、蓄電池導入のメリットを検討する基礎データとなります。
１）蓄電池の性能について
蓄電池には通常、定格出力や定格容量、初期実効容量などの性能が表記されています。
定格出力はkWで表され、蓄電池が一度に出力できる電気量のことです。例えば、５kWの蓄電池であれば、照明、冷蔵庫、テレビ等々、各機器の消費電力を合計して5kWの機器が一度に使えるということになります。
定格容量はkWhで表されますが、これは1時間に使える電気量です。すなわち、蓄電池が貯めることができる電気量のことです。通常、出力が5kWであれば容量は５kWhといえます。１kWの出力の機器なら５時間使うことができることを意味します。当然のことながら、容量の大きいほど長い時間使えるということになります。
ただし、蓄電池には初期実効容量というのが設定されています。これは、実際に使用できる蓄電池の容量を示しています。すなわち、定格容量が５kWhだから5kWh分すべて使えるというわけではないということです。初期実効容量は通常、定格容量に対して平均1kWh程度減らした値が設定されているそうです。5kWhの蓄電池なら、初期実効容量は4kWhとなり、1kWの機器は4時間しか使えないということになります。
なお、「初期」実効容量と書かれていますので、あくまで新品の状態での容量のことであり、年を経れば減っていくことが予想されます。
２）対象とする蓄電池
蓄電池のメーカーはいろいろありますが、ここではたまたまパンフレットを入手した某社のものを対象にしました。出力4.9kWhと7.4kWhの２種の蓄電池があり、それぞれ2台接続すると、9.9kWh、14.9kWhの出力にすることができるようです。
２種の蓄電池の初期実効容量は、4.9kWhが4.2kWh、7.4kWhが6.4kWhとなっています。すなわち、4.9kWhの蓄電池は4.2kWh、7.4kWhの場合は6.4kWhが実際に使える電気量ということになります。ちなみに、9.9kWh（4.9kＷh 2台）の初期実効容量は8.6kWh、14.9kWh（7.4kＷh 2台）のそれは12.9kWhです。
3）蓄電池導入による電気の流れ
蓄電池を設置した場合の、電気の流れを図１に示します。太陽光で発電した電気はまず、自家で消費され、余った分が蓄電池に貯められ、蓄電池が満タンになった時点で売電されます。すなわち、これまで売電していた分が蓄電池に貯められる分（蓄電池分）と売電に分けられます。
蓄電池分は自家で消費しますから、これも自家消費といえます。すなわち、自家消費が2種類あるということになります。ただ、同じ自家消費でも、評価(単価)が異なります。自家消費分は、太陽光発電の総括で述べたように売電できないので０円と評価できますが、蓄電池分は売電と同じ単価で評価すべきとなります。
４）シミュレーション方法
蓄電池として、4.9kWh、9.9kWh、7.4kWhおよび14.9kWhの4種について、シミュレーションを行います。ここでは、HEMSの1時間ごとのデータを用いて、畜電池内の電気量がどう変化するかを調べました。スタートは2024年3月1日0時です。スタート時は各畜電池とも満タンと仮定して、蓄電池内の電気量の時間変化を求めます。
例えば、3月1日0時台に、電力を1.5kWh使ったとすると、蓄電池の容量は同じ量減ることになります。夜間は１時間ごとに蓄電池の容量が減っていきます。朝になって明るくなってくると、太陽光発電が始まります。自家消費分を除いた電気が使用電力量を上回れば、蓄電池への充電が始まります。太陽光発電量が増えてくると充電量も多くなり、やがて満タンになればその後は電力会社に売電されます。
このようにして、夜間は蓄電池の電気を使い（放電）、昼間は充電します。蓄電池が初期実効容量（以下、実効容量）を使い切れば、購入電気を使うということを繰り返していきます。
なお、蓄電池は通常は停電や災害に備えて30%は残しておくことが推奨されていますが、ここではとりあえず実効容量を使い切ることを前提にしています。
５）シミュレーション結果
2024年3月1日の蓄電池容量の1時間ごとの容量変化を図２に示します。各蓄電池とも0時から8時までは放電しているので、容量は減っていきますが、8時過ぎから充電が始まり、2時間後の10時にはそれぞれ満タンになり、その後は売電しています。16時頃から使用量が多くなったため、放電を開始し、日没とともに放電量が増えて行きます。22時には4.9kWhの蓄電池は実効容量を使い切りました。
図２ 2024/03/01の経時変化
太陽光発電ですから当然のことながら、発電量はその日の天候に左右され、それに対応して充電量も変化します。
天候による典型的な例を示します。
まずは晴れの日です（図３）。当日の0時には各蓄電池は実効容量を使い切った状態でした。7時頃から充電が始まり、12時までにすべての蓄電池が満タンになりました。日没とともに放電が始まりましたが、この日は使用量が多かったため、14.9kWh以外は実効容量を使い切り、放電は停止しました。
図３ 晴れの日の経時変化
次に曇りの日の経時変化を図４に示します。７時頃から充電が始まりましたが、４つとも満タンにならず、16時からの放電で4つとも実効容量を使ってしまいました。
図４ 曇りの日の経時変化
雨の日の経時変化を図５に示します。当然のことながら太陽光発電量がほとんどないので、各電池とも全く充電できていません。この日はすべて購入電気で賄っているということです。
図５ 雨の日の経時変化
このようにして、各蓄電池ごとに3か月間の購入電力量、蓄電量、売電力量および自家消費量のデータをまとめたものを、表３に示します。
蓄電量が、蓄電池に貯めた電気の合計量です。自家消費量は、表２のデータと同じです。当たり前のことですが、出力の大きい蓄電池ほど、購入電力量および売電力量は減少し、蓄電量は増えていることがわかります。
６）電気代はどうなる？
表３の結果に基づいて、電気料金がどうなるかを計算します。
まず、4.9kWhの蓄電池の場合、購入電気量は449kWhなので、単価をかけて14,368円となります。蓄電量は364kWhなので、売電単価をかけると4,368円となります。合計額18,736円が使用した電気代となります。一方、余った電気を売電しています。その量は933kWhで、11,196円の収入となります。よって、差引7,540円が3か月間の電気代ということになります。
蓄電池を導入しなかった場合の電気代は、表２から10,580円でした。すなわち、蓄電池を導入することで3か月間に差引3,040円が浮いた、すなわちこれがメリットということになります。これを単純に1年間に換算すると4倍の12,160円となります。
７）蓄電池導入のメリットはあるか？
蓄電池を導入して果たして経済的メリットはあるのでしょうか。すなわち、蓄電池導入に要した費用（投資額）をどれくらいの期間で回収することができるのでしょうか。メリットを求めるには、蓄電池の価格が必要です。現在、蓄電池の1kWh当たりの価格は14万円程度と言われています（2023年）。この価格を単純に出力にかけると、表4に示すとおりとなります。9.9kWhおよび14.9kWhの蓄電池は、それぞれ4.9kWh、7.4kWhの2倍として計算しています。これを蓄電池導入で浮いた電気代で回収すると仮定すると、投資回収期間は4.9kWhで約62年かかるという結果になりました。その他の出力の蓄電池についても表4に示すように、68年～98年かかるということになり、メリットがあるとはとても言えない結果になってしまいました。
ここでは蓄電池本体価格のみで計算していますが、実際には工事費がプラスされます。一方、値引きや補助金などマイナス要因もありますので、見積もりを取らないと確実なところはわかりませんが、それでも50年以上はかかるものと推測されます。
８）蓄電量を0円にしたらどうなる？
いやはや計算した本人がびっくりの数字になってしまいました。こうなった要因は、蓄電量の単価を売電単価と同じとしたことによるものです。蓄電しなければ売電できるものだから、当然と言えば当然の評価だと思います。
しかし、これでは蓄電池を導入しようという気持ちがまったく萎えてしまいます。考えてみれば、蓄電した電気に対して実際には電気代の支払いはありません。そこで、蓄電して電気をあえて0円として計算したらどうなるかをやってみました。結果を表５に示します。
投資回収期間は、4.9kWhで26年という結果になりました。9.9kWh以上では、売電が購入電気料金を上回ることで、電気代がマイナスとなるため、回収期間は表４の結果に比べて40年以上短くなりました。それでも14.9kWhでは40年以上かかる結果となりました。
今、蓄電池を導入して経済的なメリットはあるかと言われたら、表４，５の結果から一目瞭然です。まさにどこかのサイトにあったように、売電単価が安くなっても、おとなしく売電を継続するのが得策かもしれません。
やはり、現在の蓄電池の価格はまだまだ高いということです。それでは、蓄電池の価格がどこまで下がればペイするのでしょう。蓄電した電気を0円、10年で投資額を回収すると仮定して計算してみましょう。
表５より4.9kWhの場合は1年間のメリットが29,632円ですから、10年で回収するなら蓄電池の価格は、29,632×10＝296,320円（約30万円）となります。kWh単価にすれば、約6万円です。現在の価格の半額以下ということになります。これを実現するには、おおいなる技術革新と普及が必要だと思います。それはいつになるのでしょうか。
９）結論
以上により、現時点では蓄電池導入は時期尚早のように思えます。もう少し、安くなるのを待つのが得策かもしれません。ただ、蓄電池があると、不意の停電や災害時に電気が使えるというメリットがあります。それをどう評価するか、人によってそれぞれ考え方が違うでしょう。万一の停電のことを重視すれば、最小限の4.9kWhの蓄電池を導入して、普段はできるだけ売電量を増やすというのがいいのかもしれません。