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蓄電池の耐用年数(寿命)は?/各種メーカー比較

家庭用蓄電システムの耐用年数(寿命)

蓄電池システムを検討するうえで、気になるポイントの一つとして「耐用年数(寿命)は?」という質問を頂くケースが多々あります。

蓄電池システムは、導入すればずっと使用したいと思う商品です。ですから何年使えるのか、どう使ったら長く使えるのか気になると思いますので、解説していきましょう。

 

各種蓄電池の寿命

充放電の回数には寿命があり、保証されている回数を超えると蓄電容量が減ってきます。蓄電池の寿命はどれくらいなのかということも知っておきたいですね。

各種蓄電池の比較
電池の種類 ニッケル水素 リチウムイオン NAS レドックスフロー 溶融塩
エネルギー化

(エネルギー密度:Wh/kg)

×

35

60

200

130

×

10

290

寿命

(サイクル数)

17年

3,150回

5~7年

2,000回

10年

3,500回

15年

4,500回

6-10年

制限なし

評価中

 

 

エネルギー分野で利用可能な蓄電池は4種類になります。

各蓄電池によって自動車用や出力安定化用として、様々な特色を活かし開発・利用されています。

 

①NaS電池

特徴

・構成材料が原始的に豊富で、量産によるコストダウンが可能で理論エネルギー密度も高い。また充放電時の副反応がなく(自己放電もない)、充放電のエネルギー効率も高く長寿命。SOC(※1)の利用可能範囲も広い。

※1:SOCとは、State of Charge の略で充電レベルを意味します。

NaS電池

参照:日本ガイシ株式会社

 

②リチウムイオン電池

特徴

・エネルギー密度が高く、充放電エネルギー効率が極めて高い。しかも自己放電が小さい。溶解析出反応を伴わないので、長寿命が期待できます。また急速充放電が可能で充電状態が監視しやすい。低いSOCで劣化が起こりにくい。

リチウムイオン

③鉛電池

特徴

・比較的安価で、使用実績が多く、比較的広い温度範囲で動作。過充電に強く、高電流密度による放電が可能。リサイクル体制も確立。

鉛電池

④ニッケル水素電池

特徴

・溶解析出反応を伴わないので、長寿命が期待でき、過充電、過放電に強い。SOC範囲も極めて広く、急速充放電が可能である。また使用温度範囲も広い。理論エネルギー密度も高く、エネルギー効率も比較的高い。

ニッケル電池

家庭用蓄電池の寿命は10年が一つの目安

蓄電池の寿命は、「サイクル」で表記することがあります。「サイクル」とは、充電と放電を1セットとして、何回繰り返すことが出来るかという回数です。同じリチウムイオン電池でも、メーカーによって、その特性などが異なるので、サイクル数も異なってきます。また、充電・放電やその他の周囲環境によってもサイクル数は異なります。

 

一般的には、蓄電池容量が大きいほど蓄える電力量が大きいため、1回あたりの充放電のサイクル自体も長くなり、寿命を伸ばすことにも繋がってきます。

 

家庭用蓄電池に採用されているリチウムイオン電池であれば、設置する環境や使用条件にもよりますが、約4千サイクルで毎日使えば約10年程度と言われています。

 

寿命を迎えるとどうなる?

10年使用し、それ以降使えなくなるのかというと、必ずしもそういうわけではありません。リチウムイオン電池自体は、充放電を繰り返すたびに少しずつ充放電容量が減っていくという形なので、使えなくなるわけではありません。

 

リチウムイオン電池は、電気自動車として10年程度は安心して使えるように設計されていて、10年使用すると容量が7割前後になると言われています。

家庭用蓄電池の中には、電池だけではなく、電子部品や基盤が入っていて、設計寿命が10年に満たないものも少なくないので、部品交換が必要になるケースがあるでしょう。

リチウム容量

蓄電池を長持ちさせるためには

蓄電池はぎりぎりまで使い切って充電した方が長持ちするという話を聞いたこともあるかと思いますが、これはニッケル水素電池等の場合なのです。

家庭用蓄電池システムは、リチウムイオン電池を使用している場合が多く、容量が満タンの状態や空っぽの状態よりも、容量50%ぐらいの状態の方が電池への負担が軽減されます。なので使い切って充電するよりも、容量50%前後付近で充放電を繰り返す方が長持ちする特性を持っております。

 

平成30年度2018年の蓄電池の補助金は?

平成29年度の家庭用蓄電池の補助金は出ませんでした。

では平成30年度はどうなのか。

結論から言いますと蓄電池単体の導入の場合は出ないです。補助金の予算は組まれていましたが、「ZEH化等による住宅における低炭素化促進事業」の方に組み込まれます。

○主なスマートハウス関連補助金【2018年度予算案より】

事業名称 事業概要 要求額
ZEH化等による住宅における低炭素化促進事業(環境省・経産省・一部国交省連携) 1.ZEH化による住宅における低酸素化社会促進

①ZEHの交付要件を満たす住宅を新築・改修する者。

②ZEH要件を満たす住宅に、低炭素化に質する素材(CLT、CNF等)を一定量以上使用し、または先進的な再エネ熱利用技術を活用した戸建住宅を建築。

③分譲集合住宅及び賃貸集合住宅(一定規模以下)のZEH相当となるものを新築、又は同基準を達するよう既築住宅を改修する場合。蓄電池の導入補助も用意。

実施期間:①は平成31年度まで、②・③は平成34年度まで実施。

補助率等:①・③70万円/戸、②90万円/戸、蓄電池3万円/kWh(上限30万円)別途補助

2.高性能建材による住宅の断熱リフォーム

①既存戸建住宅及び、②既存集合住宅について、高性能建材導入に係る経費(設計費、設備費、工事費、諸経費)の一部を補助。

住宅太陽光発電設備が設置されており、①の事業に加え、一定の要件を満たす家庭用蓄電池、又は蓄熱設備を設置する者に設備費と工事費の一部を補助。

実施期間:平成31年度まで

補助率等:①1/3(上限120万円/戸)、②1/3(上限15万円/戸)蓄電池設備費(3万円/kWh上限1/3)、工事費(上限5万円/台)別途補助蓄熱設備 設備費・工事費合わせて(上限5万円/台)別途補助

85億円

 

自治体からの蓄電池の補助金は?

平成30年度は、各都道府県や市区町村で補助金が設定されていますので、検討中の方は各自治体にご確認いただくか、ひだかや株式会社にお問い合わせください。

 

自治体からの蓄電池の補助金は太陽光が必須なの?

補助金の支給条件は、都道府県や市区町村によって違います。

例えば岡山県岡山市や倉敷市では、蓄電池単体の導入でも補助が受けられます。

 

補助金額【岡山市】

蓄電池:補助対象経費の1/3(上限15万円)

HEMS:補助対象経費の1/3(上限10万円)

要するに満額が25万円となります。

※予算達成で打ち切りとなります。

 

補助金額【倉敷市】

蓄電池:補助対象購入金額の1/10(上限10万)

要するに満額が10万円となります。

※100件達成で打ち切りになります。

 

このように市区町村によって金額や蓄電池システムに関わる商品に対しても

補助金がでますので、把握する必要がありますし、予算や件数という制限がありますので、補助金がある時に検討することをお勧めいたします。

また条件もありますので、ご注意ください。

【対象者】

・住宅に導入すること

・未使用であること

・市税を完納していること

 

ダブル発電とは?

「ダブル発電」又は「押し上げ効果あり」とも呼ばれています。

こちらが太陽光発電と蓄電池の1日の電力使用状況のイメージ図になります。

ダブル発電

①ナイトタイム(23時~8時)

電力会社の電気を家庭で使い、蓄電池に夜間の割安な電気を蓄える。

②ファミリータイム(8時~10時、17時から23時)

電力会社の電気を家庭内で使う。

③デイタイム(10時から17時)

蓄電池に蓄えた電気を優先的に使用し、太陽光発電の売電量が増える

 

ダブル発電のメリットは買取価格は安くなりますが、売電量が増えますので、日中電気を使うご家庭や太陽光発電のシステム容量が少ない方にお勧めです。

 

ただ今の主流としては、「シングル発電」になります。

定置のシングル発電型の蓄電池は、大型で分電盤に繋いでもダブル発電にならないので売電単価が減額されず、太陽光発電との連系もできます。また、電力会社の割安な深夜電力も蓄えて使えますので、天候に左右されずに電気料金を減らすこともできます。

 

各蓄電池の性能を紹介

■メーカーラインナップ、性能比較
メーカー シャープロゴ 京セラロゴ パナロゴ スマスタロゴ
商品 シャープ4.2 京セラDC パナ スマートスター
容量 4.2kWh/8.4kWh 12kWh 5.6kWh/  11.2kWh 9.8kWh
定格出力 2.0kW 3.0kW 2.0kW 3.0kW
寸法(W×H×D) W 500mm W 1060mm W 480mm W 761mm
H 605mm H 1250mm D 610mm H 1145mm
D 360mm D 300mm H 230mm D 440mm
重量 77kg 226kg 68kg 195kg
想定寿命 12,000サイクル(約30年) 6,000サイクル (約15年) 10,000サイクル(約27年) 6,000サイクル (約10年)
発電モード シングル発電 シングル発電・  ダブル発電 シングル発電 シングル発電・ ダブル発電
機器保証 10年間    【15年保証(有償)】 10年間 ユニット10年、 パワーステーション15年 10年間
出力保証 納品から10年、 充電可能容量が 定格容量の60% 未満 なし 納品から10年、 実質容量(5.4kWh)の60%未満 納品から10年、 充電可能容量が60%を下回った 場合
メーカー オムロンロゴ NECロゴ 東芝ロゴ 4Rロゴ
商品 オムロン NEC 東芝 4R
容量 6.5kWh 7.8kWh 7.4kWh 12kWh
定格出力 1.5kW 3.0kW 3.0kW 3.0kW
寸法(W×H×D) W 452mm W 980mm W 780mm W 1100mm
H 656mm H 1150mm H 1025mm H 1150mm
D 120mm D 300mm D 300mm D 310mm
重量 52kg 150kg 142kg 280Kg
想定寿命 8,000サイクル (約20年) 6,000サイクル  (約15年) 10,000サイクル(約27年) 約10年
発電モード シングル発電 シングル発電・  ダブル発電 シングル発電・ ダブル発電 ダブル発電
機器保証 10年間 10年間     【15年保証(有償)】 10年間 バッテリー5年、その他製品2年
出力保証 納品から10年、 定格容量の60% 未満 納品から10年、  実質容量(6.62kWh)の50%未満 納品から10年、 定格容量の60% 未満 なし

 

蓄電池の導入時期はいつがベスト?

検討中の方は、補助金があるうちに購入されるのがベストです。国の補助金はないですが、地方自治体の補助金が出ているうちに導入されるので賢明でしょう。地方自治体の補助金は宣伝がございませんので、知らない方が多いです。ひだかや株式会社では、ご相談いただけましたら、各市区町村の補助金の案内もできますので、お気軽にご相談ください。

 

蓄電池+αで知っとこ!

リチウムイオン電池の原材料であるレアメタルは希少価値!

チリでの炭酸リチウムの生産工程

絶景で有名なウユニ塩湖

(※ウユニ塩湖では生産を行っておりません)

ウユニ塩湖[1]

天日干しで炭酸リチウムを濃縮

(世界第二位の大きさであるアタカマ塩湖)

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不純物を除き、粉末状で生産

(世界シェア26%のSQM社)

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・リチウムイオン電池の原材料であるレアメタルの「炭酸リチウム」は、日本は100%輸入に頼っており、その内80%をチリから輸入。

・チリのアタカマ塩湖が世界最大の産出場所で、塩湖の水(かん水)を1年間天日干しすることで、炭酸リチウムができる。

まとめ

家庭用蓄電池は、ほとんどのメーカーがリチウムイオン電池を使用していますが、サイクル数や保証内容が違います。長く使っていただくため、メーカー選びですとか使い方の確認することをお勧めいたします。

家庭用蓄電池の事なら ひだかや株式会社にお任せ!