蓄電池は繰り返し充放電ができる便利な電池です。今は多くの機器に使用され普及しつつありますが、太陽光発電システムのパワコンにも蓄電池が使用されています。そんな中、電気自動車のメーカーのテスラ(テスラ・モーターズ)が蓄電池の販売を開始。
しかも、驚くほどの低価格で蓄電池業界に価格破壊を起こしております。
今後はテスラの蓄電池が業界の主流になる可能性も？あるかもしれません。
では、テスラの蓄電池とは一体どのような特徴があるか解説していきます。
■優れた性能と低価格を実現！テスラの「パワーウォール2」
こちらがテスラの蓄電池です。
引用元：https://www.tesla.com/jp/powerwall
住宅用の蓄電容量5kWhの場合、100万円以上が一般的な価格になります。1kWhあたりの価格では約20万円になります。
これに対してテスラの蓄電池「パワーウォール2」は、13.5kWhで61万7千円です。1kWhあたり約4万5千円という低価格になります。
ちなみに初代の蓄電池「パワーウォール」は7kWhで36万円でした。
※工事費は含みません。
パワーウォール2の施工は壁掛け式で、簡易施工ですぐ取付けることができます。
地面に設置するように基礎等は必要ありません。ただ重量が120kgほどあるため、
木造住宅の壁では補強が必要になる可能性がありますので、販売店に相談してみましょう。
■テスラのパワーウォールは「直販モデル」により低価格を実現！
テスラが販売している蓄電池は、「直販モデル」という販売方法を採用しております。
この販売方法は、最初パソコンで有名なDellが採用していました。販売元と消費者を直接繋げることによって、中間に卸業者などを一切通さない販売方法になります。最近では、通販サイトのアマゾンが直販モデルを採用しております。
直販モデルのメリットとしては、中間業者を通さないため、中間マージン分を上乗せしないで済む点です。
販売元の利益だけを考えればいいので、最も安く販売できる手法です。
テスラの蓄電池は、先述したように13.5kWhで61万7千円という価格です。京セラの7.2kWhの蓄電池は販売価格が約150万円程度ですので、そう考えると圧倒的な価格になります。
他社の蓄電池と比べると、約1/3から1/4ほどの値段で導入できるという事になります。直販モデルの採用が、低価格の実現の一役買っているという事になります。
■蓄電池の市場拡大に伴いテスラのパワーウォールも普及！
蓄電池における世界市場の規模は、将来的に拡大していくと予測されています。
2025年には2,407億円規模の市場になり、2015年と比較すると約5倍にまで膨れ上がる予測になっております。
特に日本では、2つの理由により自家消費サポート用に需要が増えると見込まれています。
①自家消費用の再生可能エネルギー発電設備の導入に際し、補助金制度が利用できる
②2009年から開始された固定価格買取制度の買取期間が、2019年に終了する(売電できなくなる)人が出てくる
家庭用蓄電池は従来非常用電源としての用途が主流でした。しかし、近年は再生可能エネルギーの普及促進が進み、自家消費用に太陽光発電と組み合わせて使う(太陽光発電で余った電気を蓄電池に貯めておき、雨の日や発電していない夕方以降に使用)家庭も多くなってきています。それに伴い住宅用蓄電池の需要も増加傾向にあり、テスラも市場拡大の貢献に向けて参入する見込みです。
また、住宅用FIT制度の売電期間(10年)が終了した後は、太陽光発電の売電価格がゼロになる可能性もあります。
その為、蓄電池を導入して自家消費用として太陽光発電を活用した方がお得になるかもしれません。
このように売電期間終了後の売電価格については先が見えない不安もあるため、太陽光発電を設置されている方は、蓄電池を導入された方が安心だと言えます。
■世界一の生産工場「ギガファクトリー」でパナソニックと提携して生産
テスラは、ネバダ州リノにリチウムイオン電池の生産工場「ギガファクトリー」を建設しました。
また、パナソニックと提携し、2017年1月からリチウムイオン電池の量産を開始。その過程には、トップレベルの変換効率を持つ「HIT太陽電池」のセル製造技術が駆使されております。
※HIT＝Heterojunction with Intrinsic Thin-layer
ギガファクトリーでは、年間35GWhの生産を見込んでおり、生産量は世界のリチウムイオン電池生産量に匹敵する量になります。
ですから、リチウムイオン電池に加速しセル生産コストも段階的に低下し、テスラの蓄電池の値段も下がっていくでしょう。
リチウムイオン電池を大量生産するためには、設備投資できる資金と生産の技術が必要でテスラのような高い技術力を誇る電気自動車は、リチウムイオン電池を生産する上では最適といえるでしょう。
もともと、テスラはアメリカにある太陽電池ベンチャーの「シレボ社」と提携していましたが、予定していた雇用人数を生み出せず技術製造も上手くいきませんでした。その代りとしてパナソニックのHITを使うことになり、パナソニックとの提携が実現したという事です。
■テスラの「パワーウォール」普及に向かって
テスラの蓄電池は、他のメーカーの蓄電池と比べるとデザイン性も良く、低価格です。
販売前予約は38,000台もあり、世界中で販売開始されています。日本でも予約販売されており、価格の低さから一気に普及していくかもしれません。
■テスラ パワーウォールをもっと知りたい
下図がパワーウォールの仕組みになります。
【通常時】
①ソーラーパネルで発電。
②発電電力をパワーウォールに蓄えます。
③余った電力をインバータで交流電力に変換。
④交流電力を分電盤に送り、屋内に送電。
【停電時】
①パワーウォール内の電力をインバータに送電。
②インバータで家庭内で使用できる交流電力に変換。
③交流電力を分電盤に送り、屋内に送電。
■HPから見る4つの疑問
疑問1)放電深度100％の謎
放電深度とは、放電容量に対する放電量のことです。
例えばパワーウォール2の放電容量は、カタログ値は13.5kWhです。
放電深度100％とは13.5kWhを充電して、さらに13.5kWhを放電し繰り返し利用することが可能ということです。
一般的には普通と言われるかもしれませんが、リチウム電池や鉛蓄電池は、放電深度100％で繰り返し利用すると電池の寿命が3倍短くなると言われています。すべての電池にあてはまるわけではありませんが、一部のリチウム電池は、
放電深度100％で利用すると、500回充電可能
放電深度50％で利用すると、1500回充電可能というデータがあります。
半分の容量で充放電を繰り返せば、毎回使い切ってから充電するより寿命が長くなるということです。
リチウム電池で放電深度100％での利用は可能ですか？可能ならば寿命はどれくらい持つの？という疑問が出てきます。
そこに使われているテクノロジーはいったいどんなものなのか。
はたまた、そもそもパワーウォール2でいうとカタログ値の13.5kWhは利用できる最大の出力であり容量的には、20kWhあたり搭載されており、放電深度70％ぐらいで利用することを想定しているのか
(例えば20kWh×70％＝14kWh)疑問は付きません。
もし大き目に積んでいるのであれば、考え方の問題というか、表現の問題かなとも思います。
実際に100％使える容量明記しているので、消費者にとっては分かり易いとも言えます。使う目線に立つ電池の容量の表記は、今後統一化が必要かもしれませんね。
疑問2)保証10年の内容の謎
カタログに記載されている10年保証の内容とはどんなものか。
例えば疑問1の続きになりますが、リチウムイオン電池で放電深度100％で利用した時はあきらかに寿命が短くなります。
どれくらいの使用を想定しているのか。
オーストラリアで販売でされたパワーウォール2の保証書が掲載されていました。
https://www.solarquotes.com.au/blog/powerwall-2-warranty/
※一部抜粋
使用目的によって、保証内容が変わるみたいです。
簡単に訳してみると太陽光の自家消費/バックアップとして利用する場合、総充電量の制限はなく、
10年間で定格容量の70％の保証それ以外の用途で利用する場合は総充電量37.80MWhまでの利用で、
10年間で定格容量の70％の保証となっております。細かい条件はさらにありますが、こんな感じです。
ちなみに気象条件の違う日本ではどうなんでしょうか。
疑問3)工事の謎
ホームページを見ると明確に値段が表記されていますので、消費者にとっては分かり易くなっています。
ある程度、標準工事化されています。ただ実際に取り付けるとなると、個々に設置する環境も違うでしょうし、近くに工事店がない場合はどこから来るかも気になるところだと思います。
ちなみに重量は120kg。とても重たいので、一人での工事はさすがに無理でしょう。
ホームページから施工店を募集しているので、今後は施工体制が整う可能性も出てくるでしょう。
疑問4)水冷式の電源の謎
リチウムイオン電池は高温になると性能が劣化しますので、冷やす必要があります。テスラの電池は水冷式です。
水冷式とは水を循環させて冷却するのですがそこにはポンプが必要になります。
では、この電源はどこからとるのでしょうか？
何を参考にすればよいか分からなかったので、機械の放熱のために使用される水冷式クーラーの消費電力を参考にしています。
https://www.apiste.co.jp/enc/water/
機械の放熱のために使用される水冷式クーラーの消費電力が約300w程度です。
仮に今回はその半分と考え(約150w)、常時冷却システムが作動しているとして、夏などで常時冷却システムが稼働しなければならない状態(5時間)と仮定すると0.75kWh。
蓄電池の容量は13.5kWhですので、0.75kWh/13.5kWhで一日のうちで蓄電池から約5％は冷却システムに電気が消費されている可能性もあるのかもしれません。
もっと画期的な仕組みで限りなく消費電力が小さい可能性もあります。
■蓄電池＋α情報！
蓄電池を導入される場合は停電時にどんな電気製品が使えるのか気になったりするはずです。
そこで今回は逆に、「停電時に規定容量以上の電気を使用するとどうなるの？」という質問にお答えいたします。
シャープの場合
規定以上の負荷がかかった場合、一時的にパワコンは停止し
太陽光のモニター画面に
「自立運転用コンセントまたは専用コンセントに接続された機器を減らしてください。ただし、自立運転で使用できる電力が少ない場合(発電電力が低下、または蓄電池残量が少ない場合など)は、機器を減らしてもエラーが消えない場合があります。」とエラーコード(E-32)が表示されます。
エラーを解除するには、消費電力の大きな機器からプラグを抜き専用コンセントに接続されている機器の消費電力を下げてください。
約10秒後、自動的に再起動し負荷が1500Wを超えていなければ、そのまま運転を再開します。
クラウド蓄電池の専用配線は通常時も使用できるため、たくさんの機器を繋いでしまいがちですが、非常時を考慮し接続する機器を最小限に留め、負荷が1500Wを超えないように注意しましょう。
※メーカーによって負荷容量は異なります。