蓄電池のオフグリッドとは？太陽光発電と活用し電気の自給自足を可能に！
最終更新日:2023.06.24 お役立ち情報
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オフグリッドという言葉をご存じでしょうか。
近年、大規模災害時の停電対策として電気の自給自足に関心が集まっています。中でもオフグリッドはそれを可能にする手段として注目を集めています。
また、太陽光発電と蓄電池を組み合わせることで、オフグリッドは一般家庭でも行うことが可能です。世界情勢が混とんとする中エネルギー事情は複雑化し、今までのように電気が安定供給される保証はどこにもありません。オフグリッドによって、電力会社に頼らずに電力を確保することはますます重要となっています。
そこで今回は、蓄電池を活用した蓄電池オフグリッドシステムの可能性について、さまざまな面から解説していきます。実例もご紹介しますので、オフグリッドについて知りたい方や、関心がある方はぜひ参考にしてください。
目次
オフグリッドとは？
グリッドとは電力会社の送電網のことです。
つまり、「オフ」グリッドとは送電網につながっていない状態のことです。わかりやすく言えば、電力会社の電気を使用せずとも電気を自給自足できる状態を指しています。
また、自立型の太陽光発電システムの導入は、オフグリッドに近い方法のひとつといえます。
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オフグリッドの特徴
オフグリッド最大の特徴は、太陽光などの再生可能絵エネルギーを確保できれば、どのような場所でも電力をまかなえるという点です。
再生可能エネルギーは化石燃料よりも環境への負担が少ないため、山奥などの電力網を設置できない場所でも電力を確保しやすいといえます。
また、海外では、電力インフラの整備されていない地域にオフグリッドを導入する方法を一般的なシステムとして活用しています。
太陽光発電は家庭のオフグリッドに適している
オフグリッドに重要な発電設備を検討する際は、住宅用太陽光発電がおすすめです。
風力発電や水力発電といった他の再生可能エネルギーよりも導入コストが安く、なおかつ自宅の屋根に設置すれば発電を始められる手軽さも大きなメリットといえます。
さらに、太陽光発電に対応した施工販売店は多数ありますし、太陽光パネルやパワーコンディショナといった製品もさまざまなメーカーから製造されています。
家庭でオフグリッドを実践する方法
家庭でのオフグリッドは、3つの方法で検討することが可能です。
- 一部の電力をオフグリッドにする
- 太陽光発電と蓄電池を併用する
- 完全なオフグリッド
続いては、家庭でオフグリッドを目指す方法を3種類紹介します。
オフグリッドの方法①一部の電力をオフグリッドにする
オフグリッドを実現する方法のひとつは、主用電源を電力会社から購入しつつ、部分的にオフグリッドを導入する方法です。たとえば冷蔵庫などの家電製品の一部を太陽光発電の電力を利用してオフグリッド化します。生活に大きな影響を与えないため、気軽にオフグリッドの開始が可能です。
オフグリッドの方法②主要な電源をオフグリッドにする
二つ目の方法としては、「太陽光発電システム+蓄電池」で主要な電源をオフグリッドにして、電力会社からの電源を補助的に使用する方法です。
日中は太陽光発電の電力をメインにし、余った電力を蓄電池に充電しておきます。あとは、発電量が少ない早朝や夕方、発電量0の夜間などの場面では、蓄電池に貯めた電気でオフグリッドします。
また、蓄電池への充電と発電量がが足りない場合で、なおかつ電力が必要な時は、電力会社から供給されている電気を使用します。オフグリッドの方法としては一番注目されている方法です。
こちらの記事もぜひ参照ください。
オフグリッドとは？メリットデメリットについて | エコでんち (ecodenchi.com)
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オフグリッドの方法③完全にオフグリッドで生活する
三つ目は、オフグリッドに完全に切り替えて生活する方法です。電気代の削減や環境への配慮という意味では一番効果的ですが、太陽光発電と蓄電池を大容量のものにしなくてはいけません。
しかし、太陽光発電の出力や蓄電池の容量を大規模な設備にするためには、いわゆる事業用・産業用の高額な設備機器が必要になります。
コスト面で負担が大きいことはもちろん、自宅の庭や屋根に設置するスペースが基本的にありません。そんため、一般家庭では現実的な方法と言えません。
蓄電池とオフグリッドの組み合わせで電気を自給自足可能にする
前段でも触れたように太陽光発電と蓄電池の組み合わせは、一般家庭でもオフグリッドに近い生活を実現できる方法です。特に蓄電池の機能や蓄電容量は、オフグリッドにおいて重要なポイントといえます。
そこでここでは、オフグリッド生活を送る上での蓄電池の重要性や実際に必要な容量、費用について解説していきます。
家庭用蓄電池の強みとメリットとは？
家庭用蓄電池の最大の強みは、家庭での電力の使用状況に応じて充電や放電を行えることです。家庭用蓄電池は定置用（土台に固定させる）で、10年・20年と繰り返し使用できます。
また、太陽光発電と連携すれば、発電量や電気の使用方法に合わせて充放電の機能やタイミングを調整してくれるので、より効率的な自家消費を進められます。
オフグリッドを取り入れた生活は、電力会社からの電力購入をいかに減らすかが重要なポイントです。日中に太陽光発電で生産した電力を使用しながら、余剰分を蓄電池に充電しておけば、太陽光パネルの発電していない夜間や早朝にも電気を使用することが可能になります。
また、蓄電池はさまざまな容量のものがあるため、ライフスタイルに合わせて選択が可能です。家庭で使用する一部の電力をオフグリッドにする方法なら、まずは少ない容量の蓄電池の導入から試験的に始めるといいでしょう。容量が足りないとなれば、あとから増設したり最新の製品などへ交換したりすることも可能なので、柔軟に活用できるというメリットがあります。
蓄電池活用オフグリッドシステム導入の費用・容量は？
【おおよその費用】
日本の平均的な家庭に導入するのに最適な太陽光発電システムの容量は約5kwと言われています。これは、平均的な家庭の一カ月の電気代が約10,000円前後であることから算出された値です。蓄電池の容量が大きかったり、冬の発電量が低減したりする地域では6kw以上の発電量があるとより安心でしょう。
参考：2023年12月一般家庭の平均的な電気代
出典：政府統計の総合窓口(e-Stat)（家計調査 家計収支編 二人以上の世帯 詳細結果表 月次 2023年12月 | ファイル | 統計データを探す | 政府統計の総合窓口 (e-stat.go.jp)）
|
世帯人数 |
月間平均電気代 |
|
2人世帯 |
9,085円 |
|
3人世帯 |
10,168円 |
|
4人世帯 |
11,137円 |
|
5人以上 |
12,090円 |
上記データをもとに平均的な太陽光発電システムの出力と導入コストを算出してみます。
これをもとに平均的な太陽光発電システムの導入コストを算出してみます。6kＷの太陽光発電設備の平均価格は100～150万円前後です。家庭用蓄電池の価格は、4～7kWで90～160万円ほどで、設置費用も含めると約200万円程度になります。この二つを合わせると、合計で約300～350万円の導入費用がかかる計算になります。
【オフグリッドに必要なシステム容量は】
太陽光発電システムを上記の6kWと考えると、地域によりますが年間の想定発電量は約7,000kWh程度になります。1日の発電量は平均で20kWh程度になるでしょう。標準的な家庭での電力消費量は1ヵ月おおよそ400kwhですので、1日の平均にするとおよそ13kWhになり、充分に電力消費を賄える値になります。
つまり、太陽光発電システムは月平均で600kWh程度が発電可能ですので、その電力を蓄える能力の蓄電池であればオフグリッド生活を送ることが可能ということになります。
こちらの記事もぜひご覧ください。
現役営業マンがお伝えする 2024年 家庭用蓄電池の価格相場について | エコでんち (ecodenchi.com)
補助金制度の活用で導入コストを削減可能
オフグリッド生活を目指す上でハードルの1つが、太陽光発電と蓄電池の導入コストです。国の場合は、家庭用蓄電池に関する補助金制度を実施しています。
また、自治体によっては、住宅用太陽光発電システムや家庭用蓄電池の導入に関する補助金制度を独自に実施している場合もあります。そのため、補助金制度の認定を受ければ、数万円から数10万円程度、導入費用を削減することが可能です。
太陽光発電や蓄電池の導入を検討し始めた方は、この機会に太陽光発電業者やお住まいの自治体へ補助金制度の実施状況を確認してみましょう。
こちらの記事もぜひご覧ください。
2024年（令和6年）オトクに導入！家庭用蓄電池・太陽光発電・V2Hの補助金ってどうすればもらえる？地域ごとの需給条件や金額を徹底解説 – エコでんち (ecodenchi.com)
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太陽光発電と蓄電池活用オフグリッドシステムのメリットとデメリットを解説
家庭でのオフグリッドシステムを目指すためには、住宅用太陽光発電と家庭用蓄電池の導入がポイントになります。しかし、そもそも具体的なメリットやデメリットを把握していない方も多いのではないでしょうか。
ここからは、蓄電池を活用したオフグリッドシステムについてのメリットやデメリットを解説していきます。
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【メリット1】上昇する電気代に対応可能
部分的でもオフグリッドシステムを導入すれば、上昇傾向にある電気代負担に対応することが可能です。また、FIT型太陽光発電よりも効率的に電気代負担を軽減できるのが、大きなメリットといえます。
FIT（固定価格買取制度）を利用した太陽光発電の売電価格は年々下降しており、後発組であればあるほど売電収入を伸ばしにくい状況です。
一方で電力会社の電気代は値上げを続けています。参考に、一般家庭の電気料金の2010年から2019年までの推移を表にしました。これを見ると約10年で約4円も価格が上昇していることがわかります。最近では世界情勢による燃料代の高騰を踏まえて、電気代の更なる値上げが懸念されます。低圧規制料金についても、大手電力会社7社が6月より値上げすることが発表されています。
太陽光パネルが発電可能な日中にオフグリッドを行い、さらに余剰分を蓄電池に充電しておき、夜間に蓄電した電力を使用することで電気代を削減できます。家庭での電力の自家生産・自家消費を可能にするオフグリッドシステムは、高騰する電気代に対応する非常に有効な手段です。
電気料金平均単価の推移
|
年代 |
2010年 |
2011年 |
2012年 |
2013年 |
2014年 |
2015年 |
2016年 |
2017年 |
2018年 |
2019年 |
|
電気料金（円） |
21.39 |
22.32 |
23.44 |
25.53 |
27.49 |
26.02 |
24.31 |
25.73 |
27.23 |
27.4４ |
|
年代 |
2020年 |
2021年 |
2022年 |
|
電気料金（円） |
25.82 |
28.09 |
34.00 |
出典：資源エネルギー庁ウェブサイト（2.経済性｜資源エネルギー庁 (meti.go.jp)）
2024年4月以降の大手電力会社10社から提示されている電気料金に関しては、同年3月と比較してわずかに値下がりする電力会社もあれば、大幅な値上げを予定している電力会社、反対に値下げ方向で調整している電力会社も存在しています。
しかし、いずれにしても国の補助政策「激変緩和措置」による電気料金の値引き額が、5月使用分から半額になるほか、再エネ賦課金の値上げも控えています。
2024年度の再エネ賦課金は1kWhあたり3.49円で、同制度発足以降過去最高の金額です。今後も電気代負担の増加が続く見通しなので、太陽光発電と蓄電池を活用したオフグリッド生活のメリットは大きいといえます。
【メリット2】脱炭素を実現しSDGsに貢献
オフグリッドの導入によって、世界中で推進されているSDGsに貢献できるのは、私たちにとってもメリットのあるポイントです。
たとえばSDGs目標7「エネルギーをみんなに そしてクリーンに」のターゲットの中には「2030年までに、世界のエネルギーミックスにおける再生可能エネルギーの割合を大幅に拡大させる。」というものがあります。
太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用することは、SDGsの目標を推進することになります。また、再生可能エネルギーをはじめとしたクリーンエネルギーは、二酸化炭素を始めとする温室効果ガスを発生させないため、環境に負荷をかけません。
気候変動問題は深刻化しており、海面水位の上昇や気温の大きな変動による農作物へのダメージ、台風や豪雨といった災害の頻度が上がるリスクなど、私たちの生活に大きな影響を及ぼします。
そこで電力のオフグリッド化は、脱炭素に向けて非常に有効な手段です。
【メリット3】災害時の非常用電源として活用できる
太陽光発電と蓄電池を導入したオフグリッドシステムを普段から活用していれば、大規模災害時の停電の際に役立ちます。
東日本大震災などの大規模災害では、数日もしくは1週間以上の停電が発生する可能性も出てきます。在宅避難生活中は、情報収集手段としてラジオを活用したり調理機器を使用したりしたいところです。また、スマートフォンなどの充電も必要になります。
しかし、長期停電中では、ポータブル発電機でカバーしきれませんし、電気のない状態で情報を得ることが難しく、その他避難生活のおいても不便を強いられます。
住宅用太陽光発電と家庭用蓄電池には、自立運転モードという停電時に稼働するための仕組みが搭載されています。自動で切り替えるタイプのほか、手動で切り替えるタイプもあり、いずれにしても各設備を停電中に活用することが可能です。
インフラが復旧するまでの間も、通常の生活を送ることができるのは大きな安心感へとつながります。
オフグリッドのデメリットについて解説
蓄電池オフグリッドシステムのメリットは非常に大きいものですが、デメリットももちろん存在します。
それでは、オフグリッド生活を目指すために太陽光発電と蓄電池を導入するデメリットについて解説します。
導入費用がかかる
オフグリッドシステムを導入するためには、100万円～の導入費用がかかります。
自宅の電気をオフグリッド化するためには、住宅用太陽光発電の導入とともに電気を蓄えるための家庭用蓄電池が必須です。前段でもご紹介したように、これらの導入コストは決して安くはありません。
ただし、高騰する電気料金を抑えられるという点と、災害時の備えに役立つという点は、導入コストを超えるメリットでもあります。
前半でも解説したように補助金制度を活用できる可能性があるので、まずは国のＨＰや自治体窓口で太陽光発電・蓄電池に関する補助金制度を受けられないか確認してみましょう。
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維持管理費用がかかる
太陽光発電と蓄電池を導入したあとは、定期メンテナンスや保守点検費用をはじめとした維持管理費用がかかります。
太陽光パネルは20年を超えても発電を続けることの可能な設備です。しかし、直流・交流機能や制御機能を持つパワーコンディショナの寿命は10～15年程度とされており、少なくとも1回以上は修理交換が必要になります。
また、家庭用蓄電池に関しても、充放電サイクルを繰り返すことで容量が減少して行きます。こちらも10年を超えると交換が推奨されているため、1回以上の修理交換が必要です。
さらに修理交換や点検を実施するためには、専門業者へ依頼しなければいけません。つまり、メンテナンスや保守点検費用が発生します。
他にも太陽光発電や蓄電池に関する有償の保証制度や保険への加入が必要なので、維持管理費用を計算した上で年間の収支を予測することも大切です。
発電量が天候に左右される
オフグリッドに適した太陽光発電の発電量は、天候に左右されます。そのため、シミュレーションしたとしても、実際の発電量は異なります。
また、安定した発電量を確保することが難しい状況です。たとえば、梅雨や雨・曇りの日発電量が低下してしまいますし、雪の日なら発電できません。
さらに台風や暴風などといった災害で破損してしまうリスクがあるため、電力会社から供給される電力も活用しながらバランスよく生活していくのも、リスク分散という点で重要です。
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オフグリッド生活の実例紹介
ここでは実際にオフグリッド生活を実施した例をご紹介します。
テスラのパワーウォールでオフグリッド生活
世界的に有名なEVを販売しているテスラ社は、家庭用蓄電池「パワーウォール」を販売しています。この「パワーウォール」と太陽光発電を組み合わせて、オフグリッド生活を実施した人がアメリカに存在します。太陽光発電と蓄電池を同時にスムーズに稼働させることに成功し約30日間もの間、電気の自給自足を可能にしたそうです。
ただし使用したパワーウォールは3台分（13.5kWh×3台=40.5kWh）、太陽光発電システムは約13kWとのことなので、日本で導入する場合はかなりの大型のシステムになるでしょう。しかし逆に言えば、容量などをクリアすれば電力会社を通さず電気の自給自足は十分可能ということです。
一部の家電製品や照明をオフグリッド化
上記のような大規模なシステムによらなくても、家庭で使用する電力の一部をオフグリッド化することは十分に可能です。
たとえば、下記のような用途があります。
・パソコン等OA製品のバックアップ電源
・長期保存する食品の専用冷蔵庫の電源
・敷地内の倉庫や別棟の部屋の照明、コンセント
・家庭菜園の散水ポンプ用電源
まずはこのような一部のオフグリッド化からスタートして、様子を見ながら蓄電池を増設して対象範囲を広げていくのも賢いやり方と言えるでしょう。
まとめ
オフグリッド生活を実現するためには「太陽光発電＋蓄電池」が有効ということがご理解いただけたのではないでしょうか。完全なオフグリッドは現実的ではないものの、照明や生活家電など、多くの家電製品や住宅設備の電力をカバーすることが可能です。
オフグリッドに関心を持っている方や電気代負担に悩んでいる方などは、今回の記事を参考にしながら太陽光発電と蓄電池を比較検討してみてはいかがでしょうか。
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