今回は、ハイブリッド蓄電池の動作について、よくいただく質問をまとめて解説します。

 

このブログでは、ハイブリッド蓄電池とはどんな仕組みなのか、太陽光で発電した電気が一日の中でどのように使われているのか、そして停電したときにできることと、逆にできないことについても説明していきます。あわせて、ハイブリッド蓄電池で特に多い勘違いについても、正しい考え方をお伝えします。最後まで見ていただければ、ハイブリッド蓄電池の動作についての基本は、しっかり理解できる内容になっています。この動画を見てから販売店の話を聞くと、専門的な説明もスムーズに理解できると思います。

 

 

 

ハイブリッド蓄電池とは？

 

 

ではまず、ハイブリッド蓄電池の話に入る前に、一般的な蓄電池の構成から説明します。太陽光発電や蓄電池でつくられたり、ためられたりしている電気は、もともと直流の電気です。一方で、家庭で使っている電気は交流です。そのため、直流の電気を交流に変換する機器が必要になります。それがパワコンです。

 

 

 

 

まず太陽光発電には、太陽光パネルでつくった直流の電気を、家庭で使える交流に変換するための、太陽光発電用のパワコンが必要になります。そして蓄電池にも、充電や放電を制御するために、蓄電池用のパワコンが必要になります。この蓄電池用のパワコンも、直流と交流を変換しながら電気をやり取りしています。

 

このように、太陽光発電用と蓄電池用で、それぞれ別々にパワコンを持っている構成を、単機能蓄電池、またはフレキシブル蓄電池と呼びます。ここまでが、いわば一般的な構成です。

 

 

 

 

一方で、ハイブリッド蓄電池は、この二つの役割を一台にまとめた構成になっています。太陽光発電用と蓄電池用、両方の直流と交流の変換や制御を、ハイブリッドパワコンと呼ばれる一台の機器で行っています。

 

 

 

 

 太陽光発電と蓄電池導入時の発電した電気の使われ方

 

 

では次に、太陽光発電と蓄電池を導入した場合、発電した電気がどのように使われているのかを説明します。太陽光で発電した電気には、「どの順番で使うか」というルールがあります。この順番が決まっていることで、システム全体が自動的に制御されています。

 

最初に使われるのが、自宅で使う電気、いわゆる自家消費です。照明やエアコン、冷蔵庫など、今まさに使っている電気が、太陽光でまかなえる場合は、そこに優先的に使われます。次に、自家消費に使ってもまだ電気が余っている場合は、その電気を蓄電池に充電します。昼間に発電した電気をためておくことで、夕方や夜に使えるようにするためです。

 

そして、自家消費と蓄電池への充電を行っても、さらに電気が余った場合に、はじめて売電に回されます。このように、太陽光で発電した電気は、自家消費、蓄電池の充電、売電という順番で使われています。

 

 

 

 

 

時間帯別の動作イメージ（1日の流れ）

 

 

ではここから、太陽光発電と蓄電池が、一日の中でどのように動いているのかを、時間帯ごとに説明していきます。

 

まず朝です。朝は太陽が出始めてはいますが、発電量はまだそれほど多くありません。この時間帯は、太陽光で発電した電気が、まず家の中で使われます。照明や家電に使って、それでも電気が足りない場合は、その分を電力会社から買って使っています。

 

 

 

 

次に昼間です。お昼前後になると、太陽光の発電量が一番多くなります。家の中で使う電気をまかなっても、まだ余裕が出てくる時間帯です。この余った電気は、まず蓄電池に充電されます。そして、蓄電池にも十分に充電できて、それでも余った分がある場合に、はじめて売電に回されます。

 

 

 

 

次に夕方です。夕方になると、太陽光の発電量はだんだん少なくなってきます。この時間帯は、発電した電気と、昼間にためておいた蓄電池の電気を使いながら、家の電気をまかなっていきます。

 

 

 

 

そして夜です。夜は太陽光の発電がありませんので、昼間にためておいた蓄電池の電気を使って、家の電気をまかないます。蓄電池の残量がある間は、電力会社から電気を買わずに生活することができます。ただし、蓄電池の残量がなくなった場合は、その時点で電力会社から電気を買って使うことになります。

 

また、昼間であっても、太陽に雲がかかると、一時的に太陽光の発電出力が落ちることがあります。その場合は、足りない分を蓄電池でまかないますし、蓄電池の残量が少ない、または残っていない場合は、昼間でも電力会社から電気を買って使うことになります。

 

 

 

 

このように、太陽光発電と蓄電池があるおうちでは、時間帯や天気によって、電気の状況が常に変わります。ですが、おうちで使う電気を、太陽光発電でまかなうのか、蓄電池を使ってまかなうのか、それとも電力会社から電気を買ってまかなうのか、こうした切り替えは、すべて自動で行われています。

 

これは、家庭用蓄電池が電力会社の電力系統と直接つながっているからこそできる制御でもあります。太陽光の発電量や、蓄電池の残量、そして家の中でどれくらい電気が使われているかを常に見ながら、その時その時で一番合った形に、自動で電気の流れを切り替えてくれます。

 

 

 

ハイブリッド蓄電池の動作の特徴

 

 

ではここから、ハイブリッド蓄電池ならではの動作の特徴について、もう少し詳しく説明していきます。ここで一番多い誤解が、「太陽光の発電量が、パワコンの出力を超えたら、その分の電気は捨ててしまっているのではないか」という考え方です。

 

そのため、「パネル容量は、パワコンの出力までにした方がいい」と考える方も多いのですが、これはハイブリッド蓄電池の動作を正しく理解できていないことによる誤解です。まず整理しておきたいのが、パワコンの出力というのは、交流の出力を指している、という点です。つまり、家で使ったり、売電したりするために、交流として外に出せる電気の上限が、パワコンの出力です。

 

一方で、蓄電池への充電は、直流のまま行われます。この交流の出力と、直流で行われる蓄電池の充電は、まったく別で制御されています。具体的な数字を使ってイメージしてみます。

 

たとえば、太陽光パネルの容量が8kW、ハイブリッドパワコンの交流出力が4.95kW、というシステムを想定します。このとき、天気が良くて、太陽光の発電出力が6kW出ているとします。まず、おうちで1kW分の電気を使っていた場合、その1kWは自家消費に使われます。そうすると、発電している6kWのうち、残りは5kWになります。

 

 

 

 

ここで、「もうパワコンの出力4.95kWを超えているのでは？」と思われがちですが、この時点で、交流として使われている電気は、自家消費の1kWだけです。残りの5kWは、交流に変換されることなく、直流のまま蓄電池の充電に回されます。そのため、このケースでは、売電は発生しませんし、パワコンの交流出力も1kWのままで、4.95kWを超えることはありません。

 

 

 

 

つまり、パワコンの交流出力と、蓄電池への直流充電は別物だ、という点が、ここで一番大事なポイントです。この仕組みを理解すると、「パネル容量が、パワコンの出力より大きくても問題ない」ということが、自然と分かってきます。このように、パネル容量をパワコン出力よりも大きくすることを、過積載と呼びます。ハイブリッド蓄電池では、この過積載を前提とした設計が、一般的になっています。

 

ただし、注意点もあります。蓄電池が満充電になると、それ以上、直流で充電することができなくなります。そうなると、電気の使い道は、自家消費と売電だけになります。この状態で、太陽光の発電量が、パワコンの交流出力を超えた場合には、はじめて、その超えた分の電気が使いきれず、捨てられることになります。

 

 

 

 

ここで重要なのが、パネル容量を大きくすればするほど、昼間の発電量が増え、蓄電池が満充電になる時間も早くなる、という点です。蓄電池が早い時間帯で満充電になってしまうと、それ以降の時間は、発電しても受け止めきれず、捨ててしまう時間が長くなってしまいます。

 

つまり、パネルを多く載せれば載せるほど、必ずしも得になるわけではなく、パネル容量、パワコン出力、そして蓄電池容量、このバランスがとても重要になります。このバランスを考えた結果として、実務的には、過積載は多くても1.5倍、いわゆる150％程度までが現実的、という目安が出てくる、という考え方になります。

 

ここまでの話をまとめると、ハイブリッド蓄電池では、太陽光の発電量がパワコンの交流出力を超えていても、すぐに電気を捨てているわけではない、交流と直流は別で制御されている、だからこそ、パネル容量がパワコン出力より大きくても問題ない、ただし、蓄電池容量とのバランスを考えた過積載が重要、ということになります。

 

 

 

よくある勘違いQ&A

 

 

ここからは、ハイブリッド蓄電池について、実際によくいただく勘違いや質問をもとに、整理してお話しします。まずよく聞かれるのが、「蓄電池を充電していると、売電はできないんですか？」という質問です。

 

これも誤解されやすいのですが、基本的な考え方としては、自家消費と蓄電池の充電が優先で、それでも電気が余った場合に売電されます。つまり、蓄電池を充電しているからといって、必ず売電できないわけではありません。あくまで、電気の使われる順番の問題だと考えてもらうと分かりやすいです。

 

 

 

 

次に多いのが、「パネルをたくさん載せると、機械に負担がかかって壊れやすくなるんじゃないですか？」という不安です。これについても、ハイブリッド蓄電池は、ある程度の過積載を前提として設計されています。パネル容量がパワコン出力より大きいからといって、それだけで無理な運転をしているわけではありません。

 

ただし、ハイブリッドパワコンには、入力できる電圧や電流の範囲があらかじめ決まっています。その範囲の中でパネル容量や直列枚数を設計することが原則です。つまり、きちんと仕様を守って設計されていれば、「パネルを多く載せたから壊れやすくなる」ということはありません。

 

 

 

 

次によくあるのが、「パネル容量分、発電していない！」という質問です。パネル容量というのは、あくまで最高の条件下での値で、実際の発電量は天気や季節、屋根の向きなどによって低下します。条件の良い南向きの屋根でも、一年を通して見れば、5月の正午に9割ちょっとというのが限界と認識しているといいでしょう。

 

 

 

 

最後によく聞かれるのが、「太陽光の電気と、蓄電池の電気と、電力会社の電気って、どうやって切り替えればいいんですか？」という質問です。これについては、自分で切り替える必要はありません。太陽光でまかなうのか、蓄電池を使うのか、それとも電力会社から電気を買うのか、こうした切り替えは、すべてシステムが自動で行っています。

 

太陽光の発電量や、蓄電池の残量、家の中でどれくらい電気が使われているかを見ながら、その時その時で一番合った形に、電気の流れを自動で切り替えてくれます。普段の生活では、太陽光や蓄電池の動きを細かく意識したり、操作したりする必要はなく、今まで通り電気を使っているだけで大丈夫です。

 

 

 

 

 

まとめ

 

 

ここまで、ハイブリッド蓄電池の動作について、順番に説明してきました。

 

ハイブリッド蓄電池は、太陽光で発電した電気をどう使うのか、いつ蓄電池にためて、いつ使うのか、そして電力会社の電気をどう組み合わせるのか、こうしたことを、すべて自動で制御してくれる仕組みになっています。パワコンの出力や、パネル容量の数字だけを見ると、「電気を捨てているんじゃないか」「思ったより発電していない」と感じやすいのですが、ここまでの話で、その理由や仕組みは整理できたと思います。このブログで、ハイブリッド蓄電池の基本的な動きがイメージできていれば、このあと販売店の説明を聞いたときにも、専門的な話や数字の説明が、かなりスムーズに入ってくるはずです。

 

もちろん、太陽光パネルや蓄電池の設置だけでなく、「設定の変更方法がわからない」「自分の家に合った使い方を知りたい」という設置後も上手に使えるようアフターフォローを重視している方は、見積りも受け付けていますので、お気軽に連絡ください！

 

 

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