家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵装置は、将来の家庭にとって必須の製品になるかもしれない

カーボンニュートラルの目標達成に伴い、今後のエネルギー利用はますますクリーンエネルギーへとシフトしていくでしょう。日常生活に身近なクリーンエネルギーとして、太陽エネルギーもますます注目を集めるでしょう。しかし、太陽エネルギー自体のエネルギー供給は安定しておらず、日中の日照量や気象条件に大きく左右されるため、適切な太陽光発電設備によるエネルギー調整が必要となります。

家庭用太陽光発電システムの心臓部
家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システムは、通常、家庭用太陽光発電システムと組み合わせて設置され、家庭ユーザーに電力を供給します。エネルギー貯蔵システムは、家庭用太陽光発電システムの自家利用度を高め、ユーザーの電気料金を削減し、極端な気象条件下におけるユーザーの電力消費の安定性を確保します。電気料金が高い地域、ピークとバレーの価格差が大きい地域、または古い電力系統のユーザーにとって、家庭用エネルギー貯蔵システムを購入する方が経済的であり、家庭ユーザーにとって家庭用エネルギー貯蔵システムを購入する動機となります。
現在、中国で利用されている太陽エネルギーのほとんどは給湯器にのみ使用されています。家全体に電力を供給できる太陽光パネルはまだ初期段階にあり、主なユーザーは依然として海外、特に欧米です。
欧米諸国では都市化が著しく、住宅は独立型または半独立型の住宅が主流であるため、家庭用太陽光発電の発展に適しています。統計によると、2021年にはEUの一人当たりの住宅太陽光発電設備容量は355.3ワットとなり、2019年と比較して40%増加する見込みです。
普及率で見ると、オーストラリア、米国、ドイツ、日本の住宅用太陽光発電設備の設置容量は、それぞれ太陽光発電設備総容量の66.5%、25.3%、34.4%、29.5%を占めているのに対し、中国では住宅用太陽光発電設備の設置容量はわずか4%にとどまっています。発展の余地は大きく残されています。
家庭用太陽光発電システムの核となるのは蓄電設備であり、これは最もコストがかかる部分でもあります。現在、中国におけるリチウム電池の価格は1kWhあたり約130米ドルです。シドニーに住む労働者階級の両親を持つ4人家族を例に挙げると、1日の消費電力が22kWhとすると、設置される家庭用蓄電システムは7kWの太陽光発電システムと13.3kWhの蓄電バッテリーで構成されます。つまり、太陽光発電システムに必要なだけの蓄電バッテリーだけで1,729米ドルかかることになります。
しかし、ここ数年で家庭用太陽光発電設備の価格は30～50%程度低下し、効率は約10～20%向上しました。これにより、家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵の急速な発展が加速すると期待されています。
家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵の明るい展望
エネルギー貯蔵バッテリーに加えて、残りのコア機器は太陽光発電とエネルギー貯蔵インバータであり、家庭用エネルギー貯蔵システムは、異なる結合方法とグリッドへの接続の有無に応じて、ハイブリッド家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システムと結合型家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システムに分けられます。システム、オフグリッド家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システム、および太陽光発電エネルギー貯蔵エネルギー管理システム。
ハイブリッド型住宅用太陽光発電エネルギー貯蔵システムは、一般的に新築の太陽光発電住宅に適しており、停電後も電力需要を確保できます。現在主流となっていますが、既存の太陽光発電住宅のアップグレードには適していません。カップリング型は既存の太陽光発電住宅に適しており、既存の系統連系型太陽光発電システムをエネルギー貯蔵システムに変換します。入力コストは比較的低いですが、充電効率は比較的低くなります。オフグリッド型は系統連系されていない地域に適しており、通常はディーゼル発電機とのインターフェースを備える必要があります。
蓄電池と比較すると、インバーターと太陽光発電モジュールは電池全体のコストの約半分を占めるに過ぎません。さらに、家庭用蓄電池製品は設置業者による設置が必要であり、設置コストも12%～30%かかります。
高価ではあるものの、多くの蓄電システムは、電力の入出力をスマートにスケジューリングする機能も備えています。余剰電力を電力系統に売却するだけでなく、電気自動車の充電設備との統合に最適化されているものもあります。電気自動車の普及が進む現在、この利点はユーザーのコスト削減にも大きく貢献するでしょう。
同時に、外部エネルギー源への過度な依存は、特に今日の緊迫した世界情勢において、エネルギー危機につながる可能性があります。ヨーロッパのエネルギー構造を例に挙げると、天然ガスは25%にも上り、ヨーロッパの天然ガスは輸入に大きく依存しています。これは、ヨーロッパにおけるエネルギー転換の緊急性につながっています。
ドイツは、2050年から2035年にかけて再生可能エネルギー発電100％の目標を前倒し、再生可能エネルギー発電によるエネルギーの80％を達成しました。欧州委員会は、2030年までのEUの再生可能エネルギー目標を引き上げるREPowerEU提案を可決しました。これにより、家庭用太陽光発電計画の初年度に17TWhの電力が増加し、2025年までに42TWhの追加電力が生成されます。すべての公共建築物に太陽光発電設備が設置され、すべての新築建築物に太陽光発電屋根を設置することが義務付けられ、承認プロセスは3か月以内に管理されます。
分散型太陽光発電の設置容量を世帯数に基づいて計算し、家庭用エネルギー貯蔵の普及率を考慮して家庭用エネルギー貯蔵の設置数を算出し、世帯あたりの平均設置容量を仮定して、世界およびさまざまな市場における家庭用エネルギー貯蔵の設置容量を算出します。
2025年に、新しい太陽光発電市場におけるエネルギー貯蔵の浸透率が20％、株式市場におけるエネルギー貯蔵の浸透率が5％、世界の家庭用エネルギー貯蔵容量スペースが70GWhに達すると仮定すると、市場スペースは巨大です。
まとめ
日常生活におけるクリーンな電力エネルギーの重要性が増すにつれ、太陽光発電は徐々に数千世帯に普及しつつあります。家庭用太陽光発電蓄電システムは、家庭の日常的な電力需要を満たすだけでなく、余剰電力を電力網に売却して収入を得ることも可能です。電気機器の増加に伴い、このシステムは将来の家庭にとって必需品となるかもしれません。