太陽光 蓄電池 容量計算
蓄電池kWh = 1日のkWh × 自立日数 ÷ (放電深度 × インバーター効率)。1日5kWh、1日分、リン酸鉄リチウム80%、インバーター90%なら6.94kWh(48Vで144.7Ah)です。パネルW = 1日のWh ÷ (日照時間 × 0.75)なので、日照4時間なら1,667W、400Wパネル5枚です。
使い方
- 1日の使用量(kWh)と同時に使う最大負荷(W)を入力するか、家電リストに切り替えて機器ごとの消費電力と1日の使用時間を入れます。
- 太陽が出なくても持たせたい自立日数、蓄電池の電圧と種類を選びます。リン酸鉄リチウム(LiFePO4)は通常80〜90%、鉛蓄電池は50%まで使います。
- 設置場所と季節のピーク日照時間、パネル定格W、システム損失を入力します。独立型なら日照が最も少ない月の値が安全です。
計算方法
蓄電池容量(kWh) = 1日のkWh × 自立日数 ÷ (放電深度 × インバーター効率)。蓄電池Ah = kWh × 1000 ÷ システム電圧。
太陽光アレイ(W) = 1日のWh ÷ (ピーク日照時間 × (1 − システム損失))。パネル枚数 = アレイW ÷ パネルWを切り上げ。
インバーター連続定格 = 同時最大負荷 × 1.25。冷蔵庫・ポンプ・扇風機・電動工具などモーター機器は起動時に定格の約3倍を引くため、サージ定格でそれをまかなう必要があります。
チャージコントローラー電流 ≈ 設置パネルW ÷ 蓄電池電圧 × 1.25。MPPTコントローラーの目安で、パネルの開放電圧がコントローラーの上限内かも別に確認します。
計算例
- 負荷1日5kWh、自立1日、48Vリン酸鉄リチウム放電深度80%、インバーター90%: 5 ÷ (0.8 × 0.9) = 6.94kWh、48Vで144.7Ah。
- 日照4時間、損失25%: 5000 ÷ (4 × 0.75) = 1,667Wなので400Wパネル5枚(2,000W)、平均的な日に約6kWhを発電します。
- 最大負荷1000W: インバーター1,250W以上。チャージコントローラー ≈ 2,000 ÷ 48 × 1.25 = 52.1A。
気候別のピーク日照時間
大まかな範囲です。設置地点と最も不利な月の値はNREL PVWatts・NSRDBや世界銀行のGlobal Solar Atlasで確認してください。
| 気候 | 1日のピーク日照時間 |
|---|---|
| 高緯度地域の冬 | 1-2 |
| 曇りがちな温帯の年平均 | 3-4 |
| 晴れの多い中緯度の年平均 | 4-5 |
| 砂漠・晴天の多い熱帯 | 5-7 |
前提
- 負荷はインバーターを通る交流電力とみなし、蓄電池側にインバーター効率を反映します。直流負荷なら100%にしてください。
- 日が出ない日は蓄電池が1日の負荷をすべてまかなうものとし、その日の発電分は差し引きません。
- パネル容量は1日分の日射で蓄電池を満充電に戻す前提です。曇天が続いた後に早く回復させたいならパネルを増やします。
- 計画用の設計目安です。最終的なシステムは専門家に確認してもらってください。
よくある質問
1日5kWh使うには蓄電池はどれくらい必要ですか?
自立1日、リン酸鉄リチウムを80%まで使用、インバーター効率90%なら5 ÷ (0.8 × 0.9) = 6.94kWh、48Vで144.7Ahです。鉛蓄電池50%で2日持たせると22.22kWhに増えます。
ピーク日照時間とは?
1日の日射エネルギーを1000W/m²の強さで何時間照らした量に相当するかを表す値で、日の出から日の入りまでの時間とは違います。NREL PVWattsやGlobal Solar Atlasで設置地点を調べ、通年で使うなら最も低い月の値を使ってください。
システム損失をなぜ25%にするのですか?
パネルが表示どおりの出力を出すことはまれで、熱・汚れ・配線・ミスマッチ・コントローラーで少しずつ失われます。NREL PVWattsは温度の影響を除いて14%を標準とし、小型の独立型では全体で20〜30%とやや控えめに見ることが多いです。
12V・24V・48Vのどれを選べばいいですか?
蓄えるkWhは同じですが、電圧が高いほど電流が減り、ケーブルは細く、コントローラーも小さくて済みます。おおむね1kW以下は12V、中規模は24V、家庭用の大きなシステムは48Vが一般的です。
インバーターはどのくらいの大きさが必要ですか?
同時に使う最大負荷の1.25倍以上で、サージ定格がモーターの起動をまかなえるものを選びます。150Wの冷蔵庫でも起動の瞬間に450W前後を引くことがあります。
この結果どおりに施工してもいいですか?
計画や予算づくりに使ってください。ケーブル太さ、ヒューズ、ストリング電圧、温度、地域の電気規定は有資格の施工業者や電気工事士の確認が必要です。