オフグリッドバッテリーバンクの容量設計：ステップバイステップガイド
オフグリッドインバーターシステムのバッテリーバンクの容量設計方法 — 日次容量、放電深度、自律日数、一般的な住宅での計算例
バッテリーバンクはオフグリッドシステムで最も高価な部分であり、最も間違えやすい部分でもあります。容量が小さすぎると曇りの日にシステムが早々に停止し、大きすぎるとめったに使わない容量にお金を払うことになります。
容量計算の式
バッテリー容量 (Ah) = 1日の消費電力量 (Wh) ÷ バッテリー電圧 (V) ÷ 放電深度 (%)
結果を左右する3つの変数:
- 1日の消費電力量 (Wh/日) — 負荷調査から算出(当社のソーラーパネル容量計算ガイドを参照)
- バッテリー電圧 (V) — 12 V、24 V、48 Vのいずれかで、インバーターに合わせる
- 放電深度 (DoD) — バッテリーの使用可能な部分
放電深度が重要です
化学組成によって許容される放電深度が異なります:
| バッテリーの種類 | 安全なDoD | 備考 |
|---|---|---|
| 鉛蓄電池(液式) | 50% | 定期的な補充電が必要 |
| 鉛蓄電池(AGM / ゲル) | 50～60% | メンテナンスフリー、中程度のコスト |
| LiFePO4 | 80～90% | 長寿命、初期コストは高め |
計算例
容量計算ガイドの住宅を引き続き使用します:
- 1日の負荷: 2,160 Wh
- インバーター / システム電圧: 48 V
- バッテリーの種類: LiFePO4、DoD 85%
- 希望する自律日数(太陽光なし): 2日
ステップ1 — バッテリーが蓄えるべき1日あたりの電力量: 2,160 Wh ÷ 0.85 = 2,541 Wh の使用可能容量
ステップ2 — 自律日数2日の場合: 2,541 × 2 = 5,082 Wh
ステップ3 — 48 Vでのアンペア時容量: 5,082 Wh ÷ 48 V = 106 Ah
実用的な選択: **48 V、100 Ah(約5 kWh)**のLiFePO4バンク、または余裕を持たせたい場合は100 Ahパックを2本並列接続します。
インバーターとのマッチング
- DC入力電圧がバンク(12/24/48 V)に合うインバーターを選びます。
- バンクの充電電流をMPPTコントローラーの定格内に収めます — 5 kWhのバンクは通常40～60 Aで問題なく充電できます。
- LiFePO4バンクでは、インバーターが対応している場合、通信機能(CAN/RS485)付きのBMSが必要です。これにより充電が正しく停止します。
当社のオフグリッドインバーターは12 V、24 V、48 Vバンクに対応しています(一部モデルは60 V、72 Vにも対応)— 各製品ページの仕様表にDC入力範囲が記載されています。
容量、インバーター、アレイの数値を1つずつではなくまとめて計算するには、当社のオフグリッドシステム容量計算ツールをご利用ください — 上記の表の放電深度の数値を適用し、選択したシステム電圧に合うカタログモデルを提案します。
バッテリー容量計算 — FAQ
自律日数は何日を目安に設計すればよいですか?
発電機バックアップのある住宅では2～3日が一般的です。バックアップのない遠隔地では3～5日です。自律日数を増やすほどバッテリーが増え、コストも上がります。
1つのバンクに異なる種類のバッテリーを混在させてもよいですか?
いいえ。化学組成や使用年数が異なると、アンバランス、不均一な充電、早期故障の原因になります。バンク全体を交換するか、同一のパックで増設してください。
大きなインバーターには大きなバッテリーが必要ですか?
直接的には関係ありません。インバーターのサイズはピーク負荷に、バッテリーのサイズは1日の消費電力量と自律日数に基づきます。両方を同じシステム電圧に合わせることで、連携して動作します。