住宅太陽光の「自家消費」に最適なファーウェイの蓄電池、その機能とメリットとは？：住宅太陽光は自家消費の時代へ

FIT価格の下落や、住宅分野の脱炭素化を背景に、住宅における太陽光発電の自家消費に大きな注目が集まる昨今。華為技術日本（ファーウェイ・ジャパン）が発表した、住宅太陽光の効率的な自家消費に欠かせない「蓄電池」に注目だ。

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日本も「脱炭素」を宣言、住宅分野にもCO2削減の波

　政府は、2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする「2050年カーボンニュートラル」を宣言し、脱炭素社会の実現に向けて舵を切った。いよいよ国を挙げて、脱炭素＝カーボンニュートラルへの取り組みを進めようとしている。その背景にあるのは、言うまでもなく地球温暖化であり、脱炭素を実現するためには、温室効果ガスの代表ともいえるCO2（二酸化炭素）を大幅に削減していかなければならない。

　石炭や石油といった化石燃料を燃やしてエネルギーを消費することが、CO2排出の主な要因だ。エネルギー消費のなかでも電気の占める割合は極めて大きく、電力部門の脱炭素化を実現するためには、その発電源を化石燃料電源から太陽光など非化石電源に移行しつつ、同時に省エネルギーの徹底を図ることが不可欠といえる。

　こうした流れのなか、一般家庭の住宅に求められる性能も変わってきた。「ZEH（ゼッチ／ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）」であることはもちろん、それをさらに一歩進めた「ZEH＋（ゼッチプラス）」が、これからの標準になろうとしているのだ。

「ZEH／ZEH＋」とは？ 〜住宅太陽光は売電から自家消費の時代へ〜

　ZEHとは、高断熱化と高効率設備によりできる限りの省エネルギーに努め、屋根上に設置した太陽光発電システムなどによりエネルギーをつくり、年間で消費するエネルギー量を実質ゼロ以下にできる住宅のこと。ZEH＋とは、屋根上の太陽光でつくった電気を、その家庭内で多く消費できるシステムを備えた住宅。つまり、発電した電気を自分たちで使う「自家消費」の比率を高めた住宅のことだ。非化石電源である太陽光の自家消費率を高めていけば、化石燃料に依存する電力会社から電気を買う量が減っていくので、脱炭素への貢献度もいっそう高まる。

　家計にとっては電気代の削減に直結するので、設備導入に費用が掛かっても、中長期的にはコストメリットを得ることもできる。一方で、FIT制度（再生可能エネルギーの固定価格買取制度）における売電単価は年々下落している。太陽光でつくった電気を電力会社に売って売電収入を得るよりも、つくった電気を自家消費して、そのぶん電力会社から買う電気の量を減らした方が、どんどん“お得”になってきている。ZEHやZEH＋は、地球レベルの脱炭素に貢献し、家計にも優しい住宅なのだ。

太陽光の自家消費に欠かせない「蓄電池」、何を選ぶべき？

　自家消費率を高めるために重要なのは、蓄電池の存在だ。太陽光で発電した電気をできる限り使いきるためには、余った電気をためておいて、夜間にも使えるシステムがなくてはならない。それを可能にするのが蓄電池だ。ただし、一口に蓄電池といっても、その機能・品質によって脱炭素への貢献度は変わってくる。

　華為技術日本（ファーウェイ・ジャパン）の住宅用蓄電システム「LUNA2000シリーズ」は、ZEH＋に最適な蓄電池のひとつだ。導入するユーザーにとっても、販売・施工するハウスメーカーやビルダーにとっても、これまでの蓄電池では得られなかった大きなメリットを実感することができるだろう。

ファーウェイ・ジャパンの住宅用蓄電システム「LUNA2000シリーズ」。5kWhきざみで、最大30kWhまでの範囲で最適な容量を選ぶことができる

　LUNA2000シリーズは、5〜30kWhのモジュール型蓄電池。DC/DCコンバータと1台当たり5kWhの蓄電池ユニットからなり、蓄電池ユニットは最大30kWh分まで連結することができる。それぞれの蓄電池ユニットはAIによる独立制御となっているので、後から蓄電池ユニットを増設しても、古い蓄電池の影響を受けて性能が落ちるということがない。初めは必要最小限のシステムを組んでおき、ライフスタイルや家族構成の変化に合わせて、効率よく柔軟に拡張していくことができるのだ。先を見通すことが困難な現在にあって、LUNA2000シリーズの拡張性は、ユーザーにとってうれしいメリットに違いない。

バッテリーユニットごとにマネジメントシステムを持つため、高い精度で容量をフル活用できるだけでなく、新旧蓄電池の併用も可能にしている

　さらに、最先端のリン酸鉄リチウムイオン電池の採用により、高い安全性と長寿命化を実現している。高速・大量充電も可能であり、15kWhシステムの場合、最短で約3.3時間あればフル充電が完了する。

　また、LUNA2000シリーズは、薄型コンパクトなデザインと優れた防水性能により、屋内外どこにでもスマートに設置することが可能だ。容量5kWhモデルでは、DC/DCコンバータと蓄電池モジュールがセットの状態で、その外形寸法は幅670mm×高さ600mm×奥行150mm、重量は63.8kgとなっている。また、環境耐性にも優れており、-20℃の極寒から55℃まで、安定して性能を発揮することができるという。

　軽量で取り回しが容易なところは、ハウスメーカーやビルダーにとっても大きなメリットとなる。LUNA2000シリーズなら、少人数で、簡単に施工することができるだろう。そのうえ、同蓄電システムの接続端子は電圧0のため、帯電や短絡のリスクがなく、施工時の安全性にも優れている。設置作業の際に、作業員の感電を心配する必要もない。

ハイブリッドパワコンとの連携で、蓄電容量ムダなく活用

　LUNA2000シリーズは、同社の住宅用パワーコンディショナ「SUN2000-4.95KTL-JPL1」と連携して威力を発揮する。同製品は、単相4.95kWのハイブリッド型パワコンだ。最大効率は97.5％に達し、蓄電池の実効容量を存分に活用することが可能となっている。

　蓄電池の運転モード制御も担い、「グリーンモード」にしておけば、昼は太陽光発電の余剰電力を優先して蓄電池に充電し、蓄電池に充電しきれない余剰分は売電に回してくれる。夜は蓄電池より放電し、自家消費するとともに、電力会社から割安電力を調達して蓄電池に充電することもできる。

「グリーンモード」における蓄電池の充放電のイメージ

　停電時には、自動で5秒以内に自立運転モードに切り替わるので、万一の自然災害にも心強い。電力会社からの電力供給が途絶えても、昼夜を問わず太陽光発電による電気だけで一定期間生活し続けることができる。全負荷型／特定負荷型いずれにも対応しているので、家全体すべての電気をカバーすることも、特定の家電をより長く使用することも可能だ。100V／200V同時出力にも対応する。

　さらにファーウェイ・ジャパンでは、太陽光パネルに取り付けることで、発電量を5〜30％高められるというオプティマイザーも展開。これらを組み合わせることで、太陽光の電力をより多く住宅で活用できるようになる。

AIが火災原因を瞬時に遮断、安全性も高く

　SUN2000-4.95KTL-JPL1には、これまでのパワコンには存在しなかった“火災防止”のための新機能も搭載されている。それが、いま話題の「AFCI（アーク故障回路遮断）機能」だ。太陽光発電システムの主要な火災原因であるアーク放電を瞬時に検出し、異常な回路を遮断するというもの。これにより、太陽光発電システム全体の安全性が飛躍的に向上し、火災のリスクは劇的に低減する。

　アーク放電とは、電極に電位差が生じることにより、電極間にある気体に持続的に発生する絶縁破壊（放電）の一種。3000℃以上にもなるので、火災を招く危険性が高い。アーク放電が発生する原因は、太陽光パネルのケーブルの断線やコネクタの緩み、互換性のないコネクタの使用など多岐にわたる。

　ファーウェイ・ジャパンでは、AIの学習機能を駆使してアーク発生時のパターンをデータベースに蓄積。強力なコンピューティング能力によりアーク発生を瞬時に検出・識別し、発生個所を特定して、0.5秒以内にその回路だけをシャットダウンする。同社では、これを「受動的安全（パッシブセーフティ）から能動的安全（アクティブセーフティ）への進化」と呼ぶ。AIによるディープラーニングを通して、火災の発生を未然に防ぎ、システム全体の安全を追求する──これもまた、ZEH＋時代には欠かせない性能とみなされることになっていくだろう。

販売施工事業者に向けたサービスも充実

　ファーウェイ・ジャパンの住宅用システムには、高精度な遠隔IV診断機能など、同社ならではの情報通信技術も随所に生かされている。ユーザーに身近なところでは、すべての設備・機器をスマートフォンで簡単に管理できるアプリの存在も挙げられる。太陽光パネルの稼働状況や消費電力をリアルタイムで把握できるので、電気の無駄遣いを抑えたり、家電の使用時間帯を調整したりすることも可能だ。発電電力量と消費電力量の見える化などにより、いつでも、どこでも、最適なホームエネルギーマネジメントを実現することができる。

　アプリだけでなく、「24時間ホットラインサポート」など人によるサービスも充実しているので、運用中に不安になることもないだろう。分からないことや、問題が発生した場合には、すぐに確認し、解決を図ることができる。

　ハウスメーカーやビルダーなど、販売施工事業者に向けたサービスも充実している。まず、ファーウェイ・ジャパンはワンストップソリューションの提供が可能なので、調達の手間やコストが抑えられる。また、プリセールスからアフターセールスまで、セールス全般にわたる対応をサポートしてくれるサービス窓口もあるので、後々まで安心だ。

ワンストップソリューションがファーウェイ・ジャパンの大きな特徴だ

　さらに、事業者向けにも専用アプリ「FusionSolar App」があり、システム管理の効率化を支援する。同アプリは、まずパワコン・蓄電池・データ収集装置などシステムに接続された機器を認識し、構成する。そして、すべてのシステム構成機器を、ワンクリックで簡単にアップグレードすることができる。さらに、トラブルが生じた際には、システムの故障箇所を自動的に特定してくれるという。

　ファーウェイ・ジャパンは、太陽光発電関連の研究開発投資を持続的に増やしており、住宅向けソリューションの日本市場への最適化にはひときわ力を注いでいる。今後は、世界でも高い水準を維持してきた日本の材料科学研究とのコラボレーションを図り、住宅用蓄電システムのさらなる低コスト化と高パフォーマンス化を進めていきたい考えだ。脱炭素社会を先取りする自家消費型太陽光発電住宅ZEH＋の普及に向けて、住宅用蓄電システムのさらなる進化が期待される。