太陽光発電とEVでエネルギー自給自足を目指した家~飯田哲也氏の思いと気付き

環境エネルギー政策研究所の飯田哲也所長が、自宅でエネルギー自給自足に挑戦していると聞いて横浜市内のご自宅を直撃取材。太陽光発電と電気自動車、V2Hを組み合わせた最先端の再エネ生活への思いと気付きを伺いました。

太陽光発電とEVでエネルギー自給自足を目指した家~飯田哲也氏の思いと気付き

持続可能なエネルギー社会を目指す!

飯田哲也(てつなり)さんが2000年に設立して現在も所長を務める特定非営利活動法人「環境エネルギー政策研究所(Institute for Sustainable Energy Policies=ISEP)」は、持続可能なエネルギー政策の実現を目的とする機関としてさまざまな知見の情報発信などを行っています。

飯田哲也氏。

私自身は2011年頃、小水力発電について千葉大学の倉阪秀史(ひでふみ)教授を取材した際、倉阪教授の研究室とISEPが調査してまとめている「エネルギー永続地帯」報告書の存在を知り、興味をもっていました。2020年には、ISEP研究員の古屋将太さんがファシリテーターを務める電動モビリティのセミナーに登壇し、その後、ISEPでも電気自動車普及の現状についてお話しさせていただいたりもして。

電気自動車の話をするためにISEPへ伺った際、飯田さんから「エネルギー自給自足目指して建て替えている自宅がもうすぐ完成する」と聞いて、ぜひ取材させてくださいとお願いしていました。その後、コロナ禍でなかなか伺うことができずにいたのですが、先日、ようやく取材することができたのでした。

ちなみに、永続地帯(sustainable zone)というのは、その区域で得られる再生可能エネルギーと食料によって、その区域におけるエネルギー需要と食料需要のすべてを賄うことができる区域のこと。考え方としては「エネルギー永続地帯(電力と熱エネルギー全体を勘案)」と「食料永続地帯」があり、再生可能エネルギーで電力を自給できる市区町村は「電力永続地帯」となります。再エネによる新たなエネルギー社会を実現していくためにも、エネルギー永続地帯は重要なキーワード。飯田さんのご自宅は、いわば個人住宅をエネルギー永続地帯にするためのチャレンジといえます。

飯田邸の電力は100%再生可能エネルギー

飯田さんのご自宅は、どんなシステムでエネルギー自給自足を目指しているのか。まず、その概要を紹介しておきましょう。

太陽光発電パネルは両面発電タイプで出力が10kW。パワーコンディショナーには、HUAWEIの製品を選択。定格出力は4.95kWですが、変換効率が高く、パワコンの定格出力以上の太陽光発電パネルを接続する過積載対応性能が高く、冷却ファンを使用していないので故障のリスクが少ないといった耐久性とコストパフォーマンスの高さが選択のポイントだったとのこと。

蓄電に利用するのはバッテリー容量40kWhの日産リーフ。ニチコンのV2Hシステム「EVパワー・ステーション」を導入して、昼間、太陽光発電による余剰電力をリーフに蓄電し、夜間、家庭の電力として使っています。

外部商用(系統)電力は、再生可能エネルギー由来の電力を供給する生活クラブエナジーと契約。自宅に設置した太陽光発電パネルによる自給自足に電力が足りなかった場合でも、飯田さんの自宅で使う、そしてリーフに充電する電気は100%再エネ由来ということになります。

10kWの太陽光発電で電力の約80%を自給自足

実際に、どれくらいの電力を自給できているのか。自宅が完成して太陽光発電を始めた2020年6月~8月のデータを見せていただきました。

買電量から売電量を引いて、外部商用電力会社から購入した正味の買電量は、6月が33kWhで家全体の電力消費のうち商用電源への依存度が14%、電力自給自足の割合を示す自立度は86%です。同様に、雨が多かった7月の正味買電量は200kWhで、依存度33%、自立度が67%。8月は月間で1000kWhを超える発電量があり、正味買電量は117kWh、依存度は13%で、自立度が87%となっています。

さすがに、オフグリッド(商用電源から独立して電力自給自足できる環境構築)は難しいものの、おおむね80%を超えるような電力自給が達成できているのは素晴らしいこと。飯田邸はオール電化住宅ですが、春から秋にかけての電気代は毎月5000~7000円程度。暖房を多く使う厳寒期には電気代が2~3万円になってしまうことがありますが、マイカーのガソリン代やガス代はかかっていないこともあり「年間で20万円程度は節約できているのではないかと思う」ということです。

太陽光発電パネルをはじめ、エネルギー自給自足のためのシステムに掛かったコストは、事前にマイカーとして所有していたリーフを除いて150万円程度ということですから、自宅で発電することによるエネルギーコストの節約分だけでも、8年ほどで元が取れる計算になります。

ただし、飯田さんが自宅にエネルギー自給自足のシステムを導入したのは、実際の電力自給自足生活がどんなものなのか、また、どのような課題があるのかを確かめる「実験」のため。場合によっては設備の入れ替えをする可能性があるため、行政の補助金などは一切使っていません。また、リーフを充電しても余った電力は生活クラブエナジーに9円/kWh程度で売ってはいますが、あくまでも「自給自足」優先なので、FITもやっていないそうです。

収支の損得勘定を優先するなら、補助金やFITを活用して、さらにお得な家庭用電力システムを構築することもできるでしょう。

飯田さんがご自宅を建てるのは今回が2軒目とのこと。以前の家も大手ハウスメーカーの高性能住宅に、スウェーデン製の木製サッシや、特注した薪ストーブを取り付けていたそうですが、今回の家では「高気密高断熱」の性能にこだわり、冷暖房器機に頼らなくても一年を通じて快適さを保てる「パッシブハウス」を実現することを目指しました。

ISEPで関係のある太陽光発電やパッシブデザインの専門設計者と構想を詰め、実際の施工は高気密高断熱住宅の実績が豊富な地元の工務店へ依頼。リビングとウッドデッキのテラスを仕切る大きな窓には、山形にある「アルス」というメーカーの断熱性が高い木製3層ガラスサッシを導入するなど、徹底的にこだわりました。完成したのが、断熱性能を示す「UA値」が0.42、気密性能を表す「C値」は0.22という高性能住宅です。

ウッドデッキのテラスとこだわりの木製サッシ。

100年以上進化してない電気エネルギーを解き放て!

飯田さんはなぜ、自宅でエネルギー自給自足を実践することを目指したのか。その理由として、自らが翻訳を手掛けた一冊の本を示してくれました。

アメリカの実業家であるビル・ナッシー(Bill Nussey)という著者による『Freeing Energy』という本で、飯田さんの翻訳による書籍の邦題は『エネルギーを解き放つ』。アマゾンでペーパーバックが2778円、Kindle版なら1150円で発売されています。

端的にまとめると、飛行機や電話など生活に関連した技術と比べてみると、電力の仕組みはエジソンやテスラが切り拓いた100年以上前からほとんど進化していない。だからこそ、一気に変えられるポテンシャルがあるということです。

大規模な発電所で作った電気を遠くまで運ぶ中央集権的な方法ではなく、地域地域で発電した電力を「おすそわけ」する電力地産地消の仕組みを広げるためにも、個人宅でのエネルギー(電力)自給自足が重要になってくる。飯田さんは、自らの自宅でそれを実践しているのです。

開発担当者は自分でも使ってみて欲しい

実際に使ってみると、いくつか気付きもあったとのこと。

まず、V2Hシステムの効率の悪さです。先に挙げた自立度のグラフを見ると、EVへの充電量と放電量を比べた充放電比が、6月は65.4%、7月が57%、8月が62%と、おしなべて約60%でしかないことがわかります。つまり、ざっくり考えて充放電それぞれの過程で20%近い電力がロスされていることになります。

さらに、飯田邸に導入しているのはスマホの専用アプリで充放電設定などができるプレミアムモデルということですが「Wi-Fi接続で操作するこのアプリのユーザーインターフェースがなんとも使い辛い」とのこと。

いろんなアプリを活用して自宅のエネルギーを管理しています。

また、家庭内の電気機器が消費する電力をユーザー自らが把握し、管理するためのシステムであるHEMS(Home Energy Management System/ヘムス)は、大手家電メーカー数社が独自にローンチしているものの、各メーカーでクローズドなシステムとなっているのがひとつの課題。飯田邸では、採用したかったダイキンのエアコンをHEMSに組み込むことが可能な「ミエルコ mini」という製品を導入しました。

省エネ&創エネのための最先端の仕組みを導入するのですから、ある程度実験的になったり、施主や設計者の工夫が必要なのはやむを得ないところではあるでしょう。でも、せっかくの技術がわかりにくかったり使い辛いのはいかがなものか。

飯田さんは「V2Hなどの機器を発売するメーカー開発者の方には、ぜひ自分でも使ってみて欲しい」と指摘します。とくに日本では電気自動車の付加価値としてV2Hがアピールされていますが、充放電の効率やアプリの使い勝手が悪いままでは、本格的な普及を妨げることにもなりかねません。

早い時期から孤軍奮闘状態でV2HやV2Lの機器を発売してくれているニチコンのチャレンジは応援しています。でも、たとえば日産がリーフを「走る蓄電池」と呼ぶのであれば、価格、性能、使い勝手ともに、本当にEVの「魅力のひとつ」になるよう、自動車メーカー自身がニチコンととともに機器の開発にもっと関与してくれるといいのにな、と感じてしまいます。

EVをクルマとして使いにくくなるのも発見だった

V2Hシステムではリーフに残す電力量を10〜90%で選択できるので、翌朝出かける予定がある際には、おおむね50〜60%を残して運用しているとのこと。とはいえ、晴天でどんどん発電している時には蓄電池であるリーフで出かけるのをためらうし、電力を自宅に供給している夜は「出かけるのがもったいない」と感じるなど、「EVをマイカーとして使いにくいメンタルになってしまう」のも、実際にシステムを運用してみて痛感したことだったそうです。このあたり、EVはEV、蓄電池は蓄電池として展開するテスラの方法が、やはりスマートなのかも知れません。

私のリーフも停めさせていただきました。EVが2台あれば1台はほぼ蓄電池として運用しやすいのでしょうが……。

3月終わりの昼下がり、1時間ほどお邪魔しただけではありますが、飯田さんのご自宅は居心地のいい素敵な空間でした。家の新築や改築、再エネ設備の導入は大きなコストがかかることなので、誰もがすぐにでもできることではありません。でも、機会があれば、ぜひ自らいろいろ調べ、飯田邸に負けないエネルギー自給自足生活を目指す人が増えるといいなと願っています。

飯田さんによると、高性能住宅の設計やプランを固めた後、信頼して施工を任せられる工務店を探すのが最初のハードルだったとのこと。EVsmartブログでは、九州で「太陽光発電&EV&V2H」を組み合わせたスマートハウス開発へのチャレンジを続けるリフェコの事例を紹介したことがあります。個別の製品やシステム構成がまだ混沌としているだけに、合理的なプランを提案してきちんと施工できるようにすれば、工務店やハウスメーカーにも大きなビジネスチャンスが広がりそうな気がします。

私自身は、2004年に自宅を建て替えて数年前にローンを完済しましたが、もう大規模なチャレンジは、無理かなぁ。。。いや、頑張って2軒目の新築を目指したい! と日記には書いておきます。

(取材・文/寄本 好則)

この記事のコメント(新着順)12件

  1. V2Hの問題点は容量が6kWと限られてる事です。
    それも接続できる太陽光の容量(パワコン出力)が6kW未満でなければならない事です(ニチコンとデンソーに確認済み)。
    太陽光が小容量しか無い一般的な住宅では問題無いでしょうが、大容量の太陽光を置いてる場合問題になります。

    当家は4.8kW2台の為、V2H機器とEVがそれぞれ2台必要になり、現実的では無いです。
    10kWまで対応するようにメーカーに要望しましたが期待はしてません。
    10kWまで対応してくれるとPowerwallが不要になり、しかも蓄電用EVと機器は1台づつで済むのでコスパや納期の点で優れるのですが。

    おかげで当家では家を立てた目的である蓄電池が未だ無い状態で不安な日々を送る羽目になっており、不満が募っています。

    Powerwallは北電との協議がいつ終わるのかや進捗が不透明。
    埒が明かないのでオフグリッドにしようとすると、テスラ側が動作確認中なので施工会社が現時点では怖くてできないとの事。

  2. ご近所の方からのアドバイスで太陽光パネル(6K)を屋根に載せて12年、償却が終わって2年間位はお小遣いが頂けていました。卒FITで昨年国の補助金を頂きながらV2Hを導入したので2代目LEAFは蓄電池として大活躍しておりSAKURAも納入待ちです。それぞれの機器は安定して良く稼働してくれているので、ご指摘の制御ソフト、スマートグリッド関連技術開発と充電インフラ整備への国・企業の皆様の積極投資によって世界に売れるサービスを期待したいです。実践して判る事も多く、情報交換させて頂けると嬉しいです。

  3. 自宅に3.5kWソーラーパネル+田淵電機ハイブリッドパワコン+7kWh(EIBS7)を導入した電気管理技術者です。来年の卒FITに向けてV2H導入を検討していたものの一昨年のコロナ禍で会社員から自営業へ転身せざるを得なくなりi-MiEV(M)を自宅待機車から作業車へ変更したため計画は蓄電池設置へ変更となりました(爆)
    容量7kWhはどうしようもありませんが、蓄電池の種別がリン酸鉄リチウムイオンであり6000サイクル使用可能である点を考慮しました。
    V2Hの効率悪いんはソーラーパネルの直流⇒パワコンの交流⇒V2Hの交流受電⇒電気自動車へ直流給電による変換ロスやから。ハイブリッドパワコン+蓄電池やったらソーラーパネルの直流⇒蓄電池⇒パワコンの交流⇒電気自動車へ普通充電、効率は80%以上やで。テスラパワーウォールも同じ設計なんで効率はエエはずです。ただし蓄電池の種別が不明なんで導入には至りまへんでしたが…肝心なんは高耐久蓄電池やでホンマ(東芝SCiBならベスト)
    当家はソーラー+蓄電池で冬以外発電余剰になりますー。もう一台のエンジン車を早うリーフなど電気自動車へ変えたいですわホンマ。
    今後V2Hで期待したいんはニチコンのトライブリッドシステム。電気自動車/V2H/蓄電池を直流のまま変換ロス少なぅ融通できるんはエエですー。まだ高額かつ電池容量も少ないですが、蓄電池がリン酸鉄あるいはチタン酸系統やったら安心してお勧めできますー。
    もし工事費が高額やったら…いっそ電気工事士の資格を使い自ら施工してもエエです。こういうとき持つべきものは電気系資格♪ DIY系EV乗りは電気工事士必須かもしれまへんで!?さらに電気主任技術者と受電設備実務経験がありゃ電気管理技術者自営業になってEV普及のキャズムを超えやすぅなりますからwwww(僕が該当)

  4. 同時期の自宅での発電状況と比較しようと思ったのですが、本文中の商用依存度はどの数字から導き出せるのでしょうか?
    当方2029年にはFITが切れる為、FiT後を見据えた対策が必要です。
    都内でパネル7.5kw、パワコン5.9kwで太陽光発電しており、2020年6月、7月、8月の発電量もほぼ同等の為、比較してみようと思った次第です。

    1. 両面発電パネルを屋根に取り付けた理由は何でしょうか?屋根に密着して搭載したら裏面は発電しないので意味が無いと思います。
      またV2Hの変換効率が悪いとのことですが何が原因なんですかね?
      太陽光発電用のファーエイのパワコンは変換効率97%です。
      ニチコンだとこれがそれぞれ80%で0.8×0.8で60%になっちゃうんですか?
      ニチコンさんのご意見を聞きたいところです。
      また購入する電気は生活クラブエナジーから購入なので100%自然エネルギーとありますが、生活クラブエナジーも夜間は火力発電や原発の電気を市場から買っているので、実際は異なりますよ。夜間の電力は自前の水力発電所ですべて賄っているなら話は別ですがそんな会社は無いですからね。

  5. いつも記事を読ませていただいております。
    PVとEVで自給自足ということで、興味深く読ませていただきました。
    気になった部分は、V2Hシステムの効率の悪さ という点です。
    充放電比率が約60%だから電力ロスは40% というのは本当でしょうか?
    充放電の過程でそんなに電力ロスがあるとは思えず、
    単純にEVを走行させたときの消費電力が電力ロスとして含まれているのかなと?

    これが本当だとしたら、EVを蓄電池として日常的に使うのはありえないと思いました。

    1. PHVのヴィークルパワーコネクターで電力を取り出した事が何度か有りましたので効率が悪そうなのは分かります。
      具体的に何%かは分かりませんが。
      EVのシステムの消費が有るのか、消費電力量の割に残量がどんどん減る印象が有ります。
      後は車載インバーターの効率でしょうね(V2Hの場合は機器の効率)。

      テスラがV2Hを採用しないのは何となく理解できます。
      蓄電池として利用中は走行できないのはもちろん、効率が悪いのも有るかもしれません。

    2. ここはパワーエレクトロニクス(強電)が本職の我輩にお任せを!
      交流直流変換の際には必ず損失が発生しますー。交流から直流への変換にダイオードとコンデンサで整流して約8割、直流から交流発振回路と変圧器で交流へ変換しても約8割。0.8*0.8=0.64やから効率約6割も納得できますー。
      それが直流同士で変換できるんやったら効率も最悪9割。0.9*0.9=0.81なら全体効率約8割でエネルギーを有効に使えまっせ。
      ニチコン社もそれを見越してトライブリッド蓄電システムを作ってはりますが如何せんまだ高額。卒FITで大きめのソーラーを載せてる家庭から普及し他社が追随してくれりゃエエですが…とりあえず様子見ですがな。

    3. PHV乗りさん、電研鑽種(電気管理技術者)さん、コメントありがとうございます。
      交流/直流変換の際に電力ロスは、悪くても90%程度はあると思っておりましたので驚いておりましたが、実際にはこのくらいの電力ロスがあると再認識しました。
      ということは、交流/直流変換を行う定置型蓄電池も同程度の効率で、V2Hの効率が特別悪いわけではないということでしょうか?
      いずれにせよ直流でやり取り可能なハイブリットシステムには期待したいですね。

  6. わが家では、アイミーブMグレードとミニキャブミーブトラック(中古の電トラ)の2台に自作した太陽光発電の電気を使って充電しています。2台体制ですから出かけるのに躊躇することはありません。今日も天気が良かったので、畑へ電トラで出かけているときはアイミーブに充電し、帰ってきて98パーセントを確認したら電トラへ切り替えました。夕方には電トラもほぼ100パーセントです。

    充電は、自宅のコンテナ上に設置した1.6kWの太陽光発電でおこなっています。100Vのゆっくり充電です。それでもあり余る電気を使って4kWhの蓄電池に充電し、冷蔵庫も動かしています。
    https://evnews.blog.jp/archives/36241248.html

    ソーラーパネルをたくさん敷きつめられないため発電容量が足りないことや、V2H機器が高いためにオフグリッドとはいきませんが、DIYでも電気自動車の運用コストはほぼゼロにできます。

    1. たしかに設備自体を安価に済ませるんならオフグリッドソーラーが王道ですー。僕も以前それを夢見て挫折OTL.(原因は妻の反対)しかし後にポータブル電源EFDELTA購入で200Wながら復活しました(もっともi-MiEV(M)10km走行分程度ですが)
      たしかに1500W程度パネルがあれば48V系チャージコントローラー/蓄電池を組み合わせれば30万円程度で構築できますね。こういう草の根EVインフラ構築活動も評価されるべきですわホンマ。
      関東の自作ソーラー発電用品店「蓄電システム.com」にも「今電気ココにあります」コーナーを設置しており、大概はスマホ充電限定ながら大掛かりなオフグリッドソーラー実践者は「電気自動車も充電できます」と銘打っているあたり、DIY草の根活動家の夢のひとつとして電気自動車があると痛感しますから!!!

  7. 我が家は1月後半に太陽光が稼働したのですが、ずっと自給率100%以上です(車の充電含めて)。
    Powerwallの設置が遅れているのが課題ですが、設置後はオフグリッドも可能な見込みです。
    電力会社との協議に問題が発生すればオフグリッドにしようかと思います。
    オフグリッドにすると売電できないので無駄が多くなるのが問題ですが。
    何せ冬季でも消費の3~5倍、今の時期ですと10倍の発電が有る状況なので。
    冬季の自給率が高いのは、太平洋側なのでほぼ毎日晴天なのと、パッシブハウスで消費が少ないからです。
    ただFIT価格が安いので売電収入は大した金額では有りません。

    V2Hの効率が悪いのは初耳でした。

    現状ではテスラのやり方が良さそうですね。
    特に停電時にPowerwallとテスラ車両が連携して余剰電力だけを車両に貯める機能が有ります。

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この記事の著者


					寄本 好則

寄本 好則

兵庫県但馬地方出身。旅雑誌などを経て『週刊SPA!』や『日経エンタテインメント!』の連載などライターとして活動しつつ編集プロダクションを主宰。近年はウェブメディアを中心に電気自動車と環境&社会課題を中心とした取材と情報発信を展開している。剣道四段。著書に『電気自動車で幸せになる』『EV時代の夜明け』(Kindle)『旬紀行―「とびきり」を味わうためだけの旅』(扶桑社)などがある。日本EVクラブのメンバーとして、2013年にはEVスーパーセブンで日本一周急速充電の旅を達成した。

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