Ah = P × h × days ÷ (DOD × V × η × k_temp)
η: システム効率(充放電損失)
k_temp: 温度補正係数
負荷電力・使用時間・バックアップ日数・DODを入力して必要なバッテリー容量(Ah/kWh)を即計算。Li-ion・鉛蓄電池・LiFePO4の特性比較と温度補正に対応。
Ah = P × h × days ÷ (DOD × V × η × k_temp)
η: システム効率(充放電損失)
k_temp: 温度補正係数
住宅用太陽光発電システム(オフグリッド/ハイブリッド):夜間や雨天時の家庭用電力バックアップに必要な蓄電池容量を設計します。負荷として冷蔵庫や照明、パソコンなどの消費電力と使用時間を合算し、自治体の停電対策補助金の要件(例:3日分のバックアップ)を満たす容量を算出します。
通信基地局の無停電電源装置(UPS):商用電源が途絶えた場合でも、重要な通信設備を継続して稼働させるためのバッテリー容量を決定します。負荷電力が大きく、復旧までの時間(バックアップ時間)がシビアに決まっているため、温度条件(屋外設置)やバッテリーのサイクル寿命も考慮した設計が必須です。
電気自動車(EV)の補機用バッテリー設計:メインの駆動用バッテリーとは別に、エアコン、パワーステアリング、車載コンピュータなどを駆動する12V補機バッテリーの容量を検討します。駐車中の「駐車電装品」による消費(哨戒モードなど)と、エンジンルームの高温環境による性能低下を考慮して容量を決定します。
防災設備・非常用電源:避難所の照明、給水ポンプ、医療機器用の非常用電源システムの設計に使用します。災害時を想定した長期間(数日〜1週間)のバックアップが必要で、保守頻度が低く長寿命が求められるため、LiFePO4電池の採用と適切なDOD設定が検討されます。
まず、「Ah(アンペア時)容量だけでバッテリーを選ばない」ことが大事だ。同じ100Ahでも、システム電圧が12Vなら1.2kWh、48Vなら4.8kWhと、貯められるエネルギーは全く違う。ツールでは最終的な「kWh」を必ず確認しよう。次に、「システム効率ηを甘く見すぎる」落とし穴。インバーターや充電コントローラーの損失は意外と大きく、特に安価な機器では効率が85%を切ることもある。例えば、計算上で10kWh必要なら、η=0.85とすると実際にバッテリーから引き出す必要があるのは約11.8kWh(10 ÷ 0.85)だ。最後に、「サイクル寿命の読み方を間違える」点。カタログに「サイクル寿命 3000回」とあっても、それは特定のDOD(例えば80%)での値だ。実際の運用でDODを毎回90%まで深く使えば、寿命はその半分以下になることもある。ツールの寿命推定はあくまで目安で、余裕を持った設計を心がけよう。
太陽光発電システムで、平均負荷1,000W、毎日10時間稼働、曇天時バックアップ2日間を必要とする場合:消費電力=1,000W×10h×2日=20,000Wh。LiFePO4電池(3.2V/セル、定格容量100Ah)を選択すると、必要セル数=48V系統で15セル、容量=20kWh、深放電率80%での実効容量=25kWh相当。コスト概算150万円、サイクル寿命5,000回、気温35℃での補正係数0.92を適用します