放電深度(DoD)と蓄電池の寿命
DoDとは何か、浅い放電ほどサイクル数が増える理由、蓄電池が生涯に供給する電力量を解説します。計算ツールで値を試せます。
放電深度とは
放電深度(DoD、depth of discharge)は、1回のサイクルで蓄電池の容量のどれだけを使うかを表します。10 kWhの蓄電池が、再充電の前に8 kWhを供給したなら、放電深度は80%です。
浅い放電のほうが長持ちする理由
サイクルのたびに蓄電池は消耗し、深いほど消耗が大きくなります。耐えられるサイクル数は放電深度とともに大きく下がり、その落ち込みは鉛蓄電池のほうが急です。
自分の蓄電池の寿命を計算する
種類、1サイクルの放電深度、公称容量を選んでください。計算ツールが表を補間して、サイクル数、年数(1日1サイクル)、蓄電池が生涯に供給する総電力量を示します。
サイクルが多い=電力量が多い、とは限らない
浅い放電はサイクル数が増えますが、1回あたりの供給量は少なくなります。大事なのは、寿命全体で供給する総電力量(容量 × DoD × サイクル数)で、寿命中の容量低下を無視した理想化した見積もりです。5 kWhのリチウム蓄電池では次のようになります。
ここで使う比較用の表では、寿命全体の供給量が最も多いのは50%~80%の範囲です。放電深度を100%まで上げると総電力量が減ります。この例では、30%にとどめても計算上の累積電力量は減ります。実際の選択は、必要な予備量や運用条件にもよります。
容量決めにDoDを使う
- 11日の電力量を決める
家庭が蓄電池から1日5 kWhを必要とするとします。
- 2設計用のDoDを選ぶ
リチウムを80%で使うなら、公称容量は5 ÷ 0.8 = 6.25 kWhです。50%なら10 kWhになります。
- 3寿命を見積もる
80%なら4,000サイクルです。1日1サイクルで、約11年(1日1サイクルとした算術上の換算で、暦による劣化は考慮していません)、供給量は理想化した見積もりで20,000 kWhになります。
推奨すること
- インバーターの放電カットオフを、選んだDoDに合わせて設定する
- DoDごとのサイクル数が載っている、メーカーのデータシートを使う
- 寿命は温度や電流にも左右されることを覚えておく
- 自立運転の余裕を残す:バックアップ時間の計算方法を参照する
避けること
- 頻繁にゼロまで放電する
- 放電したまま長期間放置する
- 公称容量だけで蓄電池を比べる
- 使わない余分な容量を買う
Editor Solarで図を描く
この記事の図を読み込んだEditor Solarです。機器を移動し、ラベルを変更し、部品を接続して、PNG・SVG・PDFで書き出せます。無料で、すべてブラウザー上で動作します。
試してみましょう: DoDを50%に変えて、バンクの公称容量を計算し直しましょう。追加で何kWh分を購入する必要があるかを記入してください。
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