家電のバッテリー稼働時間の計算方法

クイックアンサー

バッテリー稼働時間を計算するには、バッテリーの総ワット時（Wh）に安全な放電深度（DoD）とインバーター効率を掛け、家電の稼働ワット数で割ります。公式は次のとおりです：稼働時間（時間）=（公称バッテリーWh × DoD × インバーター効率）÷ 家電ワット数。例えば、1,000 Whのリチウムバッテリー（100% DoD）を85%効率のインバーター経由で使うと、100WのノートPCを約8.5時間動かせます。

変数の定義

計算の前に、バッテリーが実際にどれだけ持つかを左右する4つの数値を理解する必要があります。

公称バッテリー容量（Wh）： バッテリーが保持する総エネルギーです。アンペア時（Ah）表記の場合は、Ah × 電圧（V）でWhを求めます（例：12V × 100Ah = 1,200 Wh）。
放電深度（DoD）： ほとんどのバッテリーはゼロまで放電すると損傷します。鉛蓄電池は通常50%の使用可能DoD、リン酸鉄リチウム（LiFePO4）は安全に80〜100%のDoDが可能です。
インバーター効率： バッテリーはDCを蓄えますが、多くの家電はACが必要です。DCをACに変換するインバーターはエネルギーを消費し、通常10〜15%を失います（効率85〜90%）。
家電の稼働ワット数： 機器が連続して消費する電力です。稼働時間計算には「起動ワット」（サージ）を使わないでください。サージは数秒しか続きません。

多くの稼働時間推定が見落とす点

基本的な計算機は単に総容量を家電ワット数で割るだけです。この方法では、現実の物理を無視するため、予想より早く電池が切れます。

インバーターの待機消費： 家電がオフでも、インバーターを入れたままにすると、起動状態を維持するために小さな電力（多くは10〜50W）を消費します。24時間で、この「ファントム消費」が小さなバッテリーを完全に枯渇させることがあります。
ピューカートの法則（鉛蓄電池）： 鉛蓄電池から非常に速く電力を取り出すと、実効容量が縮みます。100Ahの鉛蓄電池を20時間かけて放電すると、2時間で放電するよりはるかに多くの総エネルギーを供給できます。
温度による劣化： 氷点下（0°C未満）で保管されたバッテリーは、一時的に使用可能容量の20〜50%を失うことがあります。
サイクリング vs 連続負荷： 1,000Wの冷蔵庫は連続稼働しません。オン・オフを繰り返すため、平均時間あたりの消費は150〜200W程度かもしれません。

バッテリー稼働時間の参照表

以下は標準的な12V 200Ah LiFePO4バッテリー（公称2,400 Wh）に基づく、一般的な家電の推定稼働時間です。

前提：90%使用可能DoD（2,160 Wh）、85%インバーター効率。使用可能総エネルギー = 1,836 Wh。

家電負荷	稼働ワット数	推定稼働時間
Wi-Fiルーター + LEDランプ	30 W	61.2時間
CPAP（ヒーターオフ）	40 W	45.9時間
ノートPC充電	65 W	28.2時間
LCDテレビ（55インチ）	120 W	15.3時間
大型冷蔵庫（平均）	150 W	12.2時間
ポータブルヒーター（弱）	750 W	2.4時間
電子レンジ	1,200 W	1.5時間

具体例

現実的なステップバイステップの計算を見てみましょう。

シナリオ： 24V 100Ah AGM鉛蓄電池があり、停電時に200WのデスクトップPC環境を動かしたい。インバーター効率は88%。

ステップ1：公称ワット時を計算 24ボルト × 100アンペア時 = 2,400 Wh

ステップ2：安全な放電深度（DoD）を適用 AGM鉛蓄電池なので、50%以下に定期的に放電すると寿命が著しく短くなります。 2,400 Wh × 0.50（DoD）= 1,200 使用可能Wh

ステップ3：インバーター効率を適用 インバーターはDC→AC変換で12%の電力を失います。 1,200 使用可能Wh × 0.88（効率）= 1,056 実効Wh

ステップ4：最終稼働時間を計算 実効ワット時を家電の稼働ワット数で割ります。 1,056 実効Wh ÷ 200ワット = 5.28時間

結果：バッテリーが安全な50%放電限界に達するまで、PCはおよそ5時間15分動作します。

バッテリー選定の実践チェックリスト

バッテリーを購入する前、または緊急時に頼る前に、次の手順に従ってください。

銘板を読む： 家電背面の正確なワット数を確認します。アンペアとボルトのみの場合は掛け算します（アンペア × ボルト = ワット）。
バッテリー化学を確認： 鉛蓄電池（50% DoD）かリチウム（80〜100% DoD）かを確認します。
サージを考慮： インバーターのピーク定格が、冷蔵庫やポンプなどモーター付き機器の起動サージに対応できることを確認します（稼働ワットが低くても）。
計算機を使用： 複数家電のシナリオでは、WattSizing計算機で日次負荷プロファイルをモデル化します。

よくある質問

なぜ計算より早くバッテリーが切れるのですか？

最も一般的な原因は、インバーターの待機消費（入れたままだと24時間消費）、低温による容量低下、または経年で銘板より多く消費する家電です。

1,000Whバッテリーで1,500Wヒーターは動かせますか？

技術的には可能ですが、約30〜40分しか持ちません。ヒーターのような高消費機器は小さなバッテリーを非常に速く枯渇させ、放電率が高すぎると内部安全遮断が作動することがあります。

この計算には起動ワットと稼働ワットのどちらを使いますか？

稼働時間計算には常に稼働ワットを使います。起動ワット（サージ）はモーター起動時の1〜3秒だけです。ただし、インバーターはその短いサージに対応できるサイズである必要があります。

12V DC家電の稼働時間はどう計算しますか？

12V機器を12Vバッテリーに直接接続する場合（12V車載冷蔵庫など）、インバーター効率のステップは省略できます。公式は単に：（公称Wh × DoD）÷ 家電ワット数です。

日本の住宅・小規模施設向け：100V/200V配電と料金の考え方

国内の一般住宅は 100V（照明・コンセント）と 200V（エアコン・IH・乾燥機など）が混在します。オフグリッドのインバーター・発電機・蓄電を設計するときは 瞬時電力(W) と 日次エネルギー(kWh) を必ず分けてください。電力会社の請求は kWh 基準、ブレーカーとケーブルは電流(A) 基準です。

従量電気料金は地域・契約により 1 kWh あたり 25〜40円 前後で概算できます（基本料金・燃料費調整・再エネ賦課金は別）。例：1,500W 電気ヒーターを 4 h 連続運転 → 6 kWh → 日額おおよそ 150〜240円。同じ快適さなら ヒートポンプエアコン や 床暖房 の方が kWh は少ないことが多いです。太陽光サイジングでは銘板 W×24 ではなく、ワットメーター 48 h または負荷リストの Wh 合計を Global Solar Atlas の現地 ピーク日照時間 と一緒に検証してください。

安全： 本文の式・表は計画用の目安です。系統接続、分電盤改修、接地・避雷は 電気事業法 および 内線規程 に従い、第一種電気工事士・登録電気工事業者 に施工を依頼してください。

200V 負荷の稼働時間式（日本例）

稼働時間(h) = 名義 Wh × DoD × インバーター効率 ÷ 負荷 W

例： 48 V 200 Ah LiFePO4 → 48×200=9,600 Wh；DoD 80% → 7,680 Wh；インバーター 90% → 6,912 Wh 有効。200 V 500 W デスクトップ 約 13.8 h；1,500 W ヒーター同時 約 4.6 h。

見落としやすい 3 点

インバーター待機 20〜50 W/24 h — 小バンクでは日容量の相当割合。
冬の非暖房倉庫 でリチウム・鉛の 実効 Ah 低下 — DoD 目標を保守的に。
モーター負荷（冷蔵庫・AC・ポンプ）：稼働 W で時間計算、起動サージ でインバーター VA・BMS A を検証。

12 V DC 直結 vs 200 V AC

12 V DC 冷蔵庫・LED はインバーター損失なしで (名義 Wh × DoD) ÷ W のみ。200 V AC は 85〜92% インバーター効率と 待機 W を必須。Wh vs Ah も確認。

現場検証ワークシート：配線・安全・日照

検証	基準	ツール
PV ストリング	Isc×1.56 ≤ AWG A	データシート
MPPT→BAT	出力×1.25、降下 ≤1%	テスター
BAT→INV	W÷V×1.25	DC クランプ
AC 200V	VA÷200	分電盤点検

48 V では同 W で A=W÷48 が 12 V の 1/4 — 12V/48V。WattSizing 計算機 · ピーク日照 · AWG · 電圧降下 · DIY 配線を順に確認。

LiFePO4： 80% DoD、0°C 未満充電禁止（BMS）。MC4 極性・無酸素銅・圧着。中性-接地 1 点 — 漏電ブレーカ誤動作防止。

出典

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