家族4人が72時間の停電に備える際、ポータブル電源の必要容量はどの程度でしょうか。
本記事では、家電ごとの実測消費電力データと効率損失を踏まえ、数式で算出する根拠ある容量目安を解説します。
内閣府の防災ガイドラインに基づく72時間基準と、LiFePO4バッテリーの温度特性や変換効率を考慮した安全運用の要点も整理します。
自治体ごとの制度差が大きいため、申請前に最新の要綱と型式登録リストを必ず確認してください。
この記事でわかること
災害時の電力確保は、家族の安心・安全を守るために不可欠です。内閣府の防災基本計画では、災害発生から72時間（3日間）を「人命救助・救命活動」の重要期間と位置づけています。本記事では実測データと効率損失を考慮し、必要容量の目安を数式で示します。
想定する家族構成 大人2名・子ども2名の標準的な4人家族を前提とします。
本記事のゴール
本記事では、必要容量を「最低限・標準・安心」の3段階で算出します。判断に使う安全マージンは以下です。
- 変換効率損失（DC/AC変換で約10〜15%）
- バッテリー劣化・温度影響（約5〜10%）
- 緊急時の使用増加（安全係数1.2〜1.8倍）
重要な前提条件 数値は一般的な想定条件下の推定値です。実際の使用環境や機器仕様により変動します。
必要容量の基本式と単位（W/Wh/kWh, Ah換算）
容量選定には電力の基本単位を正しく理解することが重要です。以下の単位と計算式を押さえておきましょう。
基本単位の説明
W（ワット）：瞬間的な電力
Wh（ワットアワー）：1時間あたりの電力量
kWh（キロワットアワー）：1000Wh = 1kWh
Ah（アンペアアワー）：12V系なら Wh ÷ 12 = Ah
必要Wh = Σ(P×h) ÷ η × 安全係数
家族4人×72時間の必要容量は、以下の式で算出します。
必要容量（Wh）= Σ（家電の消費電力W × 稼働時間h）÷ 総合効率η × 安全係数
総合効率η = DC/AC変換効率（0.85-0.90）× バッテリー効率（0.90-0.95）
安全係数 = 1.2-1.3（最低限）, 1.4-1.5（標準）, 1.6-1.8（安心）
例：1日あたり500Wh消費、総合効率0.85、安全係数1.3の場合
72時間の必要容量 = 500Wh × 3日 ÷ 0.85 × 1.3 = 2,294Wh
家電別モデルケース（冷蔵庫・照明・通信・調理）
停電時に優先すべき家電の消費電力を、実測データに基づいて整理します。デューティ比（実稼働率）を考慮して現実的な電力消費量を算出します。
冷蔵庫 デューティ比と庫内保持の注意
| 項目 | 数値 | 備考 |
|---|---|---|
| 定格消費電力 | 120-180W | 400-500Lクラス |
| デューティ比 | 30-40% | コンプレッサー稼働率 |
| 1日の実消費電力 | 864-1,728Wh | 150W × 0.35 × 24h = 1,260Wh |
省エネのコツ 開閉回数を減らすことで消費電力を約15-20%削減できます。
照明/通信 スマホ・ルーターの稼働時間
| 機器 | 消費電力 | 稼働時間/日 | 1日の消費電力 |
|---|---|---|---|
| LED照明（8W × 3灯） | 24W | 8時間 | 192Wh |
| WiFiルーター | 12W | 24時間 | 288Wh |
| スマホ充電（4台） | 10W | 2回/台 | 80Wh |
| ラジオ・小型TV | 15W | 6時間 | 90Wh |
簡易調理 電気ケトル/電子レンジの代替策
調理器具は消費電力が大きいため、ポータブル電源での使用は制限的です。
高消費電力機器の注意 電子レンジや電気ケトルは定格出力2000W以上の電源が必要です。
| 調理器具 | 消費電力 | 推奨代替手段 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気ケトル | 1200W | カセットコンロ + やかん | 湯沸かし5分 = 100Wh |
| 炊飯器（小型） | 300W | 無洗米 + 水筒調理 | 炊飯1回 = 150Wh |
| 電子レンジ | 1400W | レトルトの湯煎 | 3分使用 = 70Wh |
効率・季節・化学の補正（インバータ/DoD/温度）
実際の使用可能容量はカタログ値より小さくなります。補正要因を理解して適切な容量を選定しましょう。
AC/DC変換とインバータ損失
| 変換方式 | 効率 | 適用機器 | 備考 |
|---|---|---|---|
| DC直接給電 | 95-98% | LED照明、USB充電器 | 最も効率的 |
| 正弦波インバータ | 85-92% | 精密機器、冷蔵庫 | 高品質だが効率やや低 |
| 修正正弦波インバータ | 80-88% | 白熱電球、単純家電 | 安価だが使用制限あり |
LiFePO4とNMCの傾向とDoD
DoD（放電深度） LiFePO4は90-95%、NMCは80-85%が目安です。
| バッテリー種類 | 安全DoD | 低温時容量 | サイクル寿命 | 防災適性 |
|---|---|---|---|---|
| LiFePO4（リン酸鉄） | 95% | -10℃で約85% | 3000-6000回 | 高い |
| NMC（三元系） | 85% | -10℃で約70% | 1500-3000回 | 中程度 |
冬季対策 0℃以下では容量が約15-30%低下するため、1.2-1.3倍の余裕が必要です。
ソーラーパネル併用時の寄与と日射シナリオ
ソーラーパネル併用で実効容量は拡張できますが、天候や季節で発電量は大きく変動します。
曇天/冬季/都市部の現実的な発電量レンジ
| パネル出力 | 晴天（春夏） | 曇天（春夏） | 晴天（冬季） | 曇天（冬季） |
|---|---|---|---|---|
| 100W | 300-400Wh/日 | 80-120Wh/日 | 200-280Wh/日 | 40-80Wh/日 |
| 200W | 600-800Wh/日 | 150-250Wh/日 | 400-560Wh/日 | 80-160Wh/日 |
現実的な計画 防災計画では「曇天（冬季）」の最低発電量を基準にします。
200Wソーラーパネル併用時の拡張効果
- 楽観（晴天続き） 3日間で1,200-1,800Wh追加
- 標準（晴曇混在） 3日間で600-900Wh追加
- 悲観（曇天・雨） 3日間で200-400Wh追加
家族4人×72時間の目安容量
計算式と補正係数を用いて、最小限・標準・安心の3水準で必要容量を算出します。
| 機器カテゴリ | 1日あたり消費電力（Wh） | ||
|---|---|---|---|
| 最小限 | 標準 | 安心 | |
| 冷蔵庫 | 800 | 1,260 | 1,500 |
| 照明・通信 | 300 | 650 | 800 |
| 充電（スマホ・PC） | 80 | 150 | 250 |
| 簡易調理 | 0 | 200 | 400 |
| 1日合計 | 1,180Wh | 2,260Wh | 2,950Wh |
| 72時間合計 | 3,540Wh | 6,780Wh | 8,850Wh |
補正後の推奨容量
最小限レベル： 3,540Wh ÷ 0.85 × 1.2 = 5,000Wh
標準レベル： 6,780Wh ÷ 0.85 × 1.3 = 10,400Wh
安心レベル： 8,850Wh ÷ 0.85 × 1.5 = 15,600Wh
製品選択の目安
- 最小限（5kWh）： Jackery 3000 Pro、EcoFlow DELTA Pro など
- 標準（10kWh）： BLUETTI AC500 + B300S×2 など
- 安心（15kWh）： 大容量システムまたは複数台構成
安全運用・保管・点検の要点
安全運用の5原則
- 換気確保 屋内使用時は十分な通気を確保
- 温度管理 0-40℃の環境で保管・使用
- 定期充電 3-6ヶ月に1回は100%充電
- 負荷管理 定格出力の80%以下で連続使用
- 水分厳禁 濡らさない・結露注意
| 点検項目 | 頻度 | チェックポイント | 異常時の対応 |
|---|---|---|---|
| 外観・ケーブル | 月1回 | ひび、変形、コード損傷 | 使用中止・メーカー相談 |
| 充電・放電 | 3ヶ月毎 | 充電時間・容量の変化 | バッテリー交換検討 |
| 表示・操作 | 使用前毎回 | 液晶表示・ボタン反応 | リセット・初期化 |
| 冷却ファン | 6ヶ月毎 | 動作音・風量 | 清掃・メンテ |
緊急時の注意事項 異臭・異常発熱・煙が発生した場合は直ちに使用を停止し、換気の良い場所に移動してください。
まとめ
家族4人×72時間の停電対策では、必要容量はおおよそ 5-16kWh の範囲です。家庭の優先度と予算に合わせて適切なレベルを選択しましょう。
容量選択の判断基準
- 最小限（5kWh）： 冷蔵庫+照明+通信の生活維持
- 標準（10kWh）： 上記+簡易調理で準通常レベル
- 安心（16kWh）： 高負荷家電も使える余裕構成
購入前チェックリスト
次のアクション
- 本記事の計算結果を基に必要容量を再計算
- 候補機種の実機確認（展示会・レンタル）
- ソーラーパネル併用の費用対効果を試算
- 購入後は定期的な動作確認で「いざ」に備える
適切なポータブル電源の導入により、災害時でも家族の安心・安全な生活を維持できます。