蓄電池の仕組み

蓄電池とは？

蓄電池の中にはバッテリーが内蔵されています。そのバッテリーのケースの中には、電解液という液体が入っており、マイナス極には電解質に溶けやすい金属、プラス極には電解質に溶けにくい金属が使用され、マイナス曲の金属が電解液に溶けて電子を発生させ、その発生した電子がプラス極に流れることで放電する仕組みとなっています。
では、充電する仕組みはというと、放電の反対のことが起きています。プラス極の金属を溶かして電子を発生させ、マイナス極へと流れて固体化して金属に戻り、はじめの状態に戻ります。これが、蓄電池の中でおこなわれている充電と放電の仕組みです。

蓄電池の種類

鉛蓄電池

比較的高い電圧を取り出すことができ、材料の鉛も安価なため、コストパフォーマンスが高いです。短時間で大電流を流したり、少電流を長時間安定して流すこともできます。自動車のバッテリーとして広く使われています。

ニカド電池

ニッケルカドミウム電池で、負極に水酸化カドミウム、正極に水酸化ニッケル、電解液に水酸化カリウム水溶液を用いた二次電池のことを言います。最大500回程度の充電に耐えられる頑丈さがあり、安定した連続放電ができ、大電流特性に優れています。

ニッケル水素電池

過充電や過放電に強く安全性が高い特長があります。リサイクル性も高く輸送も容易にできることからニッカド電池の替わりとして多く使われています。

リチウムイオン電池

リチウムイオンは、非常に軽くて小さい物質で小さくて軽いのが特長です。小型軽量バッテリーに多く利用され、パソコンやスマートフォンなどの他、家庭用蓄電池にも使われています。

NAS電池

大容量・高エネルギー密度・長寿命で鉛蓄電池の約3分の1のコンパクトサイズです。容量の割にコストが安いです。

各種蓄電池比較

電池の種類	鉛	ニッケル水素	リチウムイオン	NAS
コンパクト化 (エネルギー密度: Wh/kg)	× 35	△ 60	◎ 200	◯ 130
コスト (円/kwh)	5万円	10万円	20万円	4万円
大容量化	○ ～Mw級	○ ～Mw級	○ 通常1Mw級まで	◎ Mw級以上
充電状態の正確な計測・監視	△	△	△	△
安全性	○	○	△	△
資源	○	△	○	◎
運転時における加温の必要性	なし	なし	有り (≧300℃)
寿命	17年 3,150回	5～7年 2,000回	6～10年 3,500回	15年 4,500回

参考資料：経済産業省：蓄電池戦略

メリット・デメリット

蓄電池のメリット

負荷電力の平準化で電気料金削減
電気料金の安い時間に充電、高い時間に利用することで電気料金を節約できる
太陽光発電との併用でさらにお得に
停電時に非常用電源として電気を使える
パワコンの交換費⽤を節約できで効率アップ
FIT終了で買電制度10年の満期後の電気料金削減
V2Hを後付けで設置できる

蓄電池のデメリット

初期費⽤が⾼い
蓄電池は徐々に劣化する
設置スペースの確保と配線⼯事が必要になる
売電量が減ることで売電収入が減る

蓄電池の寿命

蓄電池の寿命は、充電から放電までを１サイクルとして何回可能なのかで表します。しかし、頻繁に充放電をおこなわないバックアップ用などの場合はサイクル期間ではなく、試用期間で寿命を表すことが一般的です。
各種蓄電池比較の寿命欄で言えば、鉛蓄電池は耐用年数17年、3,150サイクル使用可能ということになります。1日1サイクルの計算で9年と4ヶ月程度の期間ということになります。

さて、そこで気になるのが寿命を迎えた蓄電池の蓄電容量は、どこまで減少するのかです。これは、各メーカーが目安を設定しいますので参考にされるといいです。
・京セラ：20%程度の減少
・東芝：10%程度の減少
・シャープ：70%以上の蓄電容量を維持
蓄電池の寿命後の蓄電容量に違いはありますが、時間とともに減少していくことに変わりはありません。そのため、最終的には電池交換が必要になります。

蓄電池を長持ちさせる方法

蓄電池を長く使えるようにするためには、

こまめに充電する
過充電・過放電を避ける

のようなことに気をつけるといいです。

でも、これらをご自分でコントロールすることは難しいので、蓄電池の残量によるコントロールができる製品を選ぶと蓄電池の負担を最低限の範囲で調整することも可能です。

太陽光発電と組み合わせる

卒FITとは、固定価格買取制度の10年終了後のことをいい、売電単価が下がる時期に蓄電池の導入を検討する方も多くいます。
今まで売電していた電気を蓄電池に溜めて、電気代が高い時間に溜めた電気を使うことで、電力会社から購入する電気代を削減できます。また、太陽光発電システムで蓄電池への充電が賄えないときは、電気代が安い時間に充電して、高い時間帯に使用することで電気代を節約することができます。
また、ご家庭での時間帯別の電気使用量や天気による太陽光発電での発電量などを計算して電気代が安い時間帯で蓄電池に充電するなど、とても効率的に電気を充放電できるシステムもあります。
蓄電池に興味のある方は、是非、当社にお声掛けください。最適なプランをご提案させていただきます。

蓄電池とは？