近年、太陽光発電システムとともに関心を集めるようになってきた蓄電システム。その蓄電システムの要となるのが蓄電池です。
そのため、蓄電システム導入をご検討の際には、ご家庭での生活スタイルや産業の事業内容に応じて、蓄電池の種類を適切に選択することが大切です。
蓄電池を提供するメーカーは多数あり、そのため蓄電容量や性能も多様な種類が揃っています。
蓄電池の種類は、その材質によって鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、NAS電池等に分けられます。それぞれの種類の蓄電池には特性があり、用途によってメリットとデメリットがあります。
今回は、上記に挙げた主な蓄電池の種類についてご紹介したいと思います。
家庭用または産業用の蓄電システムで利用される定置用蓄電池は、主に鉛蓄電池とリチウムイオン電池が主流で、特にリチウムイオンはその特性から今後も期待が持たれています。以下に両者の特徴を整理してみます。
電極に鉛が使用されていることから名付けられました。大容量化することができ、比較的長い歴史があることから実績が豊富で安全性が確かめられています。
さらに、他の蓄電池と比較して割安(5万円/kWh)であるため経済性に優れ、そして寿命が長い(17年ほど)ことが知られています。安全性が高いため自動車のバッテリーとしても広く活用されており、また産業用のバックアップとしても使用されています。
ただし、エネルギー密度(1kgあたりに蓄電可能な電力量)が低いという特性があるため、サイズをコンパクトにすることは難しい面があります。
こちらも大容量化が可能で、さらにエネルギー密度が高いことからサイズをコンパクトにすることも可能です。
寿命は6年から10年ほどと言われています。その高いエネルギー密度とコンパクト化可能な特性から、携帯電話やノートPCなどのモバイル機器に広く活用されています。
ただし、他の蓄電池と比較して割高(20万円/kWh)であるため、コストが高いというデメリットがあり、また充電のやり方や使用環境によっては劣化しやすいという特性もあります。なお、コスト面に関しては今後の需要拡大によって低価格化の可能性も考えられます。
ニッケル水素電池は、コストとエネルギー密度の面では鉛蓄電池とリチウムイオン電池の中間的な位置づけとなり、寿命はリチウムイオン電池よりやや劣ります。
大電流の放電に耐えうる特性があり、安全性も確認されています。身近な活用例としては、ハイブリッドカーのバッテリーや三洋電機が開発した「エネループ」が代表例です。
メガワット級に大容量化することが可能で、さらに鉛蓄電池よりもエネルギー密度が高いためコンパクト化にも優れます。
また、寿命も長く(15年ほど)、コスト面が他の蓄電池と比較して割安です。ただしNAS電池を安全、安定して稼働させるには、作動温度の適切な管理が求められます。
また、NAS電池で使用される材質は危険物指定された物質であることから、安全面での対応が求められます。主に、変電所等の大型蓄電池として活用されます。
このように蓄電池に種類があるということは分かりましたが、ではこれらの蓄電池を利用することでどのようなメリットがあるのでしょうか。
もっとも大きなメリットは、太陽光等の発電を家庭で行った際に作り出された電力を無駄にせずに利用できることです。太陽光発電のシステムだけでは電力を貯めておくことが出来ませんが、蓄電池を導入することによって貯めておいた電力を好きな時に利用することが出来ます。また、それによって売電にも対応できるというわけですね。
ただ、注意しておかないといけないのが蓄電池も貯められる電気の量に限りがあるということです。家庭への導入の検討の際は、上記で触れた種類や、その製品の容量を入念に確認しなければなりません。
また、家庭用蓄電池のサイズは平均でおよそ幅100cm、奥行き30cm、高さ120cmです。加えて、極度の高温や低温にならない場所でないと状態が悪くなるのも早いです。設置場所の事前チェックも重要です。
今回は蓄電池の種類についてご紹介しました。それぞれ特性が異なっており、使用環境等によってメリットやデメリットが現れるでしょう。
家庭用または産業用蓄電システムの蓄電池としては、以上に挙げた蓄電池の中ではリチウムイオン電池がその特性から有望視されており、今後さらに普及が見込まれると思われます。
もちろん、リチウムイオン電池にも提供メーカーによって性能が異なるため、家庭での生活スタイルや産業での事業内容によって、比較検討していくことが大切です。
(参考：経済産業省蓄電池戦略プロジェクトチーム『蓄電池戦略』平成24年7月)
2016/11/29
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