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蓄電池

蓄電池ってそもそも何?蓄電池の仕組み

蓄電池の基本的な仕組みは、正極(+極)・負極(ー極)に性質の異なる金属を電解液に入れて、化学反応を起こすことで電気を発生・蓄積させます。正極には電解液に溶け出しにくいイオン化傾向が小さい金属を用い、負極には溶け出しやすいイオン化傾向が大きな金属を用います。この金属が、電池の+、-の部分となり、この正極・負極の金属に動線を繋ぐと、放電反応により電球が点灯します。放電反応では負極の金属が溶け出して、正極の金属に析出(溶けた金属が付着)します。放電反応状態を継続すると蓄電池ではない場合は、このまま負極の金属が溶けて使えなくなります。しかし、蓄電池の場合には、外部電源でエネルギーをかけることで、正極の金属を溶かして負極の金属へ析出させる充電反応を起こすことができます。これにより、充電を行なってまた放電をすることができるのです。

主な蓄電池の種類

鉛蓄電池

鉛蓄電池は、主に自動車のバッテリーに用いられています。非常用電源として利用されることが多く安価で手に入ります。正極に二酸化鉛を用い、負極には鉛を利用しています。電解液には希硫酸が使われています。鉛蓄電池は、充電・放電を繰り返すとサルフェーション(負極の金属に硫酸鉛の結晶が発生する現象)が起きて劣化します。

ニッケル水素電池

ニッケル水素電池は、主に充電式乾電池(エネループなど)に使われています。正極に起き時水酸化ニッケルを用い、負極には水素吸蔵合金を利用しています。カリウムのアルカリ水溶液を電解液として用いており、使用する素材で人体に有害なカドミウムを使っていないため廃棄などの取り扱いが容易になっています。また水素を利用していることで、同じくニッケルを使うニカド電池の2倍以上の電気容量があります。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、主にモバイル端末用のバッテリーなどで利用されている蓄電池です。前述したニッケル水素電池よりも軽量で容量の大きな二次電池で、正極には、リチウム含有金属酸化物、負極には炭素材、グラファイトが用いられます。電解的には有機電解液という非水系素材を利用していることで高いエネルギー密度を実現しています。

NAS電池

NAS電池は家庭用ではまだほとんど普及していませんが、大規模な工場施設などで用いられている蓄電池です。正極に硫黄。負極にはナトリウムが用いられていて、電解質には液体ではなく個体のβ-アルミナを利用しています。セラミックスを介してイオン移動が行なわれる仕組みになっています。

蓄電池の使い道を知って賢く利用しよう!

仕組みや種類の違いが分かったところで、これらの蓄電池にはどういった用途があるのか見てみましょう。

蓄電池の用途

これらの蓄電池の用途には、災害などで電源供給ができない状態に陥ったときの非常用電源としての役割や、通常時のエネルギー消費を補う節約・電気料金などの削減に利用することができます。また、現在は大規模な施設の利用がほとんどですが、NAS電池による負荷平準化により昼夜の電気消費と発電のバランスをとるピークシフトなどが、省エネやエネルギーコストの削減で注目されています。

蓄電池を導入すると補助金がもらえる!?

エコや省エネ制度には、現在多くの自治体や国が力を入れています。向上や商用施設だけでなく、一般家庭でも蓄電池の設置をすると「定置用リチウムイオン蓄電池導入支援事業費補助金」が受け取ることができます。対象となる商品を見ていきましょう。

補助金対象機器

パナソニック株式会社

リチウムイオン蓄電システム

パッケージ型番:LJ-ME15Aモデル LJ-MH20Aモデル

蓄電容量:15kWh・20kWh

定格出力:10000W・20000W

特徴:太陽電池接続で直接充電が可能です。

シャープ株式会社

クラウド蓄電池システム

パッケージ型番:JH-WBP07C JH-WBP08C

蓄電容量:4.4kWh

定格出力:2000W

特徴:蓄電池単体でも、太陽光発電システムとの連携ができます。

オムロン株式会社

太陽光発電用ハイブリッド蓄電システム

パッケージ型番:KP48S2-PKG64-MM KP48S2-PKG64-SMM

蓄電容量:6.4kWh

定格出力:4800W

特徴:太陽光発電の余剰電力を蓄えることが可能なハイブリッド蓄電システムです。

株式会社GSユアサ

蓄電池併設型太陽光発電システム

パッケージ型番:LSSC-4.5-S3C-72-H LSSC-4.5-S3C-72-RS

蓄電容量:12.6kWh

定格出力:4500W

特徴:停電対応・夜間電力利用・太陽電池電力充電の3つのモードで動作を選べます。

蓄電システムの相場

震災後から非常用の電源としても注目されている定置用のリチウムイオン電池ですが、導入の費用はまだ高額です。蓄電池の寿命が10年未満のため、電気料金の削減分と合わせてもコストの方が高い状態です。導入コストを抑えるには、SIIや地方自治体の補助金を利用して導入してみましょう。また、リースで蓄電池をレンタルする方法があります。10年の使用で考えると、導入するよりも安くなりますが、サービスの中途解約不可能ができないため入念に検討する必要があります。

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