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蓄電池の基礎知識【鉛蓄電池】を解説!

公開日:2019/12/01  最終更新日:2019/12/03

大阪でも太陽光発電に加え、蓄電池の利用も急激に増えて来ている状態となっています。その理由の一つが、蓄電池で貯めた電気は必要な時に使えることです。

ただ、一言で蓄電池といっても、いくつかの種類に分かれていることをご存知でしょうか。それぞれで特徴も違っているので、太陽光発電を導入する前にしっかりと理解しておきましょう。

太陽光発電に使われる蓄電池の種類

太陽光発電をおこなう場合は、蓄電池も合わせて利用する人が増えている状態となっていますが、利用するものによって寿命が大きく違っています。もちろん、寿命を迎えれば別のものに交換すれば問題ありませんが、交換のスパンが短いと、その費用だけでも大きな負担となってしまいます。

そこで、まずはそれぞれの蓄電池でどれくらいの寿命が期待できるかということを理解してみると良いでしょう。現在太陽光発電システムに併用する形で利用されている蓄電池は、鉛、ニッケル水銀、リチウムイオン、NASの4種類に分かれています。これらはただ単に素材が違っているというだけでなく、寿命も大きく違っており、利用するものによって交換の頻度が変わって来ます。

一番長く持つと言われているのが鉛蓄電池で、17年ほどは使い続けることができるようになっています。ちなみに、リチウムイオンの場合は10年ほど、ニッケル水銀は約5年から7年ほど使い続けることが可能です。また容量が大きいということからNASは注目されていますが、こちらの場合はだいたい15年ほどの寿命となっています。

鉛蓄電池を少し詳しく見てみよう

現在存在している蓄電池の中でも最も寿命が長いと言われているのが鉛蓄電池と呼ばれるもので、17年程度は使い続けることができます。他の電池と比べると小型化が難しいため、どうしても大きめに作らなければならないのである程度のスペースが必要ですが、製造コストも安くて済むので、上手に活用すれば製品の価格を抑えることにも十分つながるというメリットがあります。

この蓄電池は、電解液として利用している希硫酸の中に鉛の電極板を入れた構造になっています。陽極に利用されているのは二酸化鉛、陰極に利用されているのは海綿状の鉛で、希硫酸と反応させることによって電圧が生じ、電気を蓄える仕組みです。希硫酸の中の硫酸イオンが陽極、陰極の両方に移動すると放電され、陽極、陰極両方から硫酸イオンが希硫酸に移動すると充電される仕組みです。

鉛蓄電池の大きなメリットは、比較的高い電圧を取り出すことができるということで、太陽光発電だけでなく自動車にも利用されていて、コストパフォーマンスが高い点などが評価されています。

また電流を短時間で流したり、その強さを変えたりしても性能が安定している点も大きな特徴だといえます。そのため、使い勝手が良いということから、太陽光発電システムにおいてもいろいろなところで利用されている形です。

鉛蓄電池の知っておきたいデメリット

どんなに素晴らしいシステムでも、実際には全てメリットだけというわけではなく、デメリットもそこには存在しています。例えばその一つとして、他の蓄電池に比べるとどうしてもサイズが大きいので、設置する場所が限られてしまいます。

また、過放電の状態が継続するとどうしても劣化が進んでしまい、その結果、性能が著しく低下してしまうことも珍しくありません。さらに、希硫酸を利用しているのですが、硫酸自体は決して無害というわけではないし、何より危険性はゼロというわけではありません。実際には破損したときに希硫酸が漏れ出してしまうなどの危険性も孕んでいるタイプだと言って良いでしょう。

また、希硫酸自体は決して凍結しないものではなく、温度が低い地域ではどうしても凍結してしまう可能性もないわけではありません。液体は基本的に常温よりも凍結する方が体積が大きくなってしまうので、この希硫酸も凍結によって体積が増し、破損する可能性が出て来ます。

したがって、コストパフォーマンスの点などから利用するメリットは十分あるのですが、安全性という点からいくと少し利用する際は気をつけなければならないともいえます。

 

現在太陽光発電でもよく利用されている蓄電池には4種類ありますが、鉛蓄電池はその中の1つのタイプのことです。陽極には二酸化鉛、陰極には海綿状の鉛を利用し、電解液に希硫酸を使うことで充電、もしくは放電をおこなっています。

基本的には安定した性能が期待できるだけでなく、寿命が長く、さらにコストパフォーマンスが高い点などが評価されています。そのため、太陽光発電だけでなく自動車などにも活用されているのが現状です。

ただサイズが他の蓄電池と比べると大きくどうしても省スペース化しづらいため、設置に関してはある程度の広さが必要です。さらに希硫酸を利用しているので破損したときには少々危険が伴うというデメリットも存在しています。

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