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【蓄電池の設備とは?】種類・寿命・消防法について徹底解説!

蓄電池 2021年10月15日更新

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今回は蓄電池の設備について解説していきます。蓄電池の種類、寿命について丁寧に解説していきます。また、蓄電池の設置の際に注意しなければいけない、消防法についても解説していきます。ぜひ参考にしてみてください。

1.蓄電池の種類の分け方には色々ある

蓄電池の種類の分け方にはいくつかの方法があります。その方法は以下の通りです。

  • 極材料の違い
  • 蓋の違い
  • 極構造の違い

それぞれ分かりやすく解説していきます。

1-1.極材料の違い

蓄電池は正極・負極・電解液によって構成されています。正極は電位の高い極のことでプラス極、負極は電位の低い極のことでマイナス極と呼ばれています。一般的に正極にはイオンが溶けにくい金属、負極にはイオンが溶けやすい金属が用いられます。

代表的な極材料としてはがあります。古くから用いられている素材で、低価格で提供できるメリットがあります。その一方で現代においてはエネルギー効率が悪いというデメリットもあります。

また、現代ではリチウムイオン電池が普及しています。リチウムイオン電池は正極にリチウム(リチウム含有金属化合物)、負極に炭素素材が用いられています。鉛蓄電池に比べて圧倒的にエネルギー効率が良いのですが、1kWhあたりのコストが大きいのがデメリットです。そのため大規模な蓄電池に採用されることは少なく、スマートフォンのバッテリーなどの小規模での利用が一般的です。

1-2.蓋の違い

鉛蓄電池にはベント式の蓋とシール式(制御弁式)があります。ベント式は水溶液(電解液)の量が分かるようになっていて、水溶液の補充が必要なタイプになります。ベント式には防爆防沫装置と呼ばれている安全装置が取り付けられているのです。

一方でシール式は水溶液の量を確認することはできませんが、水溶液の補充が必要なく、メンテナンスが容易です。なぜならシール式の蓄電池は水溶液が液状ではなく、繊維に染み込ませたりゲル状に固められているためです。

利用している蓄電池の蓋は確認しておくといいでしょう。

1-3.極構造の違い

蓄電池はプラス極の構造に種類があります。クラッド式とペースト式の2つです。

クラッド式はガラス繊維をチューブ式に編み上げ、その中に粉末状の鉛を充填しています。鉛が電解質に溶け込むのを防ぐことができるので耐久力に期待できます。プラス極は溶けにくい極構造が求められるため、クラッド式は理にかなった極構造といえそうです。

一方でペースト式はその名の通り鉛を板状にしたもので、面積を増やし、エネルギー効率の良い蓄電池を生み出すことができます。その代わりにクラッド式に比べて耐久度は低いので、衝撃がほとんどない環境で用いられることが多いです。

2.蓄電池の寿命は10年ぐらい?

ここでは蓄電池の寿命について説明します。蓄電池の寿命は、その種類によって変動するのですが、平均的には10年から15年ほどであることがほとんどです。

また、蓄電池の寿命は温度によって大きく変動するため、設置環境には一定の配慮が必要です。蓄電池の適温は25℃なのですが、温度が上昇するにつれて寿命がどんどん短くなってしまうのです。
室温が25℃に設定されている場合でも、蓄電池の設置環境によっては温度が上昇してしまう恐れもあります。例えでは以下の例が挙げられます。

 

  • 様々な機器に挟まれているケース
  • 通気性が悪く温度がこもってしまっているケース
  • 空調の影響が受けづらくなってしまっているケース

さらに、温度だけではなく放電回数も重要で、放電回数が多ければ多いほど寿命が低下します。24時間無休で蓄電池が稼働されれば放電回数はかなり抑えられますが、夜間・休日になる度に建物の電気が切れる場合など、放電回数が増えてしまうケースが多くなります。

いずれにせよ、蓄電池の設置環境によって寿命が大きく左右されるため、入念な準備が必要になってくるでしょう。

3.蓄電池の使い方は消防法に気をつける!

蓄電池は消防法によって規制されている設備でもあります。そのため、蓄電池を設置する際には消防法についてもある程度の理解が必要になるのです。内容は以下の通りとなります。

  • 設置場所の制限
  • 機械室の仕様
  • 蓄電池は点検が必要

それぞれ説明していきます。

3-1.設置場所の制限

蓄電池には設置場所の制限があります。基本的には点検がしやすく火災の被害を受けないような場所に設置するのが原則です。そのため、不燃材料で造られた不燃室に設置されることがほとんどです。屋外に設置されることはありません。ただし、キュービクル式の場合は例外で、発電設備室や機械室、ポンプ室などに設置可能です。

キュービクル式とは蓄電池が不燃性の外箱にコンパクトに収まっているモデルで、屋外に設置することも可能です。学校などの建物でさりげなく設置してあるので、街中でもよく見かけます。

ただし、キュービクル式の蓄電池を設置する場合は隣接している建造物から3m以上離さなければならず、3m以上離すことができなければ、建造物そのものを不燃材料で区画し、付近に消火設備を設置しなければなりません。

さらに、発電室など、同室内に蓄電池以外の電気設備が設置されている場合、それぞれ1m以上離す必要もあります。それ以外にも温度の指定や日光の入り方など、細かい部分での規制がいくつもあるので、しっかり確認する必要があるでしょう。

3-2.機械室の仕様等

蓄電池を設置する不燃室や機械室にも規制があります。まず、屋外に通じる換気設備やダクト設備に関しては不燃材料で区画されていることが求められます。機械室内で火災になった際に、空気の通り道を通じて火災が広がる恐れがあるためです。

また、水が侵入しないような設計であることも求められます。電気を取り扱っている設備なので、通電性が高い水の侵入は非常に危険な状態になります。それに加え、当たり前ですが、ガス管や可燃物の設置も禁止されています。

さらに、照明の確保も必要となっています。

3-3.蓄電池の点検について

蓄電池は設置だけではなく、点検にも注意を使う必要があります。なぜなら、災害時などの緊急時には蓄電池が非常に重要な存在になるため、いつでも確実に作動することが求められるからです。特に消防用の蓄電池には特別な技能が必要になってきます。

そこで一般社団法人電池工業会が蓄電池設備整備資格者というものを設けました。蓄電池設備整備資格者をの講習を受講し資格者になったものだけが、蓄電池点検の技能を身につけていると判断されるのです。基本的にはこの蓄電池設備整備資格者にならない限りは、蓄電池を点検することは認められない状況にあります。

4.まとめ

それでは本記事をまとめていきます。

  • 極材料・蓋・極構造などによって蓄電池は分類される
  • 蓄電池の寿命は温度に大きく左右される
  • 蓄電池の設置は消防法を遵守する必要がある
  • 蓄電池の点検には資格が必要

蓄電池は電気エネルギーを溜め込む設備ということもあり、デリケートに扱う必要があります。正しい方法で蓄電池を設置・管理していきましょう。

 

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