NAS電池は日本唯一の電池！仕組みや用途を紹介

「NAS電池ってどういった電池のこと？」

「蓄電池にはどのくらいの種類があるのだろう。」

このように疑問を持っている方はいませんか。

NAS電池とは、実は日本で初めて実用化された電池です。

もちろん他の電池とは異なる点がいくつかあります。

今回はNAS電池を中心に見ていきましょう。

NAS電池とはどういった種類の蓄電池？

ここでは、まず蓄電池の種類、次にNAS電池の概要や仕組み、そして価格について紹介していきます。

蓄電池の種類

まずは蓄電池にはどういったものがあるのか、4種類見ていきましょう。

リチウムイオン電池

1つ目は、リチウムイオン電池です。

リチウムイオン電池は、正極と負極をもち、その間をリチウムイオンが移動することで充放電を繰り返し行う電池のことです。

ちなみに、繰り返し充放電が行える電池を二次電池、使い切りのものは一次電池と呼ばれており、リチウムイオン電池は二次電池に該当します。

特徴としては小型蓄電池の1つでありながら、容量がとても大きいことが挙げられるでしょう。

電圧に関しては、同じ小型のニッケル水素電池よりも高く、効率的に放電を行うことができます。

こうした、小型で大容量の電力を蓄えることができることから、身近なものだと携帯電話やPCのバッテリー、産業用ではロボットや工場・車など幅広い用途で使用されています。

以前は電気自動車やハイブリッド車のバッテリーに水酸化ニッケルが用いられていましたが、現在では機能面からリチウムイオン電池が主流となっています。

鉛蓄電池

2つ目は、鉛蓄電池です。

鉛蓄電池とは、電解液である希硫酸の中に鉛の電極版が入っています。

正極には二酸化鉛、負極には海綿状の鉛が使われており、化学反応で電圧が発生して電気が蓄えられます。

そして、鉛蓄電池は構造上の違いによって2種類に分けられます。

1. 電解液の水分が化学反応や蒸発で少なくなることから、随時精製水を補充する必要があるベント形鉛蓄電池
2. 化学反応によって水分が失われない制御弁式蓄電池

特徴としては、比較的高い電圧を取り出すことができることや、電極の材料である鉛が安価であることからコストパフォーマンスが高いことが挙げられます。

ただ、他の二次電池と比較した時に大型で重いことや、硫酸を使用していることから破損時の危険が高いことなどが挙げられます。

自動車やフォークリフト、電動車椅子のバッテリー、非常照明、非常用電源などとして活躍しています。

ニッケル水素電池

3つ目は、ニッケル水素電池です。

ニッケル水素電池とは、ニッケル・カドミウム電池の負極のカドミウムの代わりに水素吸蔵合金を用いて、小型軽量化を測った電池です。

乾電池との互換性が高く、乾電池が使える多くの機器でニッケル水素電池は使用できます。

そして、ニッケル水素電池は環境に優しい電池とも言われています。

というのも、カドミウムを使っていないことに加えて、リサイクルしてニッケルを再利用できるからです。

自動車の電装部品やドライブレコーダー、エレベーターなど、さまざまな場面で使われています。

NAS電池

4つ目は、NAS電池です。

NAS電池に関しては、この後しっかりと説明していきます。

NAS電池について

ここからはNAS電池とはどういった蓄電池か見ていきましょう。

NAS電池とは

NAS電池とは、日本ガイシによって開発され、世界的にも同社でしか製造されていない蓄電池です。

現在ではドイツやアメリカなど、計200箇所以上で使用されています。

また、ナトリウム硫黄電池とも呼ばれており、主に大規模な電力貯蔵施設で用いられています。

NAS電池の正極は硫黄で、負極はナトリウム、電解質に使っているのはファインセラミックスです。

硫黄とナトリウムイオンの化学反応で充放電を繰り返しています。

作動させるためには温度を300度に保つ必要がありますが、自動で300度に達するようになっているので、外から温める必要はありません。

特徴としては、容量の割にサイズが小さめになっており、現存する蓄電池の中でもトップサイズのコンパクトさがあることでしょう。

鉛蓄電池と比較すると、その大きさは3分の1程度で、エネルギー密度が高い点も評価されています。

また、電解質が固体であるため、自己放電しにくく発電効率が良く、充放電が2000回以上可能なので、寿命の長さも魅力と言えるでしょう。

仕組み

次は充電と放電の仕組みについて詳しく紹介します。

放電は以下の仕組みになっています。

1. 負極側でナトリウムがナトリウムイオンと電子に分かれる。
2. ナトリウムイオンはセラミックスを通過して正極に移動する。
3. 電子は電池の外に出て負荷を通り、正極側に移動する。
4. ナトリウムイオン・硫黄・電子が反応して多酸化ナトリウムになる。

一方、充電の仕組みは以下のようになっています。

1. 電流を流すことで多酸化ナトリウムがナトリウムイオン・硫黄・電子に分かれる。
2. ナトリウムイオンはセラミックスを通過して正極に移動する
3. 負極側に移動したナトリウムイオンは電子を受け取ってナトリウムに戻る。

使用用途

続いては、NAS電池の使用用途について紹介します。

改めて、NAS電池はコンパクトで高容量かつ自己放電が少なく、毒性のある金属を用いておらず安全性が高いです。

適用規模も大きくなっており、600kW〜数万kWまで適用できます。

以上の特徴を持つことから、基本的には大規模電力貯蔵施設や工場施設などで使用されることが多いです。

一度設置し終え、適切なメンテナンスを行なっていれば、効果的な蓄電が可能であるため、長期的な利益を生み出すことを目的とした事業に最適と言えるでしょう。

これまでは太陽光発電や風力発電といった自然現象によって左右される発電方法が多く用いられてきました。

天候が悪い時にはあまり発電できず、不安定な発電方法だったと言えます。

一方、NAS電池の場合は環境に関係なく発電できるので、今後もビジネスで注目され続けるでしょう。

メンテナンス

また、メンテナンスについても少し紹介します。

メンテナンスは日常点検と定期点検の実施がおすすめされています。

価格

最後にNAS電池を含めた、蓄電池の価格について見ていきましょう。

蓄電池導入にかかる費用

初めに、蓄電池を導入するためには必要な費用を紹介します。

まずは蓄電池本体の価格です。

蓄電池の本体の価格はメーカーや容量、機能で大きく変わってきます。

太陽光発電と連携させるタイプでも、ダブル発電やシングル発電などがあり、価格が上下します。

次にかかるのが設置工事費用です。

蓄電池を設置するためには工事費用が不可欠です。

定置型蓄電池システムの中でも、屋外設置・屋内設置があり、工事内容が違います。

屋外設置であれば蓄電池の重さによって費用も変わってきます。

安い工事が良いとは限らないので、長く使うために安心できる工事をしてもらいましょう。

最後に電気工事の費用が発生します。

蓄電池システムは、電気が関わってくるため、電気工事が必要となります。

• 蓄電池を溜めるための配線工事
• 蓄電池にたまった電気を供給できるようにする配線工事
• 既存の太陽光発電と接続するための工事
• モニターの配線工事

などの電気工事が発生します。

あまり蓄電池に馴染みのない方は本体価格ばかりに注目してしまいます。

しかし、工事費用も意外とかかります。

具体的には、設置工事費用と電気工事費用の2つの工事費用だけで20〜 30万円ほどかかるでしょう。

蓄電池の種類別コスト

最後に蓄電池の種類別の費用について紹介します。

• リチウムイオン電池→20万/kWh
• 鉛電池→5万/kWh
• NAS電池→4万/kWh
• ニッケル水素電池→10万/kWh

NAS電池はメガワット級の電力貯蔵設備

今回はNAS電池について紹介しました。

NAS電池は長寿命・高密度・低価格で、今後の普及が期待される蓄電池です。

管理が少し難しいという問題があるので、それを解消できたら、一気に広まっていくでしょう。

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