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蓄電池の「セル」とは単電池のこと!蓄電池セルについて解説します

蓄電池 2022年03月08日更新

各地域の蓄電池補助金については蓄電池補助金ページをご確認ください!

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蓄電池のセルとは何か知っていますか?

各メーカーの家庭用蓄電池の仕様を見ると「モジュール」や「セル」など、日常ではあまり目にしない用語が使われています。

家庭用蓄電池の原理や製造に詳しくなければこういった用語を見ただけでは何のことかピンときませんね。

しかし、蓄電池を選ぶときはこういった専門用語の意味も理解しておかなければご家庭で必要としている蓄電池を選ぶことはできません。

ということで、今回は家庭用蓄電池の「セル」やセル部分に関連する専門知識に焦点を当てて、「セル」とは何のことか詳しく解説していきます。

蓄電池のセルとは本体電池の最小単位のこと

家庭用蓄電池の「セル」とは、簡単に言うと蓄電池本体に搭載されている電池の最小単位、つまり単電池のことを指します。

しかし、蓄電池は一つのセル(単電池)からできているわけではありません。

複数のセルを特定の配列で組み合わせたものをモジュール(組電池)といい、複数のモジュールを使用することによって蓄電池内で大量の電気を放電・充電させることができます。

もっと知りたい!蓄電池『セル』について!

セル数自体はメーカーの仕様書に明記されていることはあまりありませんが、家庭用蓄電池トップメーカーの1社であるニチコンはカタログにも電池構成まで詳しく記載しています。

ここまでで蓄電池における「セル」の意味が確認できたところで、より深くセルがどう蓄電池本体内で機能しているか見ていきましょう。

蓄電池セルはどっちで組み立てられる?【直列接続と並列接続】

蓄電池の本体部分は大まかにいうと、複数の「セル(単電池)」を組み合わせて作られた「モジュール(組電池)」を何個も接続することでできています。
この電池部分が蓄電池最大の役割である電気の蓄電・放電を繰り返し行う部分になります。

その本体部分に使われるセルは、

  • 直列接続
  • 並列接続

という接続方法を両方使ってつないでいます。

接続方法で何が変わる?

それぞれの接続方法にはそれぞれ異なる役割があります。

まず、直列接続とはひとつのセル(単電池)にあるプラス極と別のセルのマイナス極をつなげる接続方法で、この接続方法を行うとモジュール(組電池)の電圧が高くなります。

並列接続とは2つのセルのプラス、マイナス極をそれぞれを極同士で接続する方法のことで、直列接続とは違い、電池容量を大きくする役割があります。

劣化を防ぐ蓄電池のやさしい使い方とは

構造上の話をすると、セルの電圧は規定された電圧で抑えられているため、家庭用蓄電池としての役割を果たせるほどの高い電圧を複数のセルから作る必要があります。
ここで使われるのが直列接続です。

また、セルの容量も単体では一定の制限があり、家庭で必要となる電気量をまかなえるほどの容量をつくるためにはセルを並列接続する必要があります。

ただ、直列接続したセル間にはセルバランスのくずれが発生し、実効容量や蓄電性能を劣化させることがあります。
セルバランスのくずれとは直列接続した複数セルの一部が大きく劣化することで、繋がれているそれぞれのセル間で実際に充放電できる容量や稼働時間に差が出ることです。

この差が大きく開けば開くほど、充放電効率が低下するため蓄電池としての性能が落ちるということになります。

残念ながら、蓄電池本体やセルは長い寿命の中である程度劣化は進みます。

大切なのは、蓄電池の寿命を理解してできるだけ長く使えるよう普段から蓄電池に優しい使い方を心がけることです。

蓄電池セル仕様に表記されるkWhとは電池の使用時間を表す値です

家庭用蓄電池の蓄電容量に7kWhというような「kWh」という単位表記をよく目にしますね。

全ての蓄電池本体システムの蓄電容量はkWh(キロワットアワー)という単位で表示されています。

このkWhは何を表す単位かというと、1kW(キロワット)の電力を1時間使い続けた際の電力量のことです。

計算式で表すと

1kWの電力 × 1時間 = 1kWh

となります。

つまり、蓄電池の蓄電容量kWhが大きければ大きいほど、より大量の電気を取り扱うことができるということです。

まだまだあるよ!蓄電容量の表示方法

また、蓄電容量の表示方法にはkWh単位のほかに2通りあります。

定格容量とは規定された条件下で蓄えられる電気量のことで、一般的に蓄電容量は定格容量で表示されています。

実効容量とは実際に使用できる容量の部分を指します。
実効容量の表記はメーカーごとに記載があったりなかったりとばらつきがあります。

実効容量の表記があっても蓄電池の設置環境によっては蓄電効率が下がることもあるので、家庭用蓄電池を導入する際は設置場所にも気をつけましょう。

家庭用蓄電池のセルの特徴【リチウムイオン電池】

家庭用蓄電池の多くはリチウムイオン電池を使っています。

リチウムイオン電池とはどういうものかというと、電池の両極をリチウムイオンが移動することで電気をやりとりできる電池の種類です。

メリット・デメリットは?リチウムイオン電池の特徴に迫る!

リチウムイオン電池は幅広く使われており、電気自動車や私たちが普段使っている携帯電話やパソコンにも使われています。

リチウムイオン電池の特徴は下記のとおりです。

  • エネルギー密度が高い
  • 電圧が高い
  • 軽量でコンパクト
  • 長寿命

鉛電池など他の種類の電池に比べると、長い年数をかけて大容量の電気の取り扱いを必要とする家庭用蓄電池には最適とされています。

ただ、リチウムイオン電池は低温・高温の環境に弱く、コストも高くつきます。
そのため、リチウムイオン電池が搭載されている蓄電池を使う場合は設置場所の気温に十分配慮しましょう。

また、過充電過放電をくり返すと電池の劣化により蓄電池の寿命が短くなってしまうので、できるだけこまめに充放電しましょう。

充電のタイミングとしては、30~50%あたりで充電するのが最適です。

【まとめ】蓄電池のセルの意味を正しく理解しよう

いかがでしたか?

メーカーが販売している家庭用蓄電池には普段使わないような専門用語が出てきて何を選べばいいかわからない方も多いです。
蓄電池の本体部分を構成するセルやその構造を知って少しは蓄電池の全体図が見えてきたのではないでしょうか。

家庭用蓄電池は費用が高く導入するのに敷居が高く感じますが、蓄電池の正しい知識があれば家庭のニーズに最適な蓄電池を長く使うことができます。

今回は蓄電池のセルについて解説しましたが、導入をご検討の方は蓄電池の選び方や工事費の相場についてもぜひ確認してみてください。

 

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この記事の監修者

『お客様に寄り添うこと』をモットーに日々の業務に取り組んでおります。
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中田 萌
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