蓄電池とその用途

蓄電池が活躍する場面

2011年に起こった東日本大震災以降は、計画停電などが実施されたことから、社会全体のエネルギーに対する視点が大きく変化してきました。
その証拠として、工場をはじめとした産業界、今やパソコンがなくてはならない一般企業、そして、一般家庭において、非常時に安定した電力を供給するための蓄電システムを設置している場所が増えてきたのです。
近年では、環境やエネルギー問題の解決策として、太陽光や風力といった自然エネルギーを電力に変える研究にも大きな注目が集まっています。
今後は、このような環境にやさしいエネルギーを貯蔵して、自動車や生活エネルギーにしていくことが大きな課題となっていくでしょう。

ここでは、より蓄電システムについての見識を深めるために、そのさまざまな用途についてくわしく紹介していきたいと思います。

系統用として

日本には発電設備、送電設備、変電設備、配電設備、需要家設備など、10の電力設備があるといわれており、この設備全体のことを電力系統、または系統と呼んでいます。
東日本大震災までは、この電力系統に対して対策を立てている場所が少なかったため、電力会社からの送電が途絶えてしまうと、コンピューターやシステムが作動せずに、行動が著しく制限されてしまうといった事態が多発してしまったのです。
そのことから、電力系統をより効率的に利用するために注目されている方法が、ピークシフトといわれる方法です。

ピークシフト

ピークシフトとは、1日全体を通して電力の消費が一番多い時間帯に、電化製品の使用を抑えることです。ノートパソコンを使用している企業では、その時間だけコンセントを抜いて、バッテリーのみで動かすことで、電力の消費を抑えることができます。
近年、ピークシフトの設定時間になると、自動的にバッテリー駆動に切り替えて、残量が少なくなるとコンセントからの給電に戻すという「ピークシフト機能」を取り入れているパソコンもあります。
国が行っている電力系統対策もあります。沿岸部の風力発電に適している地点には送電線が整備されていない場合が多く、系統強化のために、北海道、東北沿岸部に送電線を増やす計画を立てています。
さらに、太陽光や風力のような再生が可能なエネルギーでは安定した電力が得られないため、大型の蓄電池の導入などの整備事業も進められています。

コスト削減、非常用のバックアップとして

蓄電池を活用することで、電気料金を削減することも可能です。その一つが太陽光発電システムを利用したピークシフトです。
電気料金は、昼間が割高で夜間が安いので、日中は太陽光発電システムを使用して蓄電していた電力を使うようにします。また、使い切れずに余った電力は蓄電池に貯めておき、電力会社に売電できるので、電気料金を抑えることができ、しかも環境にも配慮したライフスタイルを築くことができるのです。

当然、備蓄した電力を急な災害時に利用することも可能です。テレビ、パソコン、スマートフォンなど、最新の情報を入手するために電気は欠かせません。企業では、操業の管理などをコンピューターで集約していることも珍しくありません。
そこで、停電が起こった場合に備えて、常にバックアップの電力を蓄電システムで確保しておくことが、保険的意義から浸透してきました。

次世代エネルギーとして

近年では、電気自動車、ハイブリッド自動車など、次々と次世代自動車に最新の蓄電システムが採用されるようになりました。
2022年現在では、電気自動車が一回のフル充電での走行距離は、250km程度～600km以上と車種によって大きく差があります。搭載されている蓄電池の容量によって大きく異なります。 近年は国からの補助金等が出ておりますが、充電設備がまだあまり普及していないのが現状です。 2030年頃には充電箇所が充実して、購入金額も安くなることが見込まれております。
その一方で、2009年に京都大学をはじめとした16大学と、日産自動車など13の企業が共同で「革新型蓄電池先端化学基礎研究(RISING)事業」を立ち上げ、蓄電立国日本をテーマに次世代蓄電池の開発に乗り出しており、今後の展開が注目されています。

実際の用途をみる

近年になって企業や家庭において、さまざまな用途で蓄電システムが導入されています。ここでは、その実例を紹介します。

企業で蓄電池を使用する場合の導入事例

ある大手医薬品会社Tでは、夏の電力不足の可能性、医薬品の安定供給への責任・義務といった理由から、 新たに蓄電システムの導入に踏み切りました。
特に主力となる工場や研究所には、最新の大容量蓄電池であるNAS蓄電池を設置、約50億円の投資を行ったといわれています。同じNAS蓄電池は、大学や電力会社にも導入されています。さらに特別な実例として、JR東日本では2014年3月から栃木県内の東北線、烏山線でリチウムイオン電池を搭載した 「蓄電池電車」の走行を開始しました。最高速度は時速100km、フル充電であれば平地で時速40キロ走行ができ、二酸化炭素の排出量、騒音を大幅に削減しています。

一般家庭の導入事例

ある大手電気メーカーが取り組み始めた「ZEH※ゼロエネルギーハウス」が注目を集めています。これは、太陽光発電システムと蓄電池が標準で装備されている住宅のことで、家庭の電力消費量を自給自足できる次世代住宅といわれています。2022年現在では、ZEHは新築では当たり前となっており、補助金も出ており、新築の大半がZEHとなっています。