電気料金の高騰により、人々は太陽光発電にシフトしている。そうだろう？この再生可能エネルギーは、バッテリー蓄電システム（BESS）に蓄えられます。このシステムは、エネルギーをバッテリーに蓄え、後で効率的に利用することを可能にします。興味深いことに、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）にはさまざまな種類があります。
BESSの種類はそれぞれ、独自の価値を提案している。安価なものもあるが、耐久性や蓄電能力はやや弱い。その反面、高級なBESSタイプもあるが、そのコストは非常に高い。この記事では、あらゆる種類のBESSとその主な仕様について説明する。正しい蓄電池システムを選ぶのに役立つだろう。
なぜ蓄電池が必要なのか？
前回の記事で、私はすべての 蓄電池システムの基礎.このシステムを詳しく理解するために、ぜひご覧いただきたい。では、なぜこの収納システムが不可欠なのか、簡単に見てみよう。
- 第一に、太陽光や風力といった再生可能エネルギー源には限りがある。太陽があれば太陽エネルギーが生産される。夜間は、このエネルギー源は利用できない。昼間は、太陽エネルギーをバッテリーに蓄えることができる。太陽が沈めば、蓄えたエネルギーを夜間に使うことができる。
- バッテリーシステムは、必要なエネルギーをすべて送電網に頼っている場合にも役立つ。ピーク時には（送電網からの）電気代が高くつく。需要の少ない時間帯にエネルギーを蓄えることができる。そうすれば、ピーク時に系統発電所から電力を引き出す代わりに、この蓄えたエネルギーを利用することができる。これにより、電気代が大幅に削減される。
- 停電は多くの地域で深刻な問題となっている。送電網が電力需要を満たせなくなると、停電が発生する。しかし、人々は蓄電池を利用している。停電時には、バッテリーを電力バックアップとして使用する。こうして、中断のない電力供給を維持するのだ。
- また、系統発電所では、突然の需要急増に対応するため、大型のBESSを使用している。政府も再生可能エネルギーにシフトしている。そのため、系統局はこのエネルギーを貯蔵し、顧客に売ることで利益を得ている。従来のエネルギー源は非常に高価であることを忘れてはならない。
蓄電池システム（BESS）の種類
なぜBESSが重要で、人気が高まっているのか理解できただろうか？それでは、本題である様々な種類の蓄電システムに話を移そう。このセクションでは、あらゆる種類のBESSの内部と外部について説明します。これは、BESSを選択する際に十分な情報を得た上で決断するのに役立ちます。
1- リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、市場で最も一般的で信頼性の高い選択肢である。その働きはリチウムイオンの動きに基づいている。これらのイオンは、充放電中に電池の電極間を移動または流動する。
これらのバッテリーは、再生可能エネルギーと従来型エネルギーの両方を長期的に貯蔵するために使用することができる。私がこの電池を気に入っているのは、その汎用性だ。スマートフォンやノートパソコンに使用できるほど小さい。電気自動車やその他のハイエンド・アプリケーションでは、これらのバッテリーの大きなサイズが標準となっている。
これらのバッテリーのエネルギー密度は、同種のバッテリーを上回る。つまり、サイズにもよるが、より多くのエネルギーを蓄え、何時間も安定して使用できる。しかし、これらのバッテリーは適切に管理されなければ過熱する可能性がある。
この欠点は安全上の危険をもたらし、ユーザーのリスクを増大させる。しかし、最新のハイエンド・リチウムイオンには、センサーと専用のBMSが搭載されている。これらのシステムはバッテリーの発熱を検知し、最新情報を提供してくれる。リチウムイオンバッテリーの価格は非常に高いですが、数千回の充電サイクルのため、100%の価値があります。
2- 鉛蓄電池
先に述べたように、リチウムイオンバッテリーは高級で非常に高価である。その高価格帯は、多くの人にとって大きな問題となり得る。そんな方もご安心ください！これらの鉛バッテリーは、最適なパフォーマンスを提供する手頃な価格のオプションです。専用の鉛プレートと硫酸が付属しています。
鉛と硫酸の間で化学反応が起こる。この化学反応によって、これらの電池の充放電が促進される。興味深いことに、これらの電池は最も古く時代遅れの技術のひとつである。エネルギー貯蔵効率は70～80%程度で、リチウムイオン電池よりも低い。
さらに、これらのバッテリーのサイズが大きく、かさばることも大きな問題だ。巨大なため、かなりのスペースを占めてしまう。一般的に、大企業や商業銀行が使用している。となると 家庭用リチウム電池がそれに取って代わった。リチウム電池はコンパクトで、エネルギー効率に優れているからだ。
3- ニッケルカドミウム（Ni-Cd）電池
これらのバッテリーは、その耐久性と長持ちする性能で知られています。最適なエネルギー効率で数千回の再充電が可能です。水酸化ニッケルと金属カドミウムが電極として使用されている。以前は、このタイプの電池は小型でコンパクトな機器に使用されていました。
私がこのニッケル・カドミウム電池で気に入っているのは、その頑丈なデザインだ。メーカーは高品質の素材を使用している。さらに、これらのバッテリーは高温に耐えることができる。高温条件下で使用しても性能に影響はない。寿命は長いが、「メモリー効果」の問題がある。
つまり、充電する前にこれらのバッテリーを完全に放電する必要があるということだ。完全に放電せずに充電すると、蓄電能力が低下する。このような問題から、人々は リチウムイオンバッテリー使用 このタイプのバッテリーを上回る。現在は、高温耐性が要求される場合に使用されている。
4- ナトリウム-硫黄（NaS）電池
このナトリウム-硫黄電池は、日常的な用途ではあまり使われていない。このタイプの電池を見たことがない人も多いだろう。その理由は、大規模な用途にしか使われないからだ。例えば、発電所や送電網のステーションだけが、エネルギーを貯蔵し、需要を満たすために使用している。なぜこの種の電池があまり一般的でないのか不思議に思うかもしれない。
ナトリウムと硫黄を使ってエネルギーを貯蔵するのだ。エネルギーを貯蔵するためには、これらの材料は溶融状態でなければならない。これらの電池は、材料を溶かすために高温（300～350℃）を必要とする。このような高温を日常的に供給することは不可能である。したがって、家庭用としては好ましくない。
さらに、これらのバッテリーは定期的なメンテナンスと安全プロトコルの遵守が必要である。ちょっとした液漏れや火災が大きな爆発につながる可能性がある。私がこれらのバッテリーを気に入っているのは、エネルギー密度が優れていることだ。大量のエネルギーを効率的に蓄えることができる。さらに、劣化の兆候を見せることなく10年以上使用できる。
5- 固体電池
ご存知のように、従来のバッテリーは液体の電極を利用している。電荷はこの液体の中を移動し、電極に到達する。そうだろう？しかし、この固体電池は液体電解質を使用しないという点で異なります。その代わりに、固体材料（金属など）を電極として使用する。この素材はプラスとマイナスの電荷の移動を可能にする。
その結果、液漏れの問題が大幅に軽減される。さらに、これらのバッテリーは可燃性電解液を使用していないため、発火することはありません。そのため、非常に高温の場所でも使用することができる。エネルギー容量も最適なので、EVに使うには理想的な選択肢だ。私は、リチウム電池や鉛電池よりも優れた選択肢だと考えている。
クイックハイライト 上述したように、これらの電池は電極として固体材料を使用している。このような固体材料は高価で高級である。 そのため、このタイプの電池は家庭用には適していない。しかし、明るい未来があり、電気自動車への使用が検討されている。
6- 空気亜鉛電池
これは、最適なエネルギー貯蔵を提供する最も安価なバッテリーである。その動作は、金属亜鉛と空気中の酸素に基づいている。再生可能エネルギーと従来のエネルギーの両方を貯蔵することができる。 これらのバッテリーのエネルギー 亜鉛は使用中に酸素と反応して発電する。この酸素がどこから来るのか不思議に思うかもしれない。
これらのバッテリーには小さな穴が開いている。この穴から空気が入る。ご存知のように、空気には酸素が含まれており、亜鉛と反応する。亜鉛と酸素が反応した結果、電気が発生する。覚えておいてほしいのは、この電池はコンパクトで軽く、とても手頃な価格だということだ。さらに、亜鉛の素材は環境に優しく、安全である。
あらゆるタイプのBESSを選択する際に考慮すべき要素
先に述べたように、蓄電池システムにはさまざまな種類がある。選択肢が多いため、どれを選べばいいのか迷ってしまうかもしれません。以下のセクションでは、いくつかの重要な考慮事項について説明します。それらに従うことで、信頼できるBESSを選ぶことができるだろう。
- 選ぶバッテリーのタイプは、エネルギー容量が大きいものでなければならない。
- バッテリーの出力も重要なパラメーターだ。出力が高いバッテリーを選ぶことをお勧めします。そのようなバッテリーは、使用中により多くの電力を供給します。
- サイクル寿命の長いバッテリーを選びましょう。このようなリチウムイオンバッテリーは最良の選択肢です。サイクル寿命が長く、他のどのタイプよりも長持ちします。
- バッテリーのサイズと重量も重要なパラメーターだ。コンパクトで軽量なバッテリーを選ぶことをお勧めする。リチウムイオンバッテリーは、蓄電容量を損なうことなく、よりコンパクトになります。
- 昔ながらのバッテリーは、センサーもBMSも付いていなかった。そのようなバッテリーは、熱の問題を検出できないので危険です。最適化されたバッテリー管理システム（BMS）を備えたBESSを選択することをお勧めする。
- 選ぶバッテリーは、定期的なメンテナンスが不要なものでなければならない。そうすればメンテナンス・コストを削減でき、維持費も手頃になる。リチウムイオンバッテリーは最小限のメンテナンスで済むため、人気が高まっています。
結論
では、どのBESS（蓄電池）を選べばいいのでしょうか？この質問に対する答えは、ユーザーのニーズと予算によって異なる。しかし、私はリチウムイオン電池が最良の選択肢だと考えている。まず第一に、安全でエネルギー効率が高く、メンテナンスが簡単である。
さらに、コンパクトであるため、狭いスペースに最適という特徴もある。しかし、一般的に価格が高いのが難点だ。この記事では、あなたが検討できるさまざまなオプションについて説明しました。どのタイプのバッテリーを選ぶにしても、結論で述べた基準を満たしていることを確認してほしい。