蓄電池が蓄電できる原理ってなに?

どうやって電気が作られているの?

乾電池と蓄電池の違いは?

 

 

蓄電池は私たちの身近な製品にたくさん使われています。

最近では電化製品だけでなく、家庭用蓄電池という商品まで出てきました。

自宅にいれば好きに電気を使えているのに、
「電気を貯める必要があるのか?」と思うことがあるかもしれません。

しかし電気を蓄えることで、私たちにもメリットがあります。

 

今回は、蓄電池が電気を蓄える原理から、
家庭で電気を蓄えることのメリットまでを調べました。

 

蓄電池の充放電する原理は?

 

Original update by : 写真AC

 

蓄電池はどのようにして電気を蓄えているのでしょうか。

電池の中身は、+極の金属、-極の金属、電解液で構成されており、
導線でつながった2種類の金属が電解液に漬かっている状態です。

2種類の金属にはそれぞれ特徴があります。

  • -極の金属は、電解液に溶けやすい金属を使用
  • +極の金属は、電解液に溶けにくい金属を使用

 

放電の仕組みは以下のようになっています。

  • 放電」するときは、-極の金属が電解液に溶けだし、
    電子が放出されることで+極から-極へ電流が流れ、「放電」されます。
  • 電解液に溶け続けた-極の金属は、どんどんやせ細っていきます。
  • 逆に+極の金属は、-極から溶け出した成分を吸収して太っていきます。
  • -極の金属が電解液に溶けなくなったら、「放電」は終了です。

 

乾電池と呼ばれる電池は、この段階で役目が終了します。

しかし蓄電池は、ここから「充電」することが可能です。

 

「充電」するときは、放電が終わった状態だと、
-極の金属はやせ細り、+極の金属が太っている状態です。

再び放電するには、-極の金属をもとの状態に戻す必要があります。

そこで、放電時とは逆方向に電流を流してやります。(-極から+極に電流を流す)

これによって「放電時」とは逆の反応が起こり、
+極の金属が電解液に溶けてやせ細り、-極の金属は太っていきます。

+極の金属が電解液に溶けなくなったら、「充電」は終了です。

 

蓄電池とは?太陽電池とは違うの?

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蓄電池と太陽電池は、全く別のものです。

ではどういった点が異なるのでしょうか。

蓄電池

蓄電池は電気を放電するだけではなく、充電することで繰り返し使えます。

ここで重要なことは、「蓄電池は発電することが出来ない」という点です。

蓄電池を使用するには、
どこか別のところから電気を持ってきて電気を貯める(充電)する必要があります。

太陽電池

電卓に備え付けられているものや、太陽光発電に使われているものです。

専用のパネルに太陽光を当てることで発電されます。

そして「電池」という名はついていますが、電気を貯める機能は持っていません。

太陽に当てて発生した電気はすぐに使われていきます。

 

以上のように、

  • 蓄電池は、「電気を貯められるが発電できない」
  • 太陽電池は、「発電できるが電気を貯められない」

という、全く逆の性質を持っています。

 

蓄電池はどのような場所で使われるの?

Original update by : 写真AC

 

蓄電池は身近なところでたくさん使われています。

その例を見てみましょう。

スマートフォン・携帯ゲーム機

スマートフォンや携帯ゲーム機にも蓄電池は使われています。

一昔前のガラパゴス携帯やandroidのスマートフォンを使用している人は、
背面のカバーを外せば、名刺サイズほどのものが入っているのがわかります。

それが蓄電池で、リチウムイオン電池と呼ばれる種類の蓄電池です。

自動車

自動車に使われている蓄電池は一般的に「バッテリー」と呼ばれている機器のことです。

ボンネットを開けば、バッテリーの一部を見ることができます。

スマートフォンに使われている蓄電池と比べると非常に大きいものになっています。

また蓄電池は近年成長を期待されている分野でもあるため、
その用途はさらに広くなってきました。

家庭用蓄電池

家庭用蓄電池とは、
太陽光発電のように自宅に設置して使用する蓄電池のことです。

貯められる電気の容量は10kWh以下なので、
蓄電池自体はそれほど大きなものではありません。

また、家庭用コンセントがついているため、
蓄電池と電化製品をそのまま繋げて使用することもできます。

使用されている蓄電池の種類はメーカーによって様々ですが、
リチウムイオン電池という種類の蓄電池が最も多く使われています。

リチウムイオン電池は、スマートフォンの電池にも使われているものです。

 

住宅用蓄電池のメリットは、
「突然の停電や災害に備えることが出来る」という点です。

電気が使えるときのように、
電化製品が好きなようにすべて使えるわけではありませんが、
電灯や冷蔵庫など生活に必要な電気を賄うことが可能です。

 

蓄電池単体でも十分使うことはできますが、
太陽光発電と組み合わせて使用することも可能です。

蓄電池のみを家庭に設置する場合は、
電気料金の安い夜間に家庭用コンセントから充電を行い、
昼間に使用する電気を蓄電池から賄うことで電気料金を節約できます。

太陽光発電と組み合わせて使用した場合、
太陽光発電で得た電力を蓄電池が充電してくれるので、
太陽光発電が出来ない夜間に蓄電池を使用するということができます。

太陽光発電を行っているので、蓄電池も導入したいときは、
太陽光発電のシステムの一つである「パワーコンディショナ-」という部分が、
蓄電池と一体となったものがあります。

これによって、新たに蓄電池を置くスペースを確保することなく、
太陽光発電と蓄電池を一体にすることが可能です。

電気自動車

一部の電気自動車ではありますが、特定の設備を設置することで、
自動車に積んである蓄電池を家庭用蓄電池として使用することができます。

この試みはまだあまり普及していないため、今後の更なる発展が望まれます。

 

まとめ

いかがでしたか?

蓄電池とは、2種類の金属と電解液を使った、
化学反応を利用して充放電を行っている電池のことです。

車のバッテリーや携帯電話の電池としても蓄電池は使われています。

蓄電池と太陽電池の最も大きな違いは以下の2点です。

  • 電力を貯めることが出来るか(太陽電池は電力を貯められない)
  • 発電することが出来るか(蓄電池は充電した分の電力しか使えない)

 

現在は、蓄電池を家庭用電源と併用して使用する動きが高まっています。

蓄電池がさらに注目されれば、
太陽光発電のように一家に一台蓄電池が備わる日が来ると期待されます。