ディープサイクルバッテリーとは何ですか?

ソーラーおよびマテリアルハンドリング機器は通常、ディープサイクルバッテリーによって電力を供給されます。 これは急速に進化している複雑なテクノロジーです。

ディープサイクルバッテリーについて

ディープサイクル バッテリー (12 ボルトのディープ サイクル バッテリーを例にします) は、長期間にわたって安定した電力を供給し、完全に放電して複数回再充電できるように設計された再利用可能な化学エネルギー貯蔵デバイスです。 これらは通常の車のバッテリーと似ていますが、異なる特性があります。

車のバッテリーは、短期間に強力な電力を供給した後、充電に戻るように設計されています。

ディープサイクルバッテリー用に設計された機器で車のバッテリーを使用したり、その逆を行うと、非常に高価な結果が生じる可能性があるため、この区別は重要です。

ディープサイクルバッテリーには、化学組成や内部構造が異なるいくつかの種類があります。

浸水した鉛蓄電池

湿電池としても知られるこれらの電池は、1859 年にガストン プランテによって発見された鉛酸化学に基づいており、再充電可能な電池の最も古い形式でもあります。 これらは、密閉されていないケース内の電解液（蒸留水と硫酸の混合物）に浸漬された電極（鉛板）で構成されています。 安価でシンプルですが、鉛蓄電池はますます廃止され、より最新のタイプが支持されています。

利点:

- 安い

– 高サージ電流

– シンプルな設計により、トラブルシューティングと修理が簡単になります

短所:

– 定期的なメンテナンスと蒸留水の補充が必要です。

– 密封されていないケースは垂直に保っておく必要があります。そうしないと、電解液が漏れます。

– 蓄えられたエネルギー量に比べて非常に重い（エネルギー密度が低い）。

– 充電中に爆発性の水素が放出されるため、十分な換気が必要です。

– 危険物として輸送する必要がある

鉛酸バッテリーの充電中に水素を安全に排出する必要があることが、古いバッテリー駆動機器に通気口やグリルが付いている主な理由です。

密閉型 AGM バッテリー

密封された吸収性ガラスマット AGM バッテリーは浸水式鉛酸バッテリーと同じ化学反応を使用しますが、電解液は酸性水のプールの代わりに、酸に浸したグラスファイバーマット硫酸で構成されています。 ハウジングは圧力リリーフバルブを除いて完全防水です。 これにより、当初開発された軍事用途に最適な、コンパクトでメンテナンス不要のバッテリーが実現しました。

利点:

– 同じ容量の液式鉛蓄電池よりも軽くて小さい。

– 定期的なメンテナンスや補充は必要ありません

– 内部抵抗が低いため、エネルギー損失が低減され、非常に高速な充電が可能になります。

– 防水ケースにより、バッテリーをどの方向でも使用、保管、輸送できます。

– 通常の使用では水素を排出しないため、換気要件が軽減されます。

– 自己放電速度が遅いため、長期保存に適しています。

– 危険物として出荷する必要はありません。

– 最も一般的なタイプのディープサイクルバッテリー

短所

– 液式鉛蓄電池よりも高価

– 充電が速すぎたり、過充電したりすると、バッテリーが損傷する可能性があります。

– 診断や修復が比較的困難。

– 非常に重く、エネルギー密度が低い

密閉型ゲル電池

密閉型ゲル電池は、半固体「ゲル」電解質を備えた別のタイプの鉛蓄電池です。 AGM バッテリーと同様に、密閉されたケースを備えており、漏れることなくどの向きでも使用でき、通常は水素を放出しません。 ただし、不適切な充電により損傷する可能性があります。

Victron Energy は、スマート デジタル充電器を使用して、ソーラー製品の GEL バッテリーを保護しています。

利点

バッテリーは小型、堅牢、非常に信頼性が高く、定期的なメンテナンスは必要ありません。

密閉ケースにより、バッテリーはどのような向きでも使用、保管、輸送できます。

損傷することなく非常に深い放電に耐えることができます。

通常の使用では水素を排出しないため、換気要件が軽減されます。

自己放電率は月あたり約3%と非常に遅く、長期保存に適しています。

危険物として輸送する必要はありません。

他の種類の鉛蓄電池よりも衝撃、振動、温度変化に対する耐性が優れています。

短所

通常、同等の鉛蓄電池よりもコストが 30% 高くなります。

不適切な充電により永久的な損傷を受ける可能性があります

診断や修復が比較的困難です。

非常に重く、エネルギー密度が低い

密閉型ゲル電池は鉛蓄電池の中で最も高価なタイプであり、一般に最も堅牢です。 Solaire 製品には、このタイプのバッテリーのみが付属しています。

その他のタイプのディープサイクルバッテリー

上記にリストされているものに加えて、さまざまな内部化学構造を備えた他のディープ サイクル バッテリーも入手可能です。 最もよく知られているのはリン酸リチウム電池です。これは、携帯電話や電気自動車に使用される軽量で強力な新しい電池です。 ディープサイクルリチウムイオン電池は産業用に利用可能ですが、火災が発生しやすく、コストは一般に鉛酸電池と競合できるほどまだ低くありません。

バッテリーの特性を理解する

最も長持ちするバッテリーであっても、最終的には交換する必要があります。ディープサイクルバッテリーは高価であるため、バッテリーを評価し比較するためのさまざまな方法を理解するのに役立ちます。

最も一般的な 4 つの指標は次のとおりです。

アンペアアワー

ほとんどの人が最初に探す数字はアンペアアワー (Ah) です。これは、バッテリーが電気として保存および放出できる化学エネルギーの総量を表します。 アンペアアワーは、再充電が必要になるまでにバッテリーが動作する時間として単純に理解できます。

マルチメーターを使用して、バッテリーによって生成される電圧を確認できます。

もう 1 つの重要な測定値は電圧 (V) です。これは、バッテリーによって供給される電流の起電力、または「電力」を示します。 ほとんどの電気システムと同様、ソーラー製品は特定の電圧で動作するように設計されており、より高い電流によって損傷します。 バッテリーを交換する際には、電圧が正しいことを確認することが不可欠です。

Cインデックス

バッテリーの容量は実際にはその用途に応じて変化します。もう 1 つの便利な指標は C インデックスです。

簡単に言えば、C 定格は、定格容量を発揮するためにバッテリーを放電する必要がある時間を定義します。 C 定格が 1C の 10Ah バッテリーは 1 時間で 10Ah を供給しますが、より速く放電すると電力は少なくなり、ゆっくりと放電するとより多くの電力が得られます。

C インデックスは時間を時間単位で表しますが、単位が逆転しています。2C インデックスは 30 分を意味し、0.2C インデックスは 5 時間を意味します。 これは多くの場合、除算演算子を使用して単位を再度反転することで簡略化されます。つまり、C/2 は 2 時間を意味し、C/20 は 20 時間を意味します。 ほとんどのディープサイクル鉛酸バッテリーは、定格容量を 20 時間で放電するように設計されており、これは 0.05C または C/20 で表すことができます。

バッテリー寿命の比較

バッテリーは、容量の 20% を超えずに放電および再充電できる回数である寿命によって評価されることがあります。 最も一般的な基準は IEC 60896 規格で、100% の放電/再充電の繰り返しの深いサイクルに基づいています。 ディープ サイクル バッテリーは通常この方法で使用されませんが、これはバッテリーの寿命を示す良い指標となります。

多くの場合、同じバッテリーでも寿命が異なるため、異なるメーカーのバッテリーを比較したり、特定の用途に適したバッテリーを選択したりするときに役立ちます。

これらの製品には、密閉型ゲル電池 (通常 21Ah 12V C/20) が付属しています。 それらは非常に耐久性がありますが、そのうちの 1 つが故障した場合は、太陽エネルギーによって供給されるバッテリーと同じバッテリーと交換する必要があります。 汎用バッテリーを使用する必要がある場合は、元のバッテリーと同じアンペア時間、電圧、C 定格を持つ密閉型の GEL バッテリーであることを確認してください。 古い電池と新しい電池、または種類の異なる電池を混ぜて使用しないでください。

バッテリーのメンテナンス

密閉型鉛蓄電池はほとんどメンテナンスを必要としませんが、いくつかの簡単なルールに従うことで寿命を大幅に延ばすことができます。

バッテリーは定期的に容量の 20% 未満で放電しないでください。深く放電したバッテリーを再充電すると熱が発生し、電極を損傷する硫酸化が促進されるためです。 過放電を防止するために自動回路ブレーカーが使用されることが増えています。

保管したバッテリーは放電が遅いため、完全に放電しないように時々再充電する必要があります。完全に放電すると、サルフェーションが発生してバッテリーが損傷します。 Nrjsolaire がセネガルの太陽エネルギーに使用している密閉型ゲル電池は、自己放電率が月あたり約 3% と非常に低いため、再充電せずに 2 年間安全に保管できます。 。 他の種類のバッテリーは、より頻繁に充電する必要があります。

鉛蓄電池は適切に充電する必要があります。 急速充電や過充電はバッテリーを損傷するだけでなく、酸漏れ、ショート、水素火災、バッテリーケースの爆発を引き起こす可能性があります。 製品に取り付けられたオンボード充電器など、自動電流および温度調整機能を備えたインテリジェントなデジタルフローティング充電器を使用することを常にお勧めします。

浸水した鉛蓄電池には追加の検査とメンテナンスが必要ですが、産業用機器ではもはや一般的ではありません。

最新のディープサイクルバッテリーの場合、これで十分です。 これらの簡単なルールに従えば、バッテリーは何百回もサイクルし、何年もトラブルなく使用できます。