発電所の電気は、蓄える事ができないと聞きますが!電池とか充電池とかバッテリは、電気の蓄えとちがうのでしょうか?

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A 回答 (13件中1~10件)

現状ではコストがかかりすぎます


最近リチウムイオンの無停電装置?のパワーイレがでてきましたね

でも高すぎる!
中身は18650リチウムイオン電池を配列してあるだけです

まあキモは制御回路でしょうが。。。
電池も多分中国製かな??

作りたければ自作も可能かと思います。
日本製の18650 リチウムイオン電池が
http://www.antenna1st.com/
で売ってました。

あとは保護回路の設計ですが(最大の難関)

コストを考えると鉛蓄電池が一番安いですね

参考URL:http://www.antenna1st.com/
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供給側で発電所のように大規模な電力を蓄えるのはコスト的に無理ですが、消費側の各家庭で使う電力を蓄える家庭用蓄電池はすでに実用化・販売されているので、停電時に一戸分の数時間程度の電力を蓄電池で供給することは可能であり、今回の震災による電力不足の計画停電等のために注目を集めているようです。


ただし、一戸分全体を数時間カバーできるだけの規模となると価格は数百万円程度とかなり高価ですし、数万円の小型のものは特定の家電製品を短時間使う程度の性能しかありません。
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家庭用の電気程度であればバッテリーフォークリフトに使われているバッテリー(48V)で1~2日分を充分溜めることができます。


大きさは風呂の大きさの半分程度で価格も50~100万円程度ですから今すぐにでも実用化できます。
太陽電池用ACコンバータも普及していますし、充電は深夜電力や動力電源からできて割安価格で充電できますし最近では充電器やACインバータも効率が良くなっていますから、太陽光パネルのように設置して元が取れないようなことはありません。
今のように停電の恐れがあったり電力不足には非常に効果的な方法ですから、ぜひ検討してみてください。
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まず、


・乾電池の様な1回で使い捨てる電池を一次電池と言います。
これは中に入っている化学物質が反応することで電気が出来る物で、この化学物質の反応がしなくなった時が電池が無くなった状態になります。
ですので、化学物質が反応しなくなった物を戻す事は出来ません。

・車のバッテリーや充電式電池を二次電池と言います。
こちらは、電気が無くなった時、また電気を入れる事によって、電気が使えるようになります。


次に、どれくらい電気が貯められるのかと言う事になります。

小型の自動車で使われるバッテリーに蓄えられる電気の量はどれくらいだと思いますか?
おおざっぱですが、200W/h程度です。
これも半分位で補充しないとバッテリーがダメになってしまいますので、大体半分として100W/hです。

バッテリー1個で19型の液晶TV1台(約50W)を2時間しか使えない電気の量になります。
エアコンにしたら、3分から6分しか使えません。
約10Kg程度もあるバッテリーで、それ位しか電気が貯められません。

大体一般家庭を賄うために、1日当たり、このバッテリー280個程度の電気が必要になります。(月2万円程度の電気料金を払っている家庭と換算して居ます)
電気を蓄える為には、それだけのバッテリーが必要になるのです。

電気を蓄える為には、とても大きなバッテリーが必要になるので、現実的に、家庭や工場などで使う電気は蓄えられないと言う事になるのです。
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論理的には可能ですが、発電所から一般家庭に送電できるだけの電力を蓄電池に蓄えるためには、発電所を新設するよりもはるかに大きなコストと設備がひつようで、さらに蓄電池は直流なので交流への変換は電力の無駄にもなり、実現することは無理だからです。

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確かに電池で電気を蓄える事はできますが、発電所で作っている電気の量を電池で蓄えるとなると、とんでもなく大量の電池が必要なんです。

今の電池に蓄えることの出来る電気の量は電池の大きさから比べると、まだまだ少なくて、発電所が作り出すような数百万KWなどという電力を電池で蓄えようとすると、とんでもなく広大な敷地と、とんでもなく大きな建物が必要になります。それから電池には充電・放電を繰り返す回数に寿命がありますので、定期的にとんでもない量の電池を交換しなければなりません。

発電所のような大規模の電力を蓄えたり、足りないときに替りにしたりということは今の電池の技術では無理なのですが、もっと規模の小さい物では今でも使われています。例えば太陽光発電の非常用電力や一瞬でも電気が切れてしまうと困るコンピューターシステムのあるところ等ですが、これも、長いあだ使えるほどの電気を蓄えて置けるわけではないので、非常用の設備です。

電池は化学反応を使って電気のエネルギーを化学的なエネルギーに変換したり、その逆を行ったりして電気を蓄えたり取り出したりしていますが、これにもひとつ課題があります。電池に電気を蓄える(充電)するときは、電池によって決められた速さでしか行えないのです。発電所に余裕が出来て電池を充電するときでも、余裕がたくさんあるので大量の電気を電池に送って早く充電してやろうということは出来ないのです。無理に早く充電しようとすると電池の寿命を短くしてしまったり、壊れてしまう場合もあります。それから、電池の種類にもよるのですが、半分ぐらい使って充電するとか、満タンの状態で長い間置くとか、逆に空の状態で長時間置くなどの状態を繰り返すと電池を傷めてしまうこともあります。たくさんの電池の状態を全部管理して、状態によって交換するなどの作業を行うのも非常に大変な作業でしょう。

電気の種類については発電所の電気が交流で電池の電気は直流なので、そのままでは送電することは出来ないのですが、ただ、これについては最近の技術の進歩で変換する回路が作れるので、それほど大きな問題ではないでしょう。電圧についても一度交流に変換してしまえば電圧の変換も容易ですので大きな問題にはなりません。とにかく、今の技術で作るれ電池の蓄えられる電気の量自体が小さすぎるのです。現在最も優秀な電池の数百倍くらいの電気が蓄えられるものが出てくれば、電池で発電所を補うということも可能性が出てくるでしょう。

電気を蓄える方法は電池だけではなく、現在も実際に使われている方法で揚水発電というものがあります。これは水力発電所で行うのですが、昼間など電気がたくさん必用なときは、普通に水力発電所として働かせておき、夜など電気に余裕があるときに、他の発電所から電気をもらって、水を発電用のダムにくみ上げておきます。電気を一度水の位置エネルギーの形に変換してためておくということです。ただ、これも水力発電所はどこにでも作れるわけではありませんし、発電に使った水をためておくダムも必要になるので発電所の上と下の両方にダムが必要になるので、建設できる場所が限られ、建設に掛かる費用も高くなってしまいます。
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発電所の電気は交流と呼ばれる方式の電気です。


また、交流は周波数というものがあり西日本は60hz、東日本は50hzとなっています。

一方、蓄えることのできる電気(電池、バッテリー)は直流と言う電気です。
周波数もありません。

液体である水と油が全く別のものであるように同じ電気でも直流と交流はで全く異質のもので混ざり合うことが出来ません。
そのためには直流を交流に変える装置が必要になります。

そしてもう一つ、電力の量が問題です。
単1の乾電池1個で40型の液晶TVを動かせば1分も持たずに電池がなくなります。
一般家庭1日の電気を乾電池でまかなうとしたら何千、もしかしたら何万と言う本数が必要です。
そのため、蓄電池で充電して賄うと言うのは難しいのです。
乾電池はコップ一杯の水に例えれば過程で1日に使う水はバスタブ数杯分と言う風に大きな差があります。

じゃあ、沢山用意すればいいのでは?と思いますが費用がかかりすぎます。
技術的には可能でも費用などを考えた現実的な面で電気を蓄えるのが難しいのです。
沢山置くには保管する場所の土地も必要です。
それではどうすれば??
と言う問題には発電機と言うものがあり重油などの燃料を使って非常時に発電して賄うと言う装置があります。
大きな病院などは必ずあります。
一般家庭でもレジャー用などが販売されています。
中にはカセットコンロのガスボンベで発電できるものもあります。


なお、現在ある一般家庭(住宅)用の太陽光発電や風力発電は発電中に電力を住宅内へ直接供給する事が出来るものもあります。
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まず電気の質が違います。


発電所で発電される電気は交流で、蓄電池や電池に蓄えられる電気は直流です。
蓄電池に交流を流しても、コンデンサなどの特性と同じく無効電力となる抵抗にしかならず
素通りしてしまいます。
交流の電気を蓄電池に蓄えるには一度直流に変換し、使用するときは直流を交流に変換して
やる必要があり、この変換のときに発生する損失が非常に大きく効率が悪いです。
また、変換に必要な設備も必要になります。

一応、電力設備として日本ガイシという会社でNaS電池という製品がありますが、非常に値段
も高く、それほど普及していないのが現状です。
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電池は化学的変化で電気を蓄えます


電気→化学物質の変化 化学物質の変化→電気

発電所の発電機は 力学エネルギを電気に変えます(正確には 熱エネルギ(タービン)力学エネルギ(発電機)電力

扱われる電気は同じですが、量が桁違いです
バッテリの電力は普通自動車用で50W10時間程度です
小さなエンジン付発電機(数万円程度のもの)でも 500W 2・3時間(燃料の無くなるまで)
原子力発電では原子炉1基のシステムで100万KW 1年間(これは法定の点検のためで、その制約が無ければ数年間は可能)

と言う事で バッテリで原発の分を数時間まかなうには 普通自動車用バッテリが2000千万個必要です
(それに充電やバッテリからの電力供給の設備も必要ですし、保守点検や寿命で交換するための莫大な費用が必要です)
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電池そのものが化学的に発電しているといえます。


電気を化学的に変換して蓄えておけるものが充電池です。
発電所の電気は直流に変換して電圧を整えるなどの処置をすると電池に蓄えることができます。
しかしそれを使う(送電する)段階でもとの交流で高い電圧に戻さないといけません。
これは膨大な電力をまかなうには設備が大きくなりすぎて、しかも蓄えるための効率が悪すぎて実用にはできない状態なのです。
そのため「蓄えることができない」という言い方になっています。

需要家(工場や大きな施設)では充電電池を使った無停電電源装置というものが設置されています。
これは受けて使う側として、もし停電になったときに一定時間に限って、あらかじめ直流に変換して充電しておいた電気を元の交流電気に戻して使うというものです。
しかしこれは使える時間に限りがあり、使える電力を限定しないと装置が大きくなりすぎます。
また使う電池も高価で定期的に交換するなどの費用がかかります。

送電する側として蓄える仕組みを構築することは今のところ無理なようです。
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