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電気工事士試験 · 学習ガイド

蓄電池の役割と鉛蓄電池の取扱い

蓄電池とは

蓄電池は、充電して繰り返し使える電池で、停電時に必要な回路へ電力を供給します。種類ごとに電解液や保守方法が異なります。

エルくんが鉛蓄電池の抽象安全ボードに酸・換気・火気禁止・短絡禁止の記号を正しく組み込む図。
鉛蓄電池では希硫酸の電解液や充電時のガスに注意し、換気・火気管理・短絡防止を行います。蓄電池全種類の電解液が酸性であるという意味ではありません。

停電中でも必要な回路へ電力を供給するため、蓄電池が使われます。電源を切ったつもりでも、蓄電池側から給電される場合がある点が重要です。

蓄電池の役割と鉛蓄電池の取扱い
項目要点
鉛蓄電池の電極正極:二酸化鉛、負極:鉛
鉛蓄電池の電解液希硫酸。放電の程度は比重で分かる
鉛蓄電池の公称電圧1セル2.0V
容量Ah。放電条件で実使用時間は変化
蓄電池の役割と鉛蓄電池の取扱い
項目鉛蓄電池アルカリ蓄電池(ニッケル・カドミウム等)
電解液希硫酸水酸化カリウム水溶液
1セルの公称電圧2.0V1.2V
電解液の比重充放電で変化する充放電でほとんど変化しない
特徴安価で大容量向き過放電・過充電に強く保守が容易。小形密閉化しやすい
蓄電池の役割と鉛蓄電池の取扱い
装置・回路要点
浮動充電方式整流器の出力側に蓄電池と負荷を常時並列に接続する
UPS(無停電電源装置)整流器・蓄電池・インバータで、停電や瞬時電圧低下時も交流を供給する
太陽光発電設備モジュール→接続箱→パワーコンディショナ(直流を交流に変換)→変圧器→系統
ダイオード整流一方向にだけ電流を流す。単相半波では正の半波だけが出力される
サイリスタ整流ゲート信号で点弧の時期を変えて出力電圧を調整する。負の半波は出力されない

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。上段に「液式」と「制御弁式」を左右に並べ、縦線で仕切る。それぞれから下段の取扱説明書にある点検方法欄へ別々の矢印を引き、共通の「補水・補液」手順へまとめる矢印には斜線を入れる。
覚えること:補水・補液は一律にせず指定点検方法を確認

蓄電池は充電して繰り返し使う電池です。鉛蓄電池の電解液は希硫酸であり、ほかの種類の電池の電解液と混同しません。

鉛蓄電池を取り扱うときは、端子の短絡や極性の取り違えを防ぎます。希硫酸や発生するガスなどの危険を踏まえ、保護具・換気・火気への注意を含む製品の取扱説明に従います。

液式と制御弁式などで保守方法は異なります。すべての蓄電池へ同じように補水・補液するのではなく、指定された点検方法を確認します。電解液の種類を知ることと、自分で補充してよいことは別です。

蓄電池の方式と充放電

蓄電池の方式と充放電の図解。左に整流器、右上に負荷、右下に蓄電池を置く。整流器の直流出力側から線を二股に分けて並列につなぎ、矢印は負荷への給電と蓄電池の自己放電分の補充を示す。
覚えること:平常時は整流器が負荷給電・自己放電補充

鉛蓄電池は正極に二酸化鉛、負極に鉛(海綿状鉛)、電解液に希硫酸を用い、1セルの公称電圧は2.0Vです。アルカリ蓄電池は電解液に水酸化カリウム水溶液を使い、1セル1.2Vと低い一方、過放電に強く保守が容易です。公表問題ではこの対比が繰り返し問われます。

蓄電池の容量はAhで表し、一定電流なら使用時間の目安は容量Ah÷電流Aですが、放電率・温度・劣化で変わります。浮動充電方式では整流器の直流出力側に蓄電池と負荷を並列につなぎ、平常時は整流器が負荷へ給電しながら蓄電池の自己放電分を補い、停電時は蓄電池が給電します。

試験に出る

  • 蓄電池は、停電時に必要な回路へ電力を供給する。
  • 電源を切っても、蓄電池側から給電される場合がある。
  • 鉛蓄電池の電解液は希硫酸で、種類ごとに異なる。
  • 端子の短絡や極性の取り違えを防ぎ、保護具・換気・火気に注意する。
  • 液式と制御弁式などで、保守方法が異なる。
  • アルカリ蓄電池の公称電圧は1セル1.2Vで、鉛蓄電池(2.0V)より低い。
  • 浮動充電は整流器の出力に蓄電池と負荷を並列接続する方式。
  • 停電・瞬時電圧低下の対策装置はUPS。
  • 太陽光発電では接続箱の後にパワーコンディショナを置く。

重要な言葉

蓄電池
充電して繰り返し使える電池。
鉛蓄電池
電解液に希硫酸を用いる蓄電池。
希硫酸
鉛蓄電池の電解液に使われる硫酸の水溶液。
アルカリ蓄電池
水酸化カリウム水溶液を電解液とする蓄電池。1セルの公称電圧は1.2V。
浮動充電
整流器・蓄電池・負荷を並列につなぎ、負荷へ給電しながら蓄電池を満充電に保つ方式。
UPS
無停電電源装置。蓄電池とインバータを使い、停電や瞬時電圧低下の間も負荷へ交流を供給する。
パワーコンディショナ
太陽電池などの直流を交流に変換し、系統連系に必要な保護機能を備えた装置。

確認問題

確かめよう鉛蓄電池の電解液は、どの蓄電池にも共通する?

いいえ。電池の種類ごとに材料と取扱いが異なります。

鉛蓄電池の電解液は希硫酸である。

すべての蓄電池は、同じように補水・補液すればよい。

1セル当たりの公称電圧は、アルカリ蓄電池の方が鉛蓄電池より高い。

浮動充電方式では、整流器の直流出力側に蓄電池と負荷を並列に接続する。

鉛蓄電池の電解液は?

鉛蓄電池を取り扱うときの注意として適切でないものは?

コンピュータなどの電源側に設け、停電や瞬時電圧低下の対策に用いる装置は?

停電中でも必要な回路へ電力を供給するため、蓄電池が使われます。電源を切ったつもりでも、蓄電池側から場合がある点が重要です。

蓄電池は充電して繰り返し使う電池です。鉛蓄電池の電解液はであり、ほかの種類の電池の電解液と混同しません。

鉛蓄電池を取り扱うときは、端子のや極性の取り違えを防ぎます。希硫酸や発生するガスなどの危険を踏まえ、保護具・換気・火気への注意を含む製品の取扱説明に従います。

液式と制御弁式などで保守方法は異なります。すべての蓄電池へ同じように補水・補液するのではなく、指定されたを確認します。電解液の種類を知ることと、自分で補充してよいことは別です。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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