NAS電池とは…②

NAS電池は負極側にナトリウム（Na）、正極側に硫黄（S）を使用し、電解質としてナトリウムイオン伝導性をもつ固体電解質のベータアルミナセラミックスを
使用しているでつ。

NAS電池の充放電の動作原理を下図に示すでつ。




放電時ではNaがNaイオンと電子に分かれるでつ。
Naイオンはベータアルミナ管を通って正極側に移動し、硫黄及び電子と反応し多硫化ナトリウムになるでつ。

電子は負荷を通って正極側に向かうでつ。
また、充電時では多硫化ナトリウムがNaイオン、硫黄及び電子に分かれNaイオンはベータアルミナ管を通って負極側に移動し、
電子を受け取りナトリウムに戻るでつ。

「単電池」の構造及びモジュール電池の構造を下図に示すでつ。




「単電池」の構造は円筒形をしており、中心からナトリウム、金属管、ベータアルミナ管、硫黄極、電槽の順に構成。




金属の容器に収納されており、単電池の異常な電流や電解質破損時の故障拡大を防止するでつ。
活物質のナトリウム、硫黄及び反応によって生成する多硫化ナトリウムを常に溶融状態に維持して動作させるために、
電池を300℃付近まで昇温する必要があるでつ。

そのため単電池を集合化させ、一括して断熱容器に収納した「モジュール電池」にして使用。
断熱容器の内部の温度は、電気ヒータ及び電池の充電時に発生するジュール熱で保温する仕組みになっているでつ。

NAS電池について以下に示すでつ。
１）高エネルギー密度：鉛電池の約３倍の高エネルギー密度。すなわち、設置面積を1/3にできる。
２）高効率：充放電効率が高く自己放電がないため、効率的に電気が貯蔵できる。
３）長寿命：2,500回以上の充放電が可能で、長期耐久性がある。
４）環境に優しい：燃焼を伴わないので、大気汚染物質を排出しない。
５）高い保守性：ポンプや弁などの可動部品が必要ないため保守が容易である。

有望な機能としては、ピークシフトによる負荷平準化、瞬低対策機能や非常用電源機能による電力品質向上などのセキュリティ対策の用途があげられるでつ。

１）変電所設置のNAS電池システム
　変電所設置用としては数千ｋWオーダで設置されており、都市近郊への揚水発電所機能の分散配置的役割を果たしているでつ。
また、「電力貯蔵」という役割のほかに有効電力と無効電力を柔軟に制御できる優れた運転制御機能による「系統制御」が検討されているでつ。

２）顧客サイト設置NAS電池システム（瞬低対策機能付き及びUPS機能付き）
　安価な夜間電力を蓄え、昼間に放電することによる負荷平準化に加えて、非常用電源やUPSなどの機能を付加することで、設備のより有効な運用になるでつ。


電力を貯蔵技術、難しいけど地震や異常気象による災害に強い街作りには必須の技術でつなぁ～