ELE-CUBEの基本構造
ELE-CUBE は充電器・バッテリー・インバータの３つの基幹部品で構成されます。
充電器は交流100Vを直流に変換しバッテリーに充電するものです。
インバータは、バッテリーの直流を交流100Vに変換するものです。
自動車で例えるなら、インバータ出力は馬力、バッテリー容量はガソリンタンクに相当します。
インバータについて
インバータは、バッテリー内にある直流電源を交流電源へ変換します。
インバータは、変換後の交流電圧の種類により2つのタイプに分類されます。
1 正弦波インバータ
2 矩形波インバータ
正弦波インバータは下図1のように壁のコンセントと同じ正弦波を出力し、基本的にすべての電気機器に使用することができます。
矩形波インバータは一定の絶対値をもつ電圧を出力するため、波形は図2のような矩形波になってしまいます。
多くの家庭用電化製品は矩形波インバータでも使用できますが、精密な周波数を必要とするもの、例えば、医療機器、計測器、マイコン制御の家電製品等は正弦波インバータでないと使用できないものがあります。
ELE-CUBEで採用しているインバータは正弦波(pure sine wave）ですので、医療機器・精密機器等にも安心して使用できます。
バッテリーについて
現在蓄電池に採用されているバッテリーは次の鉛系とリチウムイオンの2つに大別されています。双方に長所・短所があります。リチウムイオンにおいては、特性の異なる2種類がある為、下記に3種類記載させて頂いております。
| 鉛バッテリー | コバルト酸リチウムイオン電池 | リン酸鉄リチウムイオン電池 | |
|---|---|---|---|
| 長所 | 安価で使用実績が多い。安全性が高い。 比較的広い温度で動作。 過充電に強い。 リサイクル制度が充実している。 |
軽い。エネルギー密度が高い。 | 軽い。エネルギー密度が高い。(一般的にはコバルト系の方が単位重量あたりの蓄電容量が大きい。) 自己発熱が少なく、熱安定性が良い。 サイクル寿命に優れる。 |
| 短所 | 重い。 低い充電状態では、蓄電容量が低下する。 |
発火の危険性を有する。 高価。 |
高価。 |
ELE-CUBEが鉛バッテリーを採用する理由
ELE-CUBEが鉛バッテリーを採用する理由は、鉛バッテリーは安価であり、安全性が高いことは勿論ですが、充電特性において満充電状態で保存しても蓄電容量が低下しないという特性があるからです。
このことから非常時に使用する蓄電池としてはAGM式鉛バッテリーが最適であると判断しました。
ELE-CUBEは、鉛バッテリーの中でも最高級のAGM式メンテナンスフリー・ディープサイクルバッテリーである、コンコルド社のAGM式鉛バッテリーを使用しています（※）。
コンコルド社は米国防総省の９割近くの航空機用にディープサイクルバッテリーを供給している世界有数の鉛バッテリー専門メーカーです。
（※但しELE-CUBE SPシリーズはCCB社製AGMバッテリーを使用）
AGMバッテリーを含むVRLA（valve-regulated lead-acid)バッテリーについての詳細はこちら
鉛バッテリーの中でも安価なものは、補水などのメンテナンスが必要となり、また横倒しにすると液漏れするなどのデメリットがありますが、コンコルド社のAGMバッテリーはメンテナンスフリーであり、液漏れは起こりません。
また、アメリカ保険業者安全試験所の評価試験（UL）に合格しています。
ELE-CUBEが新たに採用するリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
今回ELE-CUBEでは、新たにリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用致しました。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは重量エネルギー密度が高く軽いというだけでなく、サイクル特性や安全性にも優れています。
サイクル特性では、2000回使用可能で長寿命を実現しています。
同じリチウムイオン電池でもコバルト系リチウムより、リン酸鉄リチウムのほうがサイクル寿命が長いのが特徴です。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは正極材料にコバルトを使用しないことから安全域が広く、発火がしにくいのが特徴です。
昨年発火事故を起こしたボーイング787に搭載されていたリチウムイオンバッテリーはコバルト系の為、安全面が欠いておりました。
蓄電容量について
蓄電容量の表示はWh（ワットアワー）になっていますが、これは出力と時間の積になります。
例えば、4000Whの蓄電容量だと、100Wの電球を40時間使用できます
ただし、消費電力の大きい電化製品、例えば1000Wの電化製品を続けて使用した場合、4時間ではなくて実際には2.4時間程しか使えません。
この理由は、バッテリーの容量は24時間かけた場合に取り出せる容量を表示しており（24時間率と言います）、短時間で取り出そうとすると、24時間かけて取り出す場合と比較して、6～７割程度しか取り出せないからです。
これはすべての蓄電池に共通する特性です。
自動切替機能について
ELE-CUBEには自動切換機能がついており、停電になると、自動的にELE-CUBEのバッテリーからの電気供給に切り替わります。
したがってパソコン等はELE-CUBEにつないでおくことにより、急な停電が起きてもデータ等は安全に保たれます。
停電が復旧すると、自動的に商用電源に戻り、充電が始まります。 ただし、切替時には瞬断時間（15ms）があり、無瞬断ではありません。
無瞬断での切替をご希望の場合には、常時インバータ給電方式のモードに切り替えてご使用いただくことができます。（ELE-2600以上の機種） 常時インバータ給電方式モードを採用すると、常にインバータが働くため、インバータの寿命が短くなります。
