第一種電工 自家用電気工作物の検査方法 問11：自家用電気工作物の検査方法

蓄電池の種類と特性に関する問題です（kensa_06と同系統の論点）。選択肢アの「鉛蓄電池の電解液は希硫酸である」が正しい記述です。鉛蓄電池は希硫酸（H₂SO₄水溶液）を電解液として使用し、放電時に硫酸が消費されて電解液の比重が低下します。アルカリ蓄電池の電解液は水酸化カリウム（KOH）水溶液で比重変化がほとんどなく（イが誤り）、アルカリ蓄電池は過放電後も充電で回復可能（ウが誤り）、鉛蓄電池の単セル起電力（約2V）はアルカリ蓄電池（約1.2V）より高い（エが誤り）です。正答はアです。

蓄電池の種類別特性比較は自家用電気工作物の蓄電池設備点検において重要な知識です。鉛蓄電池は正極に二酸化鉛（PbO₂）、負極に海綿状鉛（Pb）、電解液に希硫酸（比重1.25〜1.30程度）を使用します。放電時にPbとPbO₂が硫酸鉛（PbSO₄）に変化し電解液が希釈されて比重が低下します。1セルの起電力は完全充電時に約2.1Vです。アルカリ蓄電池（Ni-Cd、Ni-MH）は電解液にKOH水溶液を使用し、充放電中も電解液の組成（化学式）が変化しないため比重はほぼ一定です（イが誤り）。よってアルカリ蓄電池の放電状態は電圧測定や内部抵抗測定で判断します。アルカリ蓄電池の1セル起電力は約1.2V（エが誤り）、また過放電に対する耐性があり充電で回復可能です（ウが誤り）。選択肢アの「鉛蓄電池の電解液は希硫酸」のみが正しく、正答はアです。

蓄電池の電気化学特性は自家用電気工作物の無停電電源設備・非常用電源設備の保守管理において理解必須の基礎知識です。第一種電気工事士として蓄電池設備の竣工検査・定期点検を担当する場合、各蓄電池の特性に合った試験・管理方法を選択することが求められます。

【鉛蓄電池の詳細特性】

• 電気化学反応：Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O（放電全体反応）
• 起電力：2.0〜2.15V/セル（完全充電時）。放電末端電圧は約1.75V/セル
• 比重管理：完全充電1.28、放電末端1.18程度。光学式比重計（密度計）で測定
• 種類：開放形（液補充必要）・弁式密閉型VRLA（メンテナンスフリー）・AGM型・ゲル型
• 寿命：開放形10〜15年、VRLA型5〜8年（定期的な内部抵抗・容量試験が必要）

【アルカリ蓄電池の詳細特性】

• ニッケルカドミウム（Ni-Cd）：1.2V/セル。過充電・過放電・長期保存に強いが、カドミウムの環境規制あり
• ニッケル水素（Ni-MH）：1.2V/セル。Ni-Cdより高エネルギー密度、RoHS対応、メモリ効果あり
• 電解液（KOH）：化学反応で変化しないため比重で状態判定不可→電圧・内部抵抗・容量試験で管理

【産業用蓄電池の最新動向】リチウムイオン電池（LIB）が産業用UPS・系統連系蓄電システムに普及。電池管理システム（BMS）による個別セル監視・SOC（充電状態）管理・温度管理が標準化。FIT（再生可能エネルギー固定価格買取制度）との連携でLIB蓄電システムの設備導入が増加しており、電験三種「電気機器」「電気施設管理」科目でも最新技術として注目されます。