エレベーターが突然運転を停止し、乗客が狭い空間に閉じ込められ、パニックが起こることを想像してください。このシナリオは、恐ろしいものですが、停電時に実際に起こりうるリスクを表しています。エレベーターは、現代の建物に不可欠な垂直輸送手段であり、信頼性の高い運転が必要です。グリッド電源が主なエネルギー源として機能しますが、停電時にはバッテリーシステムが重要になります。この記事では、エレベーターのバックアップシステムで使用されるバッテリーの種類、その重要な安全機能、および将来の技術開発について考察します。
信頼性と安全性は、エレベーターの性能の中核となる指標です。停電や電気系統の故障は、運転を停止させ、乗客を閉じ込める可能性があります。これらのリスクを軽減するために、バックアップ電源システムが不可欠です。これらのシステムは通常、エレベーターが照明と通信機能を維持しながら、最寄りの階に安全に到達できるように、非常用電源を供給するためにバッテリーに依存しています。
バックアップバッテリーの選択は、非常時のエレベーターの安全性に直接影響します。現在、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池が一般的なソリューションとして機能しており、それぞれがさまざまな用途に独自の利点を持っています。
鉛蓄電池は、技術的な成熟度、信頼性、および費用対効果により、エレベーターシステムで依然として普及しています。これらのバッテリーは、硫酸中の二酸化鉛と海綿状鉛との間の化学反応を通じてエネルギーを蓄えます。さまざまなサイズと容量で利用でき、短時間の停電時に乗客の避難を確実にするのに十分な電力を供給します。
ただし、制限も存在します。比較的低いエネルギー密度は、より大きなサイズと重量をもたらし、スペースが限られた機械室では問題となります。限られたサイクル寿命は、定期的なメンテナンスと交換を必要とし、運用コストを増加させます。性能も極端な温度下では低下します。
ニッケルカドミウム（NiCd）電池は、耐久性と信頼性を提供し、長いサイクル寿命と温度許容度により、熱変動のある環境に適しています。長時間の停電時にも安定した電力を供給します。
注目すべき欠点としては、有毒なカドミウム含有による環境への懸念、厳格な規制管理、および不適切なサイクルによって容量が減少するメモリー効果が挙げられます。エネルギー密度もリチウムイオンの代替品に遅れをとっています。
ますます人気が高まっているリチウムイオン電池は、優れたエネルギー密度、コンパクトなサイズ、および急速充電を提供します。設置スペースが限られている場合、小型化が有利に働き、長いサイクル寿命と低い自己放電が信頼性を向上させます。
不適切に管理された場合の熱暴走の可能性に関する安全性の懸念が残っており、バッテリー管理システム（BMS）と熱制御が必要となります。一部の用途では、より高いコストが採用を制限する可能性があります。
| 特性 | 鉛蓄電池 | ニッケルカドミウム | リチウムイオン |
|---|---|---|---|
| エネルギー密度 | 低 | 中程度 | 高 |
| サイクル寿命 | 短 | 中程度 | 長 |
| コスト | 低 | 中程度 | 高 |
| 安全性 | 比較的安全 | 比較的安全 | 管理が必要 |
| 環境への影響 | 大きい | 大きい | 中程度 |
| 重量/サイズ | 大きい | 中程度 | 小さい |
エレベーターのバッテリーは、バックアップ電源の持続時間、電圧安定性、および保護メカニズムに関する要件を規定するEN 81-20およびEN 81-21などの厳格な国際規格に準拠する必要があります。中国のGB 7588やアメリカのASME A17.1などの地域規制は、信頼性の高い非常時運転を確保するための追加の安全パラメータを確立しています。
バックアップバッテリーは、停電時の安全性を確保するために、現代のエレベーターシステムにおける重要なコンポーネントとして機能します。鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池はそれぞれ実行可能なオプションを提供しますが、選択は特定の建物の要件と規制への準拠によって異なります。技術が進歩するにつれて、リチウムイオンシステムが主流となり、新しいバッテリー材料とインテリジェントな管理システムによってサポートされる可能性が高くなります。適切なメンテナンスは信頼性のために不可欠であり、将来のイノベーションは、垂直輸送の安全性のためのより効率的で持続可能なソリューションを約束します。
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