非常用照明や防爆照明の分野では、特に停電、労働事故現場、危険な環境などの重大なシナリオにおいて、信頼性の高い動作を確保するには電源の選択が非常に重要です。さまざまな電池技術の中でも、ニッケルカドミウム (Ni-Cd) 電池は、その独特の性能特性により、長い間安定した地位を維持してきました。この記事では、これら 2 つの特殊な照明分野における Ni-Cd バッテリーの主要な利点を探り、安全かつ効率的に使用するための重要な注意事項を強調します。
非常口標識、非常用天井灯、携帯用非常灯などの非常用照明システムには、主電源が故障した場合に即時かつ継続的に電力を供給できるバッテリーが必要です。 Ni-Cd バッテリーは、次のような理由から、これらの需要を満たすのに優れています。
まず、優れた高温および低温性能により、Ni-Cd バッテリーは極端な環境条件にも適応できます。低温 (0°C 以下) では容量が低下したり、高温 (40°C 以上) では安全上のリスクが発生したりすることが多いリチウムイオン電池とは異なり、Ni-Cd 電池は -20°C ～ 60°C の広い温度範囲で確実に動作します。これは、温度変動が一般的である屋外スペース、冷蔵施設、または高温の工業作業場に設置される非常用照明にとって特に重要です。
第二に、堅牢な深放電能力により、非常用電力の長期持続が保証されます。非常用照明は通常、90 分間以上照明を提供する必要があります (IEC 60598 などの国際安全規格で要求されているように)。 Ni-Cd バッテリーは、寿命に重大な損傷を与えることなく、繰り返しの深放電 (容量の最大 100%) に耐えることができます。これは、頻繁に 50% 未満で放電すると永久的な容量損失が発生する可能性がある鉛蓄電池に比べて大きな利点です。
第三に、再充電速度が速く、サイクル寿命が長いため、メンテナンスコストが削減されます。緊急事態では、主電源が復旧したら、次の停電に備えて非常照明用バッテリーを迅速に充電する必要があります。 Ni-Cd バッテリーは、充電後 1 ～ 2 時間以内に容量の 80% に達し、サイクル寿命 (充放電サイクル最大 1,000 回) は鉛酸バッテリー (300 ～ 500 サイクル) よりも大幅に長くなります。これは、建物管理者や施設運営者にとってバッテリー交換の回数が減り、長期的なメンテナンス費用が削減されることを意味します。
防爆照明は、可燃性ガス、蒸気、粉塵が存在する可能性のある危険な場所（製油所、化学工場、炭鉱など）で使用するように設計されています。このようなリスクの高い環境では、Ni-Cd バッテリーには安全性と信頼性を向上させる明確な利点があります。
振動や衝撃に対する優れた耐性は、ニカド電池の重要な特徴です。防爆照明器具は、振動や偶発的な衝撃を引き起こす可能性のある重機、輸送機器、または人間の活動が頻繁に行われるエリアに設置されることがよくあります。 Ni-Cd バッテリーは固体電極と密閉ケースを備えた堅牢な構造を備えており、このような条件下でも内部損傷や電解液の漏れを防ぎます。これにより、火花が発生して可燃性物質に引火する可能性がある、短絡やバッテリーの故障のリスクが軽減されます。
さらに、負荷下でも安定した電圧出力により、一貫した照明性能が保証されます。危険な場所では、照明が薄暗くなったり、点滅したりすると、事故（作業員の転倒、機器の衝突など）のリスクが高まる可能性があります。 Ni-Cd バッテリは、放電サイクル全体を通じて比較的安定した電圧を維持し、バッテリがほぼ使い果たされるまで、防爆ランプが明るく均一な照明を提供します。この安定性は、放電時に電圧が徐々に低下するアルカリ電池よりも優れています。
さらに、防爆規格と互換性のある成熟した安全設計により、ニカド電池を認定された照明システムに簡単に組み込むことができます。防爆用途のほとんどの Ni-Cd バッテリーは、発熱と火花の厳密な管理を必要とする国際安全規格 (EU の ATEX や米国の NEC など) を満たしています。また、Ni-Cd バッテリーの自己放電率は低い (通常、月当たり 10 ～ 15%) ため、充電を失うことなく長期間スタンバイ モードに留まり、必要なときにすぐに使用できることが保証されます。
Ni-Cd バッテリーには大きな利点がありますが、その性能を最大限に高め、潜在的なリスクを回避するには、適切な使用とメンテナンスが不可欠です。
1. 過充電と過放電を避ける: Ni-Cd バッテリーは耐久性に優れていますが、繰り返しの過充電 (100% の容量を超えて充電) は過熱を引き起こし、寿命を縮める可能性があります。一方、過度の過放電 (1 セルあたり 0.8 V 未満) は「メモリー効果」、つまり完全に放電せずに充電を繰り返すとバッテリーの保持容量が少なくなる現象を引き起こす可能性があります。これを防ぐには、Ni-Cd バッテリー専用に設計された充電器を使用し、バッテリーが定期的に (3 ～ 6 か月ごと) 完全に放電されて容量がリセットされるようにしてください。
2. 適切な保管と取り扱い: Ni-Cd バッテリーは、直射日光や可燃物から離れた涼しく乾燥した環境 (10°C ～ 30°C) に保管してください。永久的な容量損失を引き起こす可能性があるため、完全に放電したバッテリーを長期間保管しないでください。取り扱うときは、有毒な重金属であるカドミウムとの接触を防ぐため、保護手袋を着用してください。バッテリーの損傷または液漏れが発生した場合は、地域の規制に従って安全に廃棄してください。ニカドバッテリーは通常の家庭廃棄物と一緒に廃棄せず、専門の施設でリサイクルする必要があります。
3. 定期保守点検: 非常用および防爆照明システムの場合は、ニカド電池を四半期ごとに点検してください。端子の腐食、電池ケースの損傷、充電時の異常な発熱がないか確認してください。バッテリーの放電容量を毎年テストして、必要な非常照明持続時間を満たしていることを確認してください。容量の大幅な低下 (定格容量の 20% 以上) または損傷の兆候が見られるバッテリーは、ただちに交換してください。
4. 安全規格への準拠: 防爆用途では、常に危険場所での認定を受けた Ni-Cd バッテリーを使用してください。メーカーの指示に従ってバッテリーが照明器具に組み込まれていることを確認してください。取り付けが間違っていると (接続が緩んでいるなど)、火花が発生し、防爆安全要件に違反する可能性があります。
ニッケルカドミウム電池は、その温度耐性、深放電能力、耐久性のおかげで、非常用および防爆照明用として信頼できる選択肢であり続けています。ただし、安全かつ効率的に使用できるかどうかは、適切な充電、保管、メンテナンス、および安全基準の遵守にかかっています。技術の進歩に伴い、Ni-Cd 電池は新しい技術 (リン酸リチウムイオン電池など) との競争に直面する可能性がありますが、過酷でリスクの高い環境における性能が証明されているため、今後何年にもわたって重要な照明用途で価値ある選択肢であり続けることが保証されます。施設管理者や安全専門家にとって、ニカド電池の利点と注意事項を理解することは、適切な電源を選択し、人や資産の安全を確保するための鍵となります。
