48Vリチウムイオン電池は通信システムで使用できますか？

Time : 2025-10-27

なぜ通信システムが48Vリチウムイオン電池技術へ移行しているのか

現代の通信ネットワークにおける48Vリチウムイオン電池の採用拡大

世界中で、通信会社は5Gネットワークやエッジコンピューティングの電力ニーズに対応するため、古いバッテリー技術から48Vリチウムイオンシステムへと移行しています。新しいバッテリーは、従来の12Vまたは24V構成と比較して、無駄になるエネルギーを約30〜40％削減できます。また、これらは国際電気通信連合（ITU）が定める各種ネットワーク機器向けDC48Vガイドラインにも適合しています。2024年の最近の業界分析データによると、現在新たに設置される通信設備のほぼ4分の3（約72％）が鉛蓄電池ではなくリチウムイオン電池を採用しています。その理由は、拡張性に優れ、多くの事業者がますます魅力的だと考える太陽光・ディーゼルハイブリッド電源ソリューションと効果的に連携できるためです。

通信インフラにおける高効率エネルギー貯蔵システム（ESS）への需要の増加

現在、通信サイトには、システムを稼働させつつコスト効率も高い信頼性のあるエネルギー貯蔵手段が必要とされています。従来の鉛蓄電池と比較して、48Vリチウムイオン電池は、ほぼ同じスペースに2〜3倍程度のエネルギーを蓄えることができ、全体的に約60%少ない設置面積で済みます。このため、都市部のように設置スペースが限られている環境で広く展開されている小型セルに最適です。市場規模を見ると、Market.USの昨年のデータによると、2032年までに48V通信用バッテリー市場は3400億ドル以上に達すると予想されています。この成長の大きな要因の一つは、リチウム電池がバックアップ電源として非常に優れており、往復効率が印象的な95%に達する点にあります。

信頼できるバックアップ電源の必要性が、旧式システムからの移行を推進

鉛酸バッテリーはかつて通信電源の主役でしたが、頻繁なメンテナンスや極端な温度環境（-20°C～60°C）での性能低下といった課題が顕在化しています。その段階的撤退を加速させている主な欠点は以下の通りです。

寿命が48％短い ：リチウムイオンの8～10年に対して、2～4年
10年間で交換コストが3倍高い （Ponemon Institute 2023）
放電深度（DoD）は80％に制限されるのに対し、リチウムイオンは90～95％

2023年にネットワーク停止事故一件あたりの平均コストは74万ドルに達しており、事業者は信頼性の高いリチウムベースのシステムの導入を優先しています。この移行は、次世代通信電源の耐障害性を定めたITU-T L.1200規格をサポートするものです。

技術的互換性：通信電源システムとの48Vリチウムイオンバッテリーの統合

48Vリチウムイオンバッテリーと通信機器の電圧規格および互換性

最新の通信システムのほとんどは、出荷直後から48Vの直流電源で動作しており、これにより48Vリチウムイオン電池と非常に高い相性を発揮します。昨年の業界調査によると、約92％の基地局がリチウムイオン技術に移行する際に、電圧変換装置を必要としないとのことです。つまり、従来の鉛蓄電池で発生していた損失を回避できることを意味します。このようなシステムが直接接続されることで、電圧は±2％程度の範囲内で安定し続けます。これはネットワーク機器が予期せぬ障害なく正常に動作し続けるために非常に重要です。

適切な電圧制御とシステム設計によるシームレスな統合

成功した統合には、最大150Aまでのピーク負荷に対応可能なスマートDC／DCコンバーターおよびモジュラー式バスバー設計が必要です。ベストプラクティスには以下が含まれます。

過充電・低電圧を防ぐための温度補償充電
サージ保護のための多段階電流制限
リアルタイム監視のためのCANバス通信

これらの措置により、停電時の切り替え時間が50ms未満となり、通信電源の継続性に関するETSI EN 300 132-3規格を満たします。

リチウムイオン規制に対応した通信バックアップ電源の要件の達成

48Vリチウムイオン電池は95%の往復効率を実現し、80%のVRLA電池よりも大幅に優れています。同等容量では、この効率によりバックアップ持続時間が40%延長されます。また、放電曲線がフラットで、90%の放電深度（DoD）に達するまで出力電圧を48V±1%以内に維持できます。一方、鉛蓄電池はわずか50%のDoDで15%の電圧降下が発生します。

安全性と性能を確保するためのバッテリー管理システム（BMS）の役割

高度なBMS技術は、熱暴走を防止することで安全性と耐久性を確保するために不可欠です。その主な機能は以下の通りです。

セルレベルでの電圧バランス制御（±20mVの精度）
バッテリーパック全体に5°Cごとに配置された温度センサー
潜在的な故障の89%を48時間以上前に検知する予測アルゴリズム

業界の調査によると、BMS搭載リチウムシステムは通信分野での稼働率99.995％を達成しており、従来のソリューションに比べて35％高い。

通信用途における48Vリチウムイオン電池の利点

従来のバッテリーと比較して、エネルギー密度、効率、寿命が向上

48Vリチウムイオン電池は、同等の鉛酸電池と比較してエネルギー密度が40～60％高いため、限られたスペースでもより多くの電力を蓄えることが可能。LiFePO4化学組成により、8～10年以上の使用寿命を実現し、5,000回以上の充放電サイクル後も80％の容量を維持する。この耐久性により交換頻度が減少し、重要な通信機器への安定した電圧供給が保証される。

通信用途における48Vリチウム電池の主な利点（鉛酸電池との比較）

リチウムイオン技術は、鉛酸システムの主要な欠点を解決する：

温度耐性 ：-20°Cから60°Cの範囲で信頼性の高い動作が可能であり、鉛酸電池の狭い-15°Cから45°Cの範囲と比較して優れている
ゼロメンテナンス ：水補給や均等化充電の必要がない
体重減少 kWhあたり最大70％の軽量化を実現し、構造サポートコストを低減

これらの利点により、導入の柔軟性が高まり、ライフサイクルリスクが軽減されます。

所有総コスト：リチウムイオン電池によるメンテナンスコストの削減と長期的な節約

初期コストは鉛酸電池の1.5～2倍と高いものの、10年間での所有総コストは30～50％低くなる。コスト削減の要因には、メンテナンスの削減、交換回数の減少（リチウムイオンは2～3回に対して鉛酸は4～5回）、そして優れたエネルギー効率（95％対80～85％）が含まれる。運用事業者からの報告では、導入後8年以内に最大40％の電池交換回数の削減が見られる。

多様な通信環境に対応するコンパクト設計と拡張性

モジュール式48Vリチウムパック（100Ah～300Ah）は、都市部のマイクロセルや遠隔地のタワーなど、設置スペースが限られた環境での導入を容易にする。積み重ね可能な構成により、インフラの大規模な改修なしに段階的な容量拡張が可能となり、固定型の鉛酸バッテリーバンクと比較して比類ない拡張性を提供する。

通信ネットワークにおける48Vリチウムイオン電池の実運用

通信基地局における48V 100Ahリチウムイオン電池の使用

国内の通信基地局では、最近ますます48V 100Ahのリチウムイオン電池システムが採用されています。これらの電池は通常、停電時のバックアップ電源として8時間から12時間程度持続し、2023年のポーメロンの調査によると、従来の鉛蓄電池と比べて約40％少ないスペースしか占めません。モジュール式設計により、電池の交換が非常に迅速に行え、停電によるダウンタイムを約70％削減できます。特に注目すべき点は、再生可能エネルギーとの連携性の良さです。多くの事業者が、送電網に接続されたサイトでも、あるいは従来の電力が利用できない遠隔地の独立型サイトでも、太陽光パネルと組み合わせて運用を始めています。

48Vリチウム電池の屋内設置と屋外設置における検討事項

環境条件が最適な設置戦略を決定します：

導入タイプ	主要な要件	性能指標
屋内	ラックマウント設計	-20°C～55°Cの動作温度範囲
屋外	IP30以上、耐腐食性	50°Cで95%の効率

屋外ユニットはほこり、湿気、極端な温度に耐える必要がありますが、屋内システムは小型化と熱管理を重視します。

48Vリチウムイオンシステムを使用した遠隔地および独立型通信サイト向け電源ソリューション

リモート通信サイトは、太陽光アレイと組み合わせたハイブリッド48Vリチウムイオン電池システムで動作するケースが増えており、停電時でも約72時間以上のバックアップ電源を確保できます。複数の事業者の現場調査によると、この組み合わせにより高地でのディーゼル発電機の燃料消費量がおよそ半分に削減されながら、ネットワークの可用性を99.8%以上に維持しています。これらのシステムが際立っているのは、モジュラー設計である点です。技術チームは、すべてを解体することなく、必要に応じてモジュールを追加できるのです。このような柔軟性は、インターネットへのアクセスがまだ十分でない地域、特にインフラが段階的にしか整備されていない発展途上国の農村地域において非常に重要です。

通信向け48Vリチウムイオン電池の今後の動向と戦略的選定

再生可能エネルギーおよびハイブリッド電源システムとの統合による持続可能な運用

多くの通信会社は現在、エネルギー供給源として48ボルトのリチウムイオン電池と太陽光パネルを組み合わせた混合電源システムへと移行しています。2023年にPonemonが実施した調査によると、このようなシステムは従来のディーゼル発電機と比較して、二酸化炭素排出量を約35％削減できる可能性があります。現代のリチウム電池は優れた性能も備えており、80％の放電深度でも4,000回以上の充電サイクルに耐えることがよくあります。この種の耐久性の高さから、太陽光発電の導入が世界中で進む遠隔地のセルラータワーに最適です。これにより環境目標の達成が促進されるだけでなく、電力網が不安定な地域においても不可欠なバックアップ電源ソリューションを提供できます。

次世代通信ネットワーク向けのフォームファクタとスケーラビリティにおける革新

最近の進展は、鉛酸電池と同等のものに比べて25%小型なコンパクトでモジュール式の48Vリチウム設計に焦点を当てています。スケーラブルなスタック可能なユニットにより、インフラ変更なしに最大300%まで蓄電容量を拡大できます。登場している新モデルは強化された熱管理機能を備えており、-40°Cまでの極端な気候下でも動作可能です。