設計知見

再生可能エネルギーとESGの概念が徐々に盛んになり、将来のエネルギー貯蔵需要は日々増加すると予想されます。エネルギー貯蔵の方法は多種多様ですが、屋外のエネルギー貯蔵設備を設置する際、これらのキャビネットや筐体の設計で何に注意すべきでしょうか？ブリクセン板金職人が5つのアドバイスを提供しますので、ぜひご参考にしてください

エネルギー貯蔵設備を屋外に設置する場合、まず現場で組み立てる作業員のニーズを考慮する必要があります。

彼らはキャビネットやエネルギー貯蔵設備に最初に接触する人々であり、彼らの作業を容易にすることで、その後の安全性を確保できます。
そのため、配線方法を事前に想定し、適切な位置に開口部を設けることで、配線のメンテナンスが容易で美観を損なわないようにするのが最適です。

次に、メンテナンス全体を考慮する必要があります。

設備の修理が容易であれば、使用寿命を延ばすことができます。
したがって、誰がメンテナンスを行うのか？人数はどのくらいになる可能性があるのか？頻度は高いのか？それとも無人の管理システムなのか？これらの問題を事前に考える必要があります。

もちろん、これらの人員が必ずしも社内のスタッフである必要はなく、外部委託する可能性もありますが、少なくとも日常的なメンテナンスに必要な人手の概算と、頻繁なメンテナンスが必要かどうかを予め見積もることができます。

もしメンテナンスの人数が多かったり、頻繁な点検が必要な場合、キャビネットのドアは重すぎないようにする必要があります。そうしないと、メンテナンスが困難になる可能性があります。

また、キャビネットは家具のようなもので、扉の開閉方式には多くの種類があります。

設計時には内容物に応じて開閉方式を決定するだけでなく、修理の利便性に応じて開閉方法を決定することもできます。扉が跳ね上げ式の場合、厚さは1.2mm～2mmの範囲に抑えるのが望ましいでしょう。開き扉の場合は、厚さを3mmまで増やすことができます。

屋外のエネルギー貯蔵キャビネットは、屋内のものと比べて、美観性よりも実用性が求められることが多く、環境からの侵食に耐える必要があります。そのため、通常はCO2溶接を選択し、内側を全周溶接した後、外側を平滑に研磨します。これにより、速度が速く、また気密性を確保して防水効果を大幅に向上させることができます。

特に鉄材（炭素鋼）の制御ボックスでは、CO2溶接が最優先されます。鉄材の制御ボックスは、ほとんどの場合、溶接後に研磨され、その後粉体塗装されるため、溶接部分が隠れて目立たなくなり、美観にあまり影響しません。

しかし、他の金属板の場合は、板材の厚さに応じて、異なる位置や用途に適した溶接手法を組み合わせ、時間と労力を節約する効果を達成する必要があります。
例えば、薄い板材に長い溶接線を使用すると、溶接過程で変形しやすくなります。この場合、一般的なCO2溶接を避け、精密度の高いファイバーレーザー溶接で全周溶接を行うことを検討します。

それでも変形が著しい場合は、全周溶接を断続溶接に変更し、シリコンと組み合わせて漏れを防ぎます。
どのような技法を組み合わせるかは、図面の要求、公差、ワークの複雑さなどを考慮して判断する必要があります。すべてのワークを溶接で完成させる必要はなく、板金の曲げによってキャビネットの長辺を一体成型し、短辺を溶接で接続することで、異なる金属を接合する際の様々な変数を回避できます。

要するに、一般的には迅速なCO2溶接を主とし、アルゴン溶接やファイバーレーザー溶接を補助的に使用します。しかし、実際にどのように選択・組み合わせるかは、材質、用途、デザイン、強度、精密度、美観の要求などによって決まります。

美観性の要求の有無に関わらず、製品設計の段階でニーズをしっかりと伝えることをお勧めします。そうすることで、専門の板金加工工場が最適な提案を行い、不要なコストを削減し、最も理想的な基準に合った製品を最速で生産することができます。

先ほど触れたように、キャビネットの用途は溶接方法に影響を与えますが、設置場所は溶接技術だけでなく、構造や塗装方法にも影響を与えます。

通常、屋外に設置されるキャビネットは、主に電源ステーション、水力・風力発電所、貯水設備エリアなどに見られます。
これらの地域は住宅地から離れているか、水源に近いため、長期的に湿気の多い場所かどうかを考慮する必要があります。もしそうであれば、耐食性を強化する必要があります。

設置場所の風力が強い場合は、キャビネットの構造が耐久性に優れているかを確認する必要があります。そうでないと、負荷に耐えられず、将来的に問題を引き起こす可能性があります。

また、長期間高温に曝される地域に設置する場合は、塗料のUV値を考慮したり、断熱塗料を選択したりして、キャビネット内の機器を保護する必要があります。

人、環境、用途はキャビネットの設計に影響を及ぼしますが、中に置く物もキャビネット設計に密接に関連しています。

屋外キャビネットに最もよく収納される物は、配線、コントローラー、監視装置です。

そのため、これらの電子機器のために屋外筐体を設計する際には、次の点を慎重に考慮する必要があります：

• 導電の必要性はありますか？
• 防水の必要性はありますか？
• 防食の必要性はありますか？

以上の要件がある場合、どのように板金設計をすれば基準を満たし、設備の安全性を確保できるでしょうか？」

これらの要素は、キャビネットの材質、工法、塗料の選択に影響を与えるため、事前にしっかりと確認することが重要です。

前述の事項に加えて、重量もキャビネット設計における重要な考慮事項です。これはキャビネットの板厚や安全性に関わるだけでなく、後のメンテナンスにも密接に関係します。

キャビネットをメンテナンスしやすくするためには、板厚を過度に厚くしないほうが望ましいです。
しかし、内部の機器に一定の重量がある場合は、筐体内部の部品の耐荷重や筐体本体の板厚を十分に考慮する必要があります。

基本的に、ほとんどの屋外用エネルギー貯蔵キャビネットでは、板材の厚さは6mmを超えません。厚すぎると組み立てが難しくなるため、設計時には特に注意が必要です。

キャビネットや筐体は一見シンプルに見えますが、屋外キャビネットは様々な環境要因に直面するため、完璧に設計するのは簡単ではなく、多くの細かい点に注意する必要があります。

ブリクセンの板金職人が上述のような専門的なアドバイスを提供しましたが、この記事で触れられなかった状況もきっと多く存在するでしょう。

「屋外キャビネット設計（カスタマイズの筐体）」に関するご要望やご質問がございましたら、ぜひオンラインお問い合わせフォームにご記入ください。

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