特許 6987360 レドックスフロー電池システム、およびレドックスフロー電池システムの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6987360

(24)【登録日】2021年12月3日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】レドックスフロー電池システム、およびレドックスフロー電池システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/18 20060101AFI20211213BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20211213BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20211213BHJP

   H01M 8/04276 20160101ALI20211213BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20211213BHJP

   H01M 8/043 20160101ALI20211213BHJP

   H01M 8/2455 20160101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/18

   H01M8/04537

   H01M8/04858

   H01M8/04276

   H01M8/04 Z

   H01M8/043

   H01M8/2455

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-525086(P2019-525086)

(86)(22)【出願日】2018年3月14日

(86)【国際出願番号】JP2018009834

(87)【国際公開番号】WO2018235355

(87)【国際公開日】20181227

【審査請求日】2020年9月23日

(31)【優先権主張番号】特願2017-120659(P2017-120659)

(32)【優先日】2017年6月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】山西 克也

(72)【発明者】

【氏名】筒井 康充

(72)【発明者】

【氏名】隈元 貴浩

【審査官】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０５５１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７５８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０３５４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統との間で充放電を行うセルと、
前記セルに供給される電解液を貯留するタンクと、
前記セルと前記タンクとの間で前記電解液を循環させる循環ポンプと、
前記セルと前記電力系統との間に配置される電力変換器と、
前記電力変換器の動作を制御することで前記セルの充放電を制御する充放電制御部と、
を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記循環ポンプから前記セルに向う導管に設けられるバルブを備え、
前記充放電制御部は、
前記電解液の循環を停止する際、前記バルブを閉鎖して前記セル内に前記電解液を残存させ、
前記電力系統の停電を検知したとき、前記セル内に残存する前記電解液の電力を前記循環ポンプに供給するように、前記電力変換器を制御する、
レドックスフロー電池システム。

【請求項2】

電力系統との間で充放電を行うセルと、
前記セルに供給される電解液を貯留するタンクと、
前記セルと前記タンクとの間で前記電解液を循環させる循環ポンプと、
前記セルと前記電力系統との間に配置される電力変換器と、
前記電力変換器の動作を制御することで前記セルの充放電を制御する充放電制御部と、
を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記タンクは、前記タンクの内部に貯留される前記電解液の液面が前記セルの上端よりも高くなる位置に配置されており、
前記充放電制御部は、前記電力系統の停電を検知したとき、前記セル内に残存する前記電解液の電力を前記循環ポンプに供給するように、前記電力変換器を制御する、
レドックスフロー電池システム。

【請求項3】

セルに循環ポンプで電解液を循環させると共に、前記セルと電力系統との間に介在される電力変換器を充放電制御部で動作させ、前記セルと前記電力系統との間で充放電を行うレドックスフロー電池の運転方法であって、
前記電解液の循環を停止する際、前記充放電制御部は、前記循環ポンプから前記セルに向う導管に設けられるバルブを閉鎖して前記セル内に前記電解液を残存させ、
前記電力系統の停電時、前記充放電制御部は、前記セル内に残存する前記電解液の電力で前記電力変換器を再起動し、前記電力変換器を介して前記電力を前記循環ポンプに供給させて前記セル内への前記電解液の循環を再開することで、前記セルから前記電力系統への放電を行なう、
レドックスフロー電池システムの運転方法。

【請求項4】

タンクに貯留される電解液を循環ポンプによってセルに循環させると共に、前記セルと電力系統との間に介在される電力変換器を充放電制御部で動作させ、前記セルと前記電力系統との間で充放電を行うレドックスフロー電池の運転方法であって、
前記タンクは、前記タンクの内部に貯留される前記電解液の液面が前記セルの上端よりも高くなる位置に配置されており、
前記電力系統の停電時、前記充放電制御部は、前記セル内に残存する前記電解液の電力で前記電力変換器を再起動し、前記電力変換器を介して前記電力を前記循環ポンプに供給させて前記セル内への前記電解液の循環を再開することで、前記セルから前記電力系統への放電を行なう、
レドックスフロー電池システムの運転方法。

【請求項5】

前記電力系統の非停電時は、前記セル内の前記電解液の電力が、前記循環ポンプによる前記電解液の循環を再開するために必要となる電力を下回らないように前記セルの充放電を行う請求項３又は請求項４に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レドックスフロー電池システム、およびレドックスフロー電池システムの運転方法に関するものである。
本出願は、２０１７年６月２０日出願の日本出願第２０１７−１２０６５９号に基づく優先権を主張し、上記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電力系統との間で充放電を行なうセルと、セルに供給される電解液を貯留するタンクと、セルとタンクとの間で電解液を循環させる循環ポンプと、セルと電力系統との間に配置される電力変換器（交流／直流変換器）と、を備えるレドックスフロー電池システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１６４５３０号公報

【発明の概要】

【0004】

本開示のレドックスフロー電池システムは、
電力系統との間で充放電を行うセルと、
前記セルに供給される電解液を貯留するタンクと、
前記セルと前記タンクとの間で前記電解液を循環させる循環ポンプと、
前記セルと前記電力系統との間に配置される電力変換器と、
前記電力変換器の動作を制御することで前記セルの充放電を制御する充放電制御部と、
を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記充放電制御部は、前記電力系統の停電を検知したとき、前記セル内に残存する前記電解液の電力を前記循環ポンプに供給するように、前記電力変換器を制御する。

【0005】

本開示のレドックスフロー電池システムの運転方法は、
セルに循環ポンプで電解液を循環させると共に、前記セルと電力系統との間に介在される電力変換器を充放電制御部で動作させ、前記セルと前記電力系統との間で充放電を行うレドックスフロー電池の運転方法であって、
前記電力系統の停電時、前記充放電制御部は、前記セル内に残存する前記電解液の電力で前記電力変換器を再起動し、前記電力変換器を介して前記電力を前記循環ポンプに供給させて前記セル内への前記電解液の循環を再開することで、前記セルから前記電力系統への放電を行なう。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】レドックスフロー電池の動作原理を説明する図である。

【図2】レドックスフロー電池の概略構成図である。

【図3】セルスタックの概略構成図である。

【図4】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムの概略図である。

【図5】実施形態２に係るレドックスフロー電池システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［本開示が解決しようとする課題］
レドックスフロー電池システムは、瞬低対策などに用いられるにも関わらず、電力系統の停電時に自力で電力系統に放電できない。レドックスフロー電池システムでは、セル内に電解液を循環させる循環ポンプが停止すると、継続的に充放電できないからである。その対策として、特許文献１では、電力系統の停電時に循環ポンプを駆動する無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ：ＵＰＳ）が設けられている。しかし、循環ポンプを動作させる電力をまかなうためのＵＰＳはレドックスフロー電池の電池容量に応じて大型化するため、設置スペースを多く必要とするという問題や、設置コストがかかるという問題がある。

【0008】

そこで、本開示は、電力系統の停電時に自力で電力系統に放電できるレドックスフロー電池システムを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、電力系統の停電時に自力でレドックスフロー電池システムを再起動できるレドックスフロー電池システムの運転方法を提供することを目的の一つとする。

【0009】

［本開示の効果］
本開示のレドックスフロー電池システムによれば、電力系統の停電時に自力で循環ポンプを動作させることができる。

【0010】

本開示のレドックスフロー電池システムの運転方法によれば、電力系統の停電時に自力でレドックスフロー電池システムを再起動することができる。

【0011】

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。

【0012】

＜１＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムは、
電力系統との間で充放電を行うセルと、
前記セルに供給される電解液を貯留するタンクと、
前記セルと前記タンクとの間で前記電解液を循環させる循環ポンプと、
前記セルと前記電力系統との間に配置される電力変換器と、
前記電力変換器の動作を制御することで前記セルの充放電を制御する充放電制御部と、
を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記充放電制御部は、前記電力系統の停電を検知したとき、前記セル内に残存する前記電解液の電力を前記循環ポンプに供給するように、前記電力変換器を制御する。

【0013】

上記構成によれば、電力系統の停電時に、セル内に残存する電解液の電力を利用して循環ポンプを動作させることができる。循環ポンプを動作させることができれば、タンク内に貯留される電解液の電力を取り出すことができ、その電力でさらに循環ポンプの動作を継続させることができる。その結果、タンク内の電解液の電力を電力系統に放電することができる。このように、実施形態に係るレドックスフロー電池システムは自力で電力系統に放電できる。

【0014】

電力系統の停電時に自力で放電できる実施形態のレドックスフロー電池システムは、ＵＰＳを必要としない。ＵＰＳを必要としないことで、例えば次のような効果を得ることができる。
［１］ＵＰＳの設置スペースを確保する必要がないため、レドックスフロー電池システムの設置場所の自由度が高い。
［２］ＵＰＳの設置スペースに利用していた空間により大型のタンクを設置するなどして、レドックスフロー電池システムの電池容量の向上を図ることができる。
［３］ＵＰＳの設置の手間、コストを削減することができる。

【0015】

＜２＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムの一形態として、
前記循環ポンプから前記セルに向う導管に設けられるバルブを備え、
前記充放電制御部は、前記電解液の循環を停止する際、前記バルブを閉鎖して前記セル内に前記電解液を残存させる形態を挙げることができる。

【0016】

レドックスフロー電池システムでは、その運用時に循環ポンプを停止して、セルへの電解液の循環を停止することがある。その際、循環ポンプからセルに向う導管のバルブを閉鎖しておくことで、セル内に電解液が残存するようにしておく。そうすることで、循環ポンプが停止中に電力系統の停電が起こっても、セル内に電解液が残存しているため、実施形態に係るレドックスフロー電池システムは自力で電力系統に放電できる。

【0017】

＜３＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムの一形態として、
前記タンクは、その内部に貯留される前記電解液の液面が前記セルの上端よりも高くなる位置に配置される形態を挙げることができる。

【0018】

上記構成によっても、循環ポンプが停止中に電力系統に停電が起こっても、セル内に電解液が残存しているため、実施形態に係るレドックスフロー電池システムは自力で電力系統に放電できる。タンク内の電解液の液面がセルの上端よりも高い位置に配置されているため、循環ポンプを停止しても重力でセル内に電解液が残存した状態になるからである。

【0019】

＜４＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法は、
セルに循環ポンプで電解液を循環させると共に、前記セルと電力系統との間に介在される電力変換器を充放電制御部で動作させ、前記セルと前記電力系統との間で充放電を行うレドックスフロー電池の運転方法であって、
前記電力系統の停電時、前記充放電制御部は、前記セル内に残存する前記電解液の電力で前記電力変換器を再起動し、前記電力変換器を介して前記電力を前記循環ポンプに供給させて前記セル内への前記電解液の循環を再開することで、前記セルから前記電力系統への放電を行なう。

【0020】

上記レドックスフロー電池システムの運転方法によれば、レドックスフロー電池システムが自力で電力系統に放電できる。それは、電力系統の停電時に、セル内に残存する電解液の電力を利用して循環ポンプを動作させられるからである。循環ポンプを動作させることができれば、タンク内に貯留される電解液の電力を取り出すことができ、その電力でさらに循環ポンプの動作を継続させることができる。

【0021】

＜５＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の一形態として、
前記電力系統の非停電時は、前記セル内の前記電解液の電力が、前記循環ポンプによる前記電解液の循環を再開するために必要となる電力を下回らないように前記セルの充放電を行う形態を挙げることができる。

【0022】

電力系統の非停電時、セル内に残存する電解液の電力が循環ポンプの再起動に必要な電力を下回らないようにセルの充放電を行なうことで、電力系統の停電時に確実に循環ポンプを動作させることができる。

【0023】

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本開示のレドックスフロー電池システムとその運転方法の実施形態を説明する。なお、本願発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。

【0024】

＜実施形態１＞
実施形態に係るレドックスフロー電池システムの説明に先立ち、レドックスフロー電池（以下、ＲＦ電池）の基本構成を図１〜図３に基づいて説明する。

【0025】

≪ＲＦ電池≫
ＲＦ電池１は、電解液循環型の蓄電池の一つであって、太陽光発電や風力発電といった新エネルギーの蓄電などに利用されている。このＲＦ電池１の動作原理を図１に基づいて説明する。ＲＦ電池１は、正極用電解液に含まれる活物質イオンの酸化還元電位と、負極用電解液に含まれる活物質イオンの酸化還元電位との差を利用して充放電を行う電池である。ＲＦ電池１は、電力変換器３０を介して、電力系統９の変電設備９０に繋がっており、電力系統９との間で充放電を行なう。本例の電力系統９は交流送電を行う電力系統であって、電力変換器３０は交流／直流変換器である。電力系統は直流送電を行う電力系統であっても良く、その場合、電力変換器は直流／直流変換器である。一方、ＲＦ電池１は、水素イオンを透過させる隔膜１０１で正極セル１０２と負極セル１０３とに分離されたセル１００を備える。

【0026】

正極セル１０２には正極電極１０４が内蔵され、かつ正極用電解液を貯留する正極電解液用タンク１０６が導管１０８，１１０を介して接続されている。導管１０８には循環ポンプ１１２が設けられており、これら部材１０６，１０８，１１０，１１２によって正極用電解液を循環させる正極用循環機構１００Ｐが構成されている。同様に、負極セル１０３には負極電極１０５が内蔵され、かつ負極用電解液を貯留する負極電解液用タンク１０７が導管１０９，１１１を介して接続されている。導管１０９には循環ポンプ１１３が設けられており、これらの部材１０７，１０９，１１１，１１３によって負極用電解液を循環させる負極用循環機構１００Ｎが構成されている。各タンク１０６，１０７に貯留される電解液は、充放電の際に循環ポンプ１１２，１１３によりセル１０２，１０３内に循環される。充放電を行なわない場合、循環ポンプ１１２，１１３は停止され、電解液は循環されない。

【0027】

［セルスタック］
上記セル１００は通常、図２、図３に示すような、セルスタック２００と呼ばれる構造体の内部に形成される。セルスタック２００は、サブスタック２００ｓ（図３）と呼ばれる積層構造物をその両側から二枚のエンドプレート２１０，２２０で挟み込み、締付機構２３０で締め付けることで構成されている（図３に例示する構成では、複数のサブスタック２００ｓを用いている）。

【0028】

サブスタック２００ｓ（図３）は、セルフレーム２、正極電極１０４、隔膜１０１、および負極電極１０５を繰り返し積層し、その積層体を給排板１９０，１９０（図３の下図参照、図２では省略）で挟み込んだ構成を備える。

【0029】

セルフレーム２は、貫通窓を有する枠体２２と、貫通窓を塞ぐ双極板２１と、を有している。つまり、枠体２２は、双極板２１をその外周側から支持している。このようなセルフレーム２は、例えば、双極板２１の外周部に枠体２２を一体に成形することで作製することができる。また、貫通窓の外周縁部を薄肉に形成した枠体２２と、枠体２２とは別に作製した双極板２１とを用意し、枠体２２の薄肉部に双極板２１の外周部を嵌めこむことで、セルフレーム２を作製することもできる。このセルフレーム２の双極板２１の一面側には正極電極１０４が接触するように配置され、双極板２１の他面側には負極電極１０５が接触するように配置される。この構成では、隣接する各セルフレーム２に嵌め込まれた双極板２１の間に一つのセル１００が形成されることになる。

【0030】

図３に示す給排板１９０，１９０を介したセル１００への電解液の流通は、セルフレーム２に形成される給液用マニホールド１２３，１２４と、排液用マニホールド１２５，１２６により行われる。正極用電解液は、給液用マニホールド１２３からセルフレーム２の一面側（紙面表側）に形成される入口スリット（実線で示す湾曲路を参照）を介して正極電極１０４に供給され、セルフレーム２の上部に形成される出口スリット（実線で示す湾曲路を参照）を介して排液用マニホールド１２５に排出される。同様に、負極用電解液は、給液用マニホールド１２４からセルフレーム２の他面側（紙面裏側）に形成される入口スリット（破線で示す湾曲路を参照）を介して負極電極１０５に供給され、セルフレーム２の上部に形成される出口スリット（破線で示す湾曲路を参照）を介して排液用マニホールド１２６に排出される。各セルフレーム２間には、Ｏリングや平パッキンなどの環状シール部材１２７が配置され、サブスタック２００ｓからの電解液の漏れが抑制されている。

【0031】

≪ＲＦ電池システム≫
以上説明したＲＦ電池１の基本構成を踏まえて、実施形態に係るＲＦ電池システムαを図４に基づいて説明する。図４では、セル１００の構成を簡略化して示しているが、図３と同様の構成を備えると考えて良い。また、図４ではセル１００の電解液８を模式的に図示しているが、セル１００内では、正極電解液８Ｐ（正極電解液用タンク１０６内参照）と、負極電解液８Ｎ（負極電解液用タンク１０７内参照）とが混ざり合うことは無い。

【0032】

本例のＲＦ電池システムαは、ＲＦ電池１と、電力変換器３０の動作を制御することでセル１００の充放電を制御する充放電制御部３と、を備える。本例の充放電制御部３は、電力変換器３０に繋がっている。充放電制御部３は、常時、セル１００から電力を供給されるように構成しても良いし、電力系統９の非停電時は電力系統９から電力を供給され、電力系統９の停電時はセル１００から電力を供給されるように構成しても良い。ＲＦ電池１のセル１００は、図１を用いて説明したように、電力系統９との間で充放電を行う。また、ＲＦ電池１のタンク１０６（１０７）は、セル１００に供給される電解液８Ｐ（８Ｎ）を貯留する。ＲＦ電池１の循環ポンプ１１２（１１３）は、導管１０８，１１０（１０９，１１１）を介してセル１００とタンク１０６（１０７）との間で、電解液８Ｐ（８Ｎ）を循環させる。

【0033】

本例のＲＦ電池システムαはさらに、循環ポンプ１１２（１１３）に電力を供給するポンプ配線４と、導管１０８（１０９）に設けられるバルブ５Ａ（５Ｂ）と、バルブ５Ａ，５Ｂに電力を供給するバルブ配線５と、を備える。ここで、本例の循環ポンプ１１２，１１３やバルブ５Ａ，５Ｂは、交流で動作するものを利用している。電力系統９が直流送電系統であれば、循環ポンプ１１２，１１３やバルブ５Ａ，５Ｂは直流で動作するものを利用する。

【0034】

［ポンプ配線］
循環ポンプ１１２，１１３に電力を供給するポンプ配線４は、電力変換器３０から循環ポンプ１１２，１１３に延びている。図示する例とは異なり、ポンプ配線４は、電力変換器３０と電力系統９との間から分岐して循環ポンプ１１２，１１３に延びていても良い。このような構成とすることで、電力系統９の非停電時には、電力系統９からの電力で循環ポンプ１１２，１１３を動作できるし、電力系統９の停電時には、セル１００内に残留する電解液８の電力を利用して循環ポンプ１１２，１１３を動作できる。循環ポンプ１１２，１１３に供給される電力量は、充放電制御部３によって制御される。本例の循環ポンプ１１２，１１３の動作信号は、細線矢印で示すように、充放電制御部３から発せられる。動作信号は、循環ポンプ１１２，１１３のＯＮ／ＯＦＦを切り替える信号である。

【0035】

［バルブ］
バルブ５Ａは、導管１０８の途中に設けられて、正極電解液用タンク１０６からセル１００への正極電解液８Ｐの供給量を調整する。同様に、バルブ５Ｂは、導管１０９の途中に設けられて、負極電解液用タンク１０７からセル１００への負極電解液８Ｎの供給量を調整する。バルブ５Ａ，５Ｂとしては、モーターで駆動する電動バルブや、ソレノイドで駆動する電磁バルブを利用することができる。

【0036】

［バルブ配線］
バルブ５Ａ，５Ｂに電力を供給するバルブ配線５は、電力変換器３０からバルブ５Ａ，５Ｂに延びている。図示する例とは異なり、バルブ配線５は、電力変換器３０と電力系統９との間から分岐してバルブ５Ａ，５Ｂに延びていても良い。このような構成とすることで、電力系統９の非停電時には、電力系統９からの電力でバルブ５Ａ，５Ｂを動作できるし、電力系統９の停電時には、セル１００内に残留する電解液８の電力を利用してバルブ５Ａ，５Ｂを動作できる。本例のバルブ５Ａ，５Ｂの動作信号は、細線矢印で示すように、充放電制御部３から発せられる。動作信号は、バルブ５Ａ，５ＢのＯＮ／ＯＦＦを切り替える信号である。

【0037】

≪ＲＦ電池システムの運転方法≫
上記構成を備えるＲＦ電池システムαは、以下のように運転される。

【0038】

［通常運転時］
ＲＦ電池システムαの通常運転時（非停電時）、ＲＦ電池システムαの充放電制御部３は、図示しないモニタセルでセル１００内の電解液８の電圧を監視するなどして、セル１００内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力が、循環ポンプ１１２，１１３による電解液８Ｐ，８Ｎの循環を再開するために必要となる電力を下回らないようにセル１００の充放電を制御する。

【0039】

また、ＲＦ電池システムαの通常運転時、循環ポンプ１１２，１１３を停止して、セル１００への電解液８Ｐ，８Ｎの循環を停止することがある。循環ポンプ１１２，１１３を停止する状況としては、例えば、ＲＦ電池１が十分に充電された場合などを挙げることができる。本例では、電解液８Ｐ，８Ｎの循環を停止する際、ＲＦ電池システムαの充放電制御部３は、バルブ５Ａ，５Ｂを閉鎖してセル１００内に電解液８を残存させる。

【0040】

［電力系統の停電時］
電力系統９の停電時、ＲＦ電池システムαの充放電制御部３は、セル１００内に残存する電解液８の電力を利用して、循環ポンプ１１２，１１３を動作させ、タンク１０６，１０７内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力を電力系統９に放電する。

【0041】

具体的には、充放電制御部３は、電力系統９の電圧の変化に基づいて電力系統９の停電を検知する。電力系統９の停電を検知すると、充放電制御部３は、バルブ５Ａ，５Ｂが開放されている場合はバルブ５Ａ，５Ｂを閉鎖してセル１００内に電解液８を残存させてから、停電時専用のモードで再起動する。充放電制御部３の再起動の電力は、セル１００内に残存する電解液８の電力で行なわれる。

【0042】

停電時専用のモードで起動した充放電制御部３は、循環ポンプ１１２，１１３を動作させるのに最適な周波数の交流電力を生成し、循環ポンプ１１２，１１３を動作させると共に、バルブ５Ａ，５Ｂを開放する。循環ポンプ１１２，１１３が一旦動いてしまえば、タンク１０６，１０７内の電解液８Ｐ，８Ｎがセル１００に送り込まれ、電解液８Ｐ，８Ｎの電力も取り出せるので、循環ポンプ１１２，１１３およびバルブ５Ａ，５Ｂの動作を継続できる。その結果、タンク１０６，１０７内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力を電力系統９に放電することができる。

【0043】

≪効果≫
上述したように、本例のＲＦ電池システムαとその運転方法によれば、電力系統９の停電時に自力で放電できるため、ＲＦ電池システムαにＵＰＳを必要としない。ＵＰＳを必要としないことで、次のような効果を得ることができる。
［１］ＵＰＳの設置スペースを確保する必要がないため、ＲＦ電池システムαの設置場所の自由度が高い。
［２］ＵＰＳの設置スペースに利用していた空間により大型のタンク１０６，１０７を設置するなどして、ＲＦ電池システムαの電池容量の向上を図ることができる。
［３］ＵＰＳの設置の手間、コストを削減することができる。

【0044】

＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１とは、セル１００内に電解液８を残存させる構成が異なるＲＦ電池システムβを図５に基づいて説明する。実施形態１と同様の構成については図４と同様の符号を付して、その説明を省略する。

【0045】

≪概略構成≫
図５に示す実施形態２の構成では、タンク１０６，１０７の電解液８Ｐ，８Ｎの液面が、セル１００の上端よりも高くなるようにタンク１０６，１０７を配置している。ここで、セル１００の上端とは、図２，３に示す電極１０４，１０５が配置される空間の上端である。上記構成とすることで、循環ポンプ１１２，１１３の動作・停止に関わらず、セル１００内に電解液８が残存した状態にできる。

【0046】

≪ＲＦ電池システムの運転方法≫
［通常運転時］
ＲＦ電池システムβの通常運転時も、ＲＦ電池システムβの充放電制御部３は、図示しないモニタセルでセル１００内の電解液８の電圧を監視するなどして、セル１００内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力が、循環ポンプ１１２，１１３による電解液８Ｐ，８Ｎの循環を再開するために必要となる電力を下回らないようにセル１００の充放電を制御する。

【0047】

また、ＲＦ電池システムβの通常運転時、循環ポンプ１１２，１１３を停止して、セル１００への電解液８Ｐ，８Ｎの循環を停止する場合、循環ポンプ１１２，１１３を停止するだけでセル１００内に電解液８を残存させることができる。それは、上述したように、タンク１０６，１０７の電解液８Ｐ，８Ｎの液面が、セル１００の上端よりも高い位置にあるためである。

【0048】

［電力系統の停電時］
電力系統９の停電時、ＲＦ電池システムβの充放電制御部３は、実施形態１の構成と同様に、セル１００内に残存する電解液８の電力を利用して、循環ポンプ１１２，１１３を動作させ、タンク１０６，１０７内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力を電力系統９に放電する。

【0049】

具体的には、充放電制御部３は、電力系統９の電圧の低下から電力系統９の停電を検知する。電力系統９の停電を検知すると、充放電制御部３は、停電時専用のモードで再起動する。充放電制御部３の再起動の電力は、セル１００内に残存する電解液８の電力で行なわれる。停電時専用のモードで起動した充放電制御部３は、循環ポンプ１１２，１１３を動作させるのに最適な周波数の交流電力を生成し、循環ポンプ１１２，１１３を動作させる。循環ポンプ１１２，１１３が動けば、電解液８Ｐ，８Ｎの電力も取り出せるので、循環ポンプ１１２，１１３の動作を継続できる。その結果、タンク１０６，１０７内の電解液８Ｐ，８Ｎの電力を電力系統９に放電することができる。

【0050】

≪効果≫
本例の構成によっても、ＵＰＳを必要としないため、実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、本例の構成は、実施形態１のバルブ５Ａ，５Ｂ（図４参照）とその制御が不要なシンプルな構成であるため、構築が容易で、メンテナンス性に優れる。

【0051】

＜用途＞
実施形態のＲＦ電池システムα，βは、太陽光発電、風力発電などの新エネルギーの発電に対して、発電出力の変動の安定化、発電電力の余剰時の蓄電、負荷平準化などを目的とした蓄電池システムとして利用できる。また、本実施形態のＲＦ電池システムα，βは、一般的な発電所に併設されて、瞬低・停電対策や負荷平準化を目的とした大容量の蓄電池システムとしても利用することができる。

【符号の説明】

【0052】

α，β レドックスフロー電池システム（ＲＦ電池システム）
１ レドックスフロー電池（ＲＦ電池）
２ セルフレーム
２１ 双極板 ２２ 枠体
１２３，１２４ 給液用マニホールド １２５，１２６ 排液用マニホールド
１２７ 環状シール部材
３ 充放電制御部 ３０ 電力変換器（交流／直流変換器）
４ ポンプ配線
５ バルブ配線 ５Ａ，５Ｂ バルブ
８，８Ｐ，８Ｎ 電解液
９ 電力系統 ９０ 変電設備
１００ セル １０１ 隔膜 １０２ 正極セル １０３ 負極セル
１００Ｐ 正極用循環機構 １００Ｎ 負極用循環機構
１０４ 正極電極 １０５ 負極電極 １０６ 正極電解液用タンク
１０７ 負極電解液用タンク １０８，１０９，１１０，１１１ 導管
１１２，１１３ 循環ポンプ
２００ セルスタック
１９０ 給排板 ２００ｓ サブスタック
２１０，２２０ エンドプレート
２３０ 締付機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】