(57)【要約】【課題】セルの大型化を抑制しつつ、電力系統の停電時にセルから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。【解決手段】第一電力系統との間で充放電を行う第一セルと、前記第一セルに電解液を循環させる第一循環ポンプと、前記第一セルと前記第一電力系統との間に配置される第一電力変換器と、前記第一電力変換器を制御して、前記第一セルの充放電を制御する第一充放電制御部と、を備えるレドックスフロー電池システムである。レドックスフロー電池システムは、前記第一電力系統とは独立した第二電力系統と、前記第二電力系統の電力を変換する第二電力変換器と、を備え、前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第二電力変換器を制御して、前記第二電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電力系統との間で充放電を行う第一セルと、
前記第一セルに電解液を循環させる第一循環ポンプと、
前記第一セルと前記第一電力系統との間に配置される第一電力変換器と、
前記第一電力変換器を制御して、前記第一セルの充放電を制御する第一充放電制御部と、を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記第一電力系統とは独立した第二電力系統と、
前記第二電力系統の電力を変換する第二電力変換器と、を備え、
前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第二電力変換器を制御して前記第二電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給するレドックスフロー電池システム。
【請求項２】
前記第一充放電制御部は、前記第二電力系統の停電を検知したとき、前記第一電力変換器を制御して、前記第一電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給する請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項３】
前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の非停電時は前記第一電力変換器からの電力で動作する請求項１または請求項２に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項４】
前記第二電力変換器を介して前記第二電力系統との間で充放電を行う第二セルと、
前記第二セルに電解液を循環させる第二循環ポンプと、
前記第二電力変換器を制御して、前記第二セルの充放電を制御する第二充放電制御部と、を備え、
前記第二充放電制御部は、前記第二電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第一電力変換器を制御して前記第一電力系統から前記第二循環ポンプに電力を供給する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項５】
前記第二充放電制御部は、前記第一電力系統の停電を検知したとき、前記第二電力変換器を制御して、前記第二電力系統から前記第二循環ポンプに電力を供給する請求項４に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項６】
前記第二充放電制御部は、前記第二電力系統の非停電時は前記第二電力変換器を介した前記第二電力系統からの電力で動作する請求項４または請求項５に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項７】
第一電力系統に接続される第一セルに第一循環ポンプで電解液を循環させ、前記第一セルと前記第一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、
前記第一循環ポンプは、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第一電力系統とは独立した第二電力系統からの電力供給で動作させる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。
【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交流／直流変換器（電力変換器）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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、循環ポンプを動作させる電力は、セルから電力変換器を介して供給されていた。そのため、セルの放電出力と放電容量は、循環ポンプを動作させる分を含めて決定されており、セルが大型化し易いという問題があった。
【０００５】
また、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。電力系統が停電すると循環ポンプが一旦停止するため、運転開始時に大きな電力を必要とする循環ポンプを再始動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などを動作させるシステム起動用の無停電電源装置（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システム起動用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。
【０００６】
そこで、本開示は、セルの大型化を抑制しつつ、電力系統の停電時にセルから電力系統に放電できる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向を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のレドックスフロー電池システムは、
第一電力系統との間で充放電を行う第一セルと、
前記第一セルに電解液を循環させる第一循環ポンプと、
前記第一セルと前記第一電力系統との間に配置される第一電力変換器と、
前記第一電力変換器を制御して、前記第一セルの充放電を制御する第一充放電制御部と、を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記第一電力系統とは独立した第二電力系統と、
前記第二電力系統の電力を変換する第二電力変換器と、を備え、
前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第二電力変換器を制御して前記第二電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給する。
【０００８】
本開示のレドックスフロー電池システムの運転方法は、
第一電力系統に接続される第一セルに第一循環ポンプで電解液を循環させ、前記第一セルと前記第一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、
前記第一循環ポンプは、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第一電力系統とは独立した第二電力系統からの電力供給で動作させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の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よれば、第一電力系統の停電時に第一セルから第一電力系統に放電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】
【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、
第一電力系統との間で充放電を行う第一セルと、
前記第一セルに電解液を循環させる第一循環ポンプと、
前記第一セルと前記第一電力系統との間に配置される第一電力変換器と、
前記第一電力変換器を制御して、前記第一セルの充放電を制御する第一充放電制御部と、を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記第一電力系統とは独立した第二電力系統と、
前記第二電力系統の電力を変換する第二電力変換器と、を備え、
前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第二電力変換器を制御して前記第二電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給する。
【００１３】
上記構成によれば、第一セルの大型化を抑制できる。第一循環ポンプを動作させる電力を第二電力系統から得るため、第一セルの放電容量の決定に、第一循環ポンプを動作させるための電力を加味する必要がないからである。
【００１４】
また、上記構成によれば、第一電力系統の停電時にも第一循環ポンプを動作させることができる。第一循環ポンプは、第一電力系統とは独立した第二電力系統から電力の供給を受けているからである。第一電力系統とは独立した第二電力系統とは、第一電力系統が停電したときにその停電の影響が及ばない電力系統のことである。つまり、第一電力系統と第二電力系統とが独立していれば、第一電力系統が停電しても、その停電の影響は第二電力系統に及ばないし、第二電力系統が停電しても、その停電の影響は第一電力系統には及ばない。このように、第一電力系統とは独立した第二電力系統から第一循環ポンプに電力を供給させることで、第一電力系統が停電しても、第一セルから第一電力系統に放電することができる。第一電力系統の停電時にも放電を行なうことができる実施形態のレドックスフロー電池システムは、システム起動用ＵＰＳを必要としない。システム起動用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］システム起動用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］システム起動用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］システム起動用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、
前記第一充放電制御部は、前記第二電力系統の停電を検知したとき、前記第一電力変換器を制御して、前記第一電力系統から前記第一循環ポンプに電力を供給する形態を挙げることができる。
【００１６】
上記＜１＞に記載のように、第一電力系統と第二電力系統が健全（非停電状態）であれば、第一循環ポンプは第二電力系統からの電力で動作するが、第一循環ポンプに電力を供給する第二電力系統が停電すると、第一セルの充放電を行なうことができなくなる。これに対して、上記構成によれば、第二電力系統が停電しても、第一セルの充放電を継続することができる。
【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、
前記第一充放電制御部は、前記第一電力系統の非停電時は前記第一電力変換器からの電力で動作する形態を挙げることができる。
【００１８】
上記構成によれば、第一電力変換器の近傍に第一充放電制御部を配置でき、両者を繋ぎ易い。第一電力系統が停電した場合、第一充放電制御部は、第一セルからの電力で動作させても良いし、第二電力系統からの電力で動作させても良い。後者の場合、第二電力系統から第一充放電制御部に配線を繋いでおくと良い。
【００１９】
＜４＞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、
前記第二電力変換器を介して前記第二電力系統との間で充放電を行う第二セルと、
前記第二セルに電解液を循環させる第二循環ポンプと、
前記第二電力変換器を制御して、前記第二セルの充放電を制御する第二充放電制御部と、を備え、
前記第二充放電制御部は、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第一電力変換器を制御して前記第一電力系統から前記第二循環ポンプに電力を供給する形態を挙げることができる。
【００２０】
上記構成は、第一電力系統と第二電力系統とで互いに第一循環ポンプと第二循環ポンプに電力を供給し合う構成である。上記構成によれば、いずれかの電力系統が停電しても、その停電した電力系統に繋がるセルが放電を行うことで、各電力系統に繋がる負荷への影響を低減することができる。例えば、第一電力系統が停電しても、第一循環ポンプは第二電力系統の電力で動作するため、第一セルは第一電力系統に放電を行なえる。逆に、第二電力系統が停電しても、第二循環ポンプは第一電力系統の電力で動作するため、第二セルは第二電力系統に放電を行なえる。
【００２１】
＜５＞第二循環ポンプと第二充放電制御部を備える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、
前記第二充放電制御部は、前記第一電力系統の停電を検知したとき、前記第二電力変換器を制御して、前記第二電力系統から前記第二循環ポンプに電力を供給する形態を挙げることができる。
【００２２】
第一電力系統と第二電力系統が健全（非停電状態）であれば、第二循環ポンプは第一電力系統からの電力で動作するが、第二循環ポンプに電力を供給する第一電力系統が停電すると、第二セルの充放電を行なうことができなくなる。これに対して、上記構成によれば、第一電力系統が停電しても、第二セルの充放電を継続することができる。
【００２３】
＜６＞第二循環ポンプと第二充放電制御部を備える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、
前記第二充放電制御部は、前記第二電力系統の非停電時は前記第二電力変換器を介した前記第二電力系統からの電力で動作する形態を挙げることができる。
【００２４】
上記構成によれば、第二電力変換器の近傍に第二充放電制御部を配置でき、両者を繋ぎ易い。第二電力系統が停電した場合、第二充放電制御部は、第二セルからの電力で動作させても良いし、第一電力系統からの電力で動作させても良い。後者の場合、第一電力系統から第二充放電制御部に配線を繋いでおくと良い。
【００２５】
＜７＞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、
第一電力系統に接続される第一セルに第一循環ポンプで電解液を循環させ、前記第一セルと前記第一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、
前記第一循環ポンプは、前記第一電力系統の停電・非停電に関わらず、前記第一電力系統とは独立した第二電力系統からの電力供給で動作させる。
【００２６】
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、第一電力系統の停電時にもレドックスフロー電池システムが自力で第一電力系統に放電できる。それは、第一循環ポンプを、第一電力系統とは独立した第二電力系統からの電力で動作させるからである。
【００２７】
［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、特許請求の範囲によって示され、特許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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
≪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９１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９１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。
【００３０】
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。
【００３１】
［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）。
【００３２】
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を複数積層し、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。
【００３３】
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の外周部に一体に枠体２２を成形することで作製することができる。また、貫通孔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。
【００３４】
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。
【００３５】
≪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（第一セル）１００Ａ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の太線矢印は電力の供給方向を、細線矢印は制御信号の伝送方向を示す。
【００３６】
本例の第一電力系統９Ａは、太陽光や風力などの自然エネルギーを用いた発電部からの電力を送電する電力系統であり、第二電力系統９Ｂは、火力や石炭、原子力などの旧来のエネルギーを用いた発電部からの電力を送電する電力系統である。もちろん、第一電力系統９Ａが旧来のエネルギーの電力系統で、第二電力系統９Ｂが自然エネルギーの電力系統でも良いし、両電力系統９Ａ，９Ｂが共に旧来のエネルギーの電力系統または自然エネルギーの電力系統であっても良い。
【００３７】
本例のＲＦ電池システムαは、第一セル１００Ａを備えるＲＦ電池１と、第一セル１００Ａの充放電を制御する第一充放電制御部３Ａと、を備える。第一セル１００Ａは、図１を用いて説明したように、第一電力系統９Ａ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１００Ａに供給される電解液を貯留する。ＲＦ電池１の第一循環ポンプ１１２Ａ（１１３Ａ）は、導管１０８，１１０（１０９，１１１）を介してセル１００Ａとタンク１０６（１０７）との間で電解液を循環させる。
【００３８】
第一充放電制御部３Ａは、第一電力変換器９１Ａを介して第一セル１００Ａから電力を供給されるように構成しても良いし、第一電力系統９Ａから電力を供給されるように構成しても良い。本例では、第一充放電制御部３Ａは、電力線４Ａで第一電力変換器９１Ａに繋がっており、第一電力系統９Ａの非停電時は第一電力系統９Ａから電力供給を受ける。この第一充放電制御部３Ａは、第一電力変換器９１Ａの動作を制御すると共に、第二電力変換器９１Ｂを制御して第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａの動作も制御する。この第一充放電制御部３Ａによって第一セル１００Ａの充放電が制御される。ここで、電力変換器９１Ａ（９１Ｂ）は、電力系統９Ａ（９Ｂ）の変電設備９０Ａ（９０Ｂ）と繋がっている。
【００３９】
第一充放電制御部３Ａは、デスクトップＰＣを起動して１０分前後動かすことができる程度の小型の再起動用ＵＰＳを備える。再起動用ＵＰＳは、第一電力系統９Ａから第一充放電制御部３Ａへの供給電力が絶たれたときに、第一充放電制御部３Ａを再起動する際に使用される。
【００４０】
本例とは異なり、第一充放電制御部３Ａは、第二電力系統９Ｂから電力を供給されるように構成することもできる。この場合、第一電力系統９Ａが停電しても、第二電力系統９Ｂが非停電状態なら、第二電力系統９Ｂからの電力で第一セル１００Ａを動作させ、第一セル１００Ａから第一電力系統９Ａに放電を行なうことができる。
【００４１】
本例のＲＦ電池システムαでは、第二電力変換器９１Ｂから電力線５Ｂを介して第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａに電力が供給される構成となっている。電力線５Ｂの途中には、第一電力変換器９１Ａから延びる電力線５Ａが切り替え器６Ａを介して繋がっている。第二電力系統９Ｂの非停電時は、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａは電力線５Ｂを介して第二電力系統９Ｂから電力の供給を受ける。第二電力系統９Ｂの停電時は、切り替え器６Ａによって第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａへの電力供給路を電力線５Ａに切り替えることで、第一電力系統９Ａから第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａに電力を供給できる。ここで、本例の第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ｂは、交流で動作するものを利用している。電力系統９Ａ，９Ｂが直流送電系統であれば、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａは直流で動作するものを利用する。
【００４２】
≪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。
【００４３】
［通常運転時］
ＲＦ電池システムαの通常運転時（第一電力系統９Ａの非停電時）も異常時（第一電力系統９Ａの停電時）も、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａは、第二電力系統９Ｂからの電力で動作させる。第一充放電制御部３Ａは、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａと共に第一電力変換器９１Ａの制御も行なっており、そうすることで、第一セル１００Ａの充放電を制御している。
【００４４】
［第一電力系統の停電時］
第一電力系統９Ａの停電時、第一充放電制御部３Ａは、再起動用ＵＰＳからの電力で再起動される。第一電力系統９Ａの停電は、第一電力系統９Ａの電圧の変化に基づいて第一充放電制御部３Ａが検知することができる。再起動した第一充放電制御部３Ａは、第一電力変換器９１Ａと第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａを制御して、第一セル１００Ａに貯められた電力を第一電力系統９Ａに放電させると共に、その電力の一部を自身に供給させる。第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａは第二電力系統９Ｂから電力供給されるので、第一充放電制御部３Ａが動作すれば、第一セル１００Ａから第一電力系統９Ａに放電を行なうことができる。その結果、停電の復旧までの時間を稼ぐことができ、第一電力系統９Ａに繋がる負荷への影響を低減できる。
【００４５】
ここで、第二電力系統９Ｂから第一充放電制御部３Ａに配線を繋ぐなどして、再起動された第一充放電制御部３Ａが、第二電力系統９Ｂから電力供給されるようにしてもかまわない。
【００４６】
［第二電力系統の停電時］
第二電力系統９Ｂの停電時、第一充放電制御部３Ａは、切り替え器６Ａを制御して第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａへの電力供給路を切り替える。具体的には、第一電力系統９Ａから第一電力変換器９１Ａ、電力線５Ａ、切り替え器６Ａ、電力線５Ｂを経て第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａに至る電力供給路を形成し、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａを動作させる。このような構成とすることで、第二電力系統９Ｂが停電しても、第一セル１００Ａの充放電を継続することができる。
【００４７】
≪効果≫
上述したように、本例のＲＦ電池システムαとその運転方法では、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａを動作させる電力を第二電力系統９Ｂから得ている。そのため、第一セル１００Ａは、第一循環ポンプ１１２Ａ，１１３Ａを動作させる電力を負担しなくて良いため、従来よりも小型化することができる。
【００４８】
本例のＲＦ電池システムαとその運転方法によれば、第一電力系統９Ａの停電時に自力で放電できるため、ＲＦ電池システムαにシステム起動用ＵＰＳを必要としない。システム起動用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］システム起動用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］システム起動用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］システム起動用ＵＰＳの設置の手間、コストを削減することができる。
【００４９】
＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１の構成に加えて、第二電力系統９Ｂに繋がる第二セル１００Ｂと第二循環ポンプ１１２Ｂと第二充放電制御部３Ｂを設け、第一電力系統９Ａと第二電力系統９Ｂとで互いに電力を供給し合う構成を図５に基づいて説明する。図５では、一つのセル１００Ａ（１００Ｂ）に対して一つの循環ポンプ１１２Ａ（１１２Ｂ）のみを図示しているが、実際には一つのセルに対して正極用と負極用の二つの循環ポンプがある。本例では、実施形態１との相違点を中心に説明を行い、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。
【００５０】
≪概略構成≫
本例の第二セル１００Ｂは、第二電力変換器９１Ｂを介して、第二電力系統９Ｂとの間で充放電を行なう。第二電力変換器９１Ｂは、第二充放電制御部３Ｂによって制御される。第二充放電制御部３Ｂはさらに、第二循環ポンプ１１２Ｂの動作を制御しており、その結果、第二充放電制御部３Ｂによって第二セル１００Ｂの充放電が制御される。
【００５１】
第二充放電制御部３Ｂは、電力線７Ｂで第二電力変換器９１Ｂに繋がっており、第二電力系統９Ｂの非停電時は第二電力系統９Ｂから電力供給を受ける。第二充放電制御部３Ｂも再起動用ＵＰＳを備えており、第二電力系統９Ｂから第二充放電制御部３Ｂへの供給電力が絶たれたときに、第二充放電制御部３Ｂを再起動できるようになっている。
【００５２】
また、本例のＲＦ電池システムβでは、第一電力変換器９１Ａから電力線８Ａを介して第二循環ポンプ１１２Ｂに電力が供給される構成となっている。つまり、第二循環ポンプ１１２Ｂは、第二電力系統９Ｂの停電・非停電に関わらず、第一電力系統９Ａから電力供給を受ける。電力線８Ａの途中には、第二電力変換器９１Ｂから延びる電力線８Ｂが切り替え器６Ｂを介して繋がっている。第一電力系統９Ａおよび第二電力系統９Ｂの非停電時は、第二循環ポンプ１１２Ｂは電力線８Ａを介して第一電力系統９Ａから電力の供給を受ける。第一電力系統９Ａの停電時は、切り替え器６Ｂによって第二循環ポンプ１１２Ｂへの電力供給路を電力線８Ｂに切り替えることで、第二電力系統９Ｂから第二循環ポンプ１１２Ｂに電力を供給できる。
【００５３】
≪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（両電力系統９Ａ，９Ｂの非停電時）は、第一循環ポンプ１１２Ａは第二電力系統９Ｂからの電力で、第二循環ポンプ１１２Ｂは第一電力系統９Ａの電力で動作させる。第一循環ポンプ１１２Ａの制御は、第一充放電制御部３Ａが行ない、第二循環ポンプ１１２Ｂの制御は、第二充放電制御部３Ｂが行なう。
【００５４】
［第一電力系統の停電時］
第一電力系統９Ａの停電時は、再起動用ＵＰＳからの電力で第一充放電制御部３Ａが再起動し、第一セル１００Ａから第一電力系統９Ａに放電を行なう。また、通常時に電力線８Ａを介して第一電力系統９Ａから電力供給を受ける第二循環ポンプ１１２Ｂの動作を継続させるために、切り替え器６Ｂによって第二電力変換器９１Ｂから電力線８Ｂを介した電力供給路を形成する。このようにすることで、両電力系統９Ａ，９Ｂに繋がる負荷への影響を低減することができる。
【００５５】
［第二電力系統の停電時］
第二電力系統９Ｂの停電時は、再起動用ＵＰＳからの電力で第二充放電制御部３Ｂが再起動し、第二セル１００Ｂから第二電力系統９Ｂに放電を行なう。また、通常時に電力線５Ｂを介して第二電力系統９Ｂから電力供給を受ける第一循環ポンプ１１２Ａの動作を継続させるために、切り替え器６Ａによって第一電力変換器９１Ａから電力線５Ａを介した電力供給路を形成する。このようにすることで、両電力系統９Ａ，９Ｂに繋がる負荷への影響を低減することができる。
【００５６】
≪効果≫
上記構成によれば、いずれかの電力系統９Ａ（９Ｂ）が停電しても、その停電した電力系統に繋がるセル１００Ａ（１００Ｂ）が放電を行うことで、負荷への影響を低減することができる。
【００５７】
＜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】
【００５８】
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
３Ａ  第一充放電制御部  ３Ｂ  第二充放電制御部
４Ａ，５Ａ，５Ｂ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ  電力線
６Ａ，６Ｂ  切り替え器
９  電力系統  ９０  変電設備  ９１  電力変換器
９Ａ  第一電力系統  ９０Ａ  変電設備  ９１Ａ  第一電力変換器
９Ｂ  第二電力系統  ９０Ｂ  変電設備  ９１Ｂ  第二電力変換器
１００  セル  １００Ａ  第一セル  １００Ｂ  第二セル
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
１１２Ａ，１１３Ａ  第一循環ポンプ  １１２Ｂ  第二循環ポンプ
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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