(57)【要約】【課題】レドックスフロー電池の初期充電時における電源の故障を抑制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】並列接続された複数のレドックスフロー電池と、前記複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、を備えるレドックスフロー電池システム。【選択図】図４
2020021621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数のレドックスフロー電池と、
前記複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備えるレドックスフロー電池システム。
【請求項２】
前記分割充電機構は、
前記電力変換器から前記複数のレドックスフロー電池の各電池に繋がる複数の分岐配線の各々に設けられるスイッチと、
各スイッチの開閉を制御する開閉制御部と、
を備える請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項３】
電力変換器を介して電力系統から並列接続される複数のレドックスフロー電池に初期充電を行なうレドックスフロー電池の初期充電方法であって、
前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に初期充電を行う工程と、
前記複数のレドックスフロー電池のうち初期充電されていない他の電池に初期充電を行って、前記複数のレドックスフロー電池の全てに初期充電を行う工程と、
を備えるレドックスフロー電池の初期充電方法。
【請求項４】
前記複数のレドックスフロー電池の一つ一つに順次、充電を行なう請求項３に記載のレドックスフロー電池の初期充電方法。
【請求項５】
前記複数のレドックスフロー電池を、複数のグループに分け、
各グループに順次、充電を行なう請求項３に記載のレドックスフロー電池の初期充電方法。
【請求項６】
並列接続される複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備えるレドックスフロー電池の充電システム。
【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、レドックスフロー電池の初期充電方法、およびレドックスフロー電池の充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、セルとタンクと循環ポンプと交流／直流変換器とを備えるレドックスフロー電池が開示されている。セルは、電力系統との間で充放電を行なう。タンクは、セルに供給される電解液を貯留する。循環ポンプは、セルとタンクとの間で電解液を循環させる。交流／直流変換器（電力変換装置）は、セルと電力系統との間に配置される。
【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】
レドックスフロー電池システムでは、その設置後にレドックスフロー電池に電解液を注入する際、電気的に中性の電解液を注入する。例えば、正・負極の活物質としてバナジウムを用いたバナジウムレドックスフロー電池では、３．５価のバナジウム電解液を用いる。これは、負極電解液が還元性を持つため、電解液の輸送中や注入作業中に酸化されることによる性能低下を防止すると共に、設置工事中の感電事故を防止するためである。この場合、電解液の注入後に、中性の電解液を正極と負極の電解液に変化させるための初期充電が必要となる。
【０００５】
また、レドックスフロー電池システムのメンテナンスを行う場合、作業の安全性と電解液の酸化による性能低下を防止するため、正極電解液と負極電解液とを混合するなどして中性の電解液に戻すことがある。この場合も、メンテナンス終了後には、再度初期充電が必要となる。
【０００６】
ここで、初期充電の開始時には、正・負極の電解液が電気的に中性であるため、レドックスフロー電池の起電力が０Ｖである。つまり、初期充電に用いる交流／直流変換器などの電力変換器を、レドックスフロー電池の内部インピーダンスで短絡した状態となる。そのため、電力変換器に非常に大きな突入電流（ｉｎｒｕｓｈ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が流れる。この突入電流が大きすぎると電力変換器が故障する可能性がある。
【０００７】
そこで、本開示は、レドックスフロー電池の初期充電時における電源の故障を抑制できるレドックスフロー電池システム、レドックスフロー電池の充電システム、及びレドックスフロー電池の充電方法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】
【０００８】
本開示のレドックスフロー電池システムは、
並列接続された複数のレドックスフロー電池と、
前記複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備える。
【０００９】
本開示のレドックスフロー電池の初期充電方法は、
電力変換器を介して電力系統から並列接続される複数のレドックスフロー電池に初期充電を行なうレドックスフロー電池の初期充電方法であって、
前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に初期充電を行う工程と、
前記複数のレドックスフロー電池のうち初期充電されていない他の電池に初期充電を行って、前記複数のレドックスフロー電池の全てに初期充電を行う工程と、
を備える。
【００１０】
本開示のレドックスフロー電池の充電システムは、
並列接続される複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示のレドックスフロー電池システム、レドックスフロー電池の初期充電方法、およびレドックスフロー電池の充電システムによれば、レドックスフロー電池の初期充電時における電力変換器の故障を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１４】
＜１＞実施形態に係るレドックスフロー電池システムは、
並列接続された複数のレドックスフロー電池と、
前記複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備える。
【００１５】
上記構成に示すように、複数のレドックスフロー電池のうち、一部の電池にのみ充電を行う分割充電機構を備えることで、電力系統からレドックスフロー電池に電力を供給する電力変換器に過大な突入電流が流れることを抑制できる。例えば、三つのレドックスフロー電池が並列接続される構成において、そのうちの一つのレドックスフロー電池にのみ充電を行なえば、三つのレドックスフロー電池に同時に充電を行なう場合に比べて突入電流を１／３にできる。その結果、レドックスフロー電池の初期充電時における電力変換器の故障を抑制できる。
【００１６】
＜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、
前記分割充電機構は、
前記電力変換器から前記複数のレドックスフロー電池の各電池に繋がる複数の分岐配線の各々に設けられるスイッチと、
各スイッチの開閉を制御する開閉制御部と、
を備える形態を挙げることができる。
【００１７】
上記構成によれば、複数のうちの一部のレドックスフロー電池にのみ充電を行なうことが容易にできる。例えば、三つのレドックスフロー電池が並列接続される構成において、第一のレドックスフロー電池に対応するスイッチをＯＮに、第二、第三のレドックスフロー電池に対応するスイッチをＯＦＦにすれば、第一のレドックスフロー電池にのみ充電を行なうことができる。
【００１８】
＜３＞実施形態に係るレドックスフロー電池の初期充電方法は、
電力変換器を介して電力系統から並列接続される複数のレドックスフロー電池に初期充電を行なうレドックスフロー電池の初期充電方法であって、
前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に初期充電を行う工程と、
前記複数のレドックスフロー電池のうち初期充電されていない他の電池に初期充電を行って、前記複数のレドックスフロー電池の全てに初期充電を行う工程と、
を備える。
【００１９】
上記構成に示すように、複数のレドックスフロー電池の全てに一度に充電を行うのではなく一部の電池に充電を行うことで、電力系統からレドックスフロー電池に電力を供給する電力変換器に過大な突入電流が流れることを抑制できる。
【００２０】
＜４＞実施形態に係るレドックスフロー電池の初期充電方法の一形態として、
前記複数のレドックスフロー電池の一つ一つに順次、充電を行なう形態を挙げることができる。
【００２１】
一つ一つのレドックスフロー電池に順次、充電を行なうことで、突入電流が大きくなり過ぎることを効果的に抑制できる。この場合、レドックスフロー電池の数だけ初期充電を繰り返すことになる。
【００２２】
＜５＞実施形態に係るレドックスフロー電池の初期充電方法の一形態として、
前記複数のレドックスフロー電池を、複数のグループに分け、
各グループに順次、充電を行なう形態を挙げることができる。
【００２３】
上記構成によれば、初期充電の時間を短縮することができる。この場合、グループの数だけ初期充電を繰り返すことになる。例えば四つのレドックスフロー電池が並列接続される構成において、そのうちの二つのレドックスフロー電池を第一グループ、残りの二つのレドックスフロー電池を第二グループとし、第一グループと第二グループに順次、充電を行なう。そうすることで、各レドックスフロー電池に順次、充電を行なうよりも、全てのレドックスフロー電池の充電が終了するまでの時間を半分にできる。もちろん、グループ分けの際に各グループを充電するときの突入電流が電力変換器を損傷するほど大きくならないようにする。
【００２４】
＜６＞実施形態に係るレドックスフロー電池の充電システムは、
並列接続される複数のレドックスフロー電池と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複数のレドックスフロー電池の各電池への充放電を制御する充放電制御部と、
前記複数のレドックスフロー電池への初期充電時に、前記充放電制御部の指令に基づいて、前記電力変換器からの出力を前記複数のレドックスフロー電池の一部の電池に充電する分割充電機構と、
を備える。
【００２５】
上記構成に示すレドックスフロー電子の充電システムによれば、複数のレドックスフロー電池のうち、一部の電池にのみ充電を行うことができるので、電力系統からレドックスフロー電池に電力を供給する電力変換器に過大な突入電流が流れることを抑制できる。
【００２６】
［本開示の実施形態の詳細］
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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
≪ＲＦ電池≫
ＲＦ電池は、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再生可能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。電力変換器９１からＲＦ電池１には正極配線１Ｐおよび負極配線１Ｎが繋がっている。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。
【００２９】
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。
【００３０】
［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）。
【００３１】
サブスタック２００ｓ（図３）は、セルフレーム１２０、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。
【００３２】
セルフレーム１２０は、貫通窓を有する枠体１２２と、貫通窓を塞ぐ双極板１２１と、を有している。つまり、枠体１２２は、双極板１２１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１２０は、例えば、双極板１２１の外周部に一体に枠体１２２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１２２と、枠体１２２とは別に作製した双極板１２１とを用意し、枠体１２２の薄肉部に双極板１２１の外周部を嵌めこむことで、セルフレーム１２０を作製することもできる。このセルフレーム１２０の双極板１２１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１２１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１２０に嵌め込まれた双極板１２１の間に一つのセル１００が形成されることになる。
【００３３】
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１２０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１２０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１２０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１２０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１２０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１２０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。
【００３４】
≪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。本例のＲＦ電池システムαは、三つのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃが並列接続された構成を備える。図４では、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの構成を簡略化して示しているが、各ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃは図２のＲＦ電池１と同様の構成を備えると考えて良い。
【００３５】
本例のＲＦ電池システムαは、並列接続されるＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、これらのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに充電を行うＲＦ電池の充電システム（以下、単に充電システム）１０と、を備える。ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃを並列接続するための分岐線１a，１ｂ，１ｃはそれぞれ、正極配線１Ｐから分岐して負極配線１Ｎに繋がっている。充電システム１０は、電力変換器９１と、この電力変換器９１の動作を制御することでＲＦ電池１の充放電を制御する充放電制御部３と、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの初期充電時に、複数のうちの一部のＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに充電を行う分割充電機構２と、を備える。
【００３６】
本例の分割充電機構２は、第一スイッチＳ１と、第二スイッチＳ２と、第三スイッチＳ３と、各スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の開閉を制御する開閉制御部３０と、を備える。本例のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３は遮断機（ＣＢ）である。第一スイッチＳ１は、分岐線１ａに設けられており、電力変換器９１と、分岐線１ａに設けられるＲＦ電池１Ａと、の間の電気的な接続・非接続を切り換える。同様に、第二スイッチＳ２（第三スイッチＳ３）は、分岐線１ｂ（１ｃ）に設けられており、電力変換器９１と、分岐線１ｂ（１ｃ）に設けられるＲＦ電池１Ｂ（１Ｃ）と、の間の電気的な接続・非接続を切り換える。また、本例の充放電制御部３はコンピューターで構成されており、充放電制御部３が開閉制御部３０の機能を兼ねている。このような構成とすることで、三つのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの一部にのみ充電を行うことができる。
【００３７】
≪ＲＦ電池の初期充電方法Ｉ≫
上記構成を備えるＲＦ電池システムαで初期充電を行なう方法として、一つ一つのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順次、充電を行なうことが挙げられる。例えば以下のように初期充電を行う。
【００３８】
初期充電を開始する前の初期状態では、電力変換器９１は停止状態（ＯＦＦ）とされ、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３は全て開放状態（ＯＦＦ）とされている。この状態から、開閉制御部３０によって第一スイッチＳ１を閉じた状態（ＯＮ）にし、第二スイッチＳ２と第三スイッチＳ３をＯＦＦのままとして電力変換器９１を動作させ、電力変換器９１からの出力をＲＦ電池１Ａに投入し、ＲＦ電池１Ａに充電を行う。
【００３９】
このとき、電力変換器９１は、充放電制御部３の指令に基づいて、直流電圧制御モードで起動される。直流電圧制御モードは、電力変換器９１の直流端に任意の大きさの直流電圧を発生させるモードである。直流電圧制御モードで電力変換器９１を起動することにより、ＲＦ電池１Ａに予め定められた一定の直流電圧が印加され、ＲＦ電池１Ａが充電される。一定の直流電圧は、ＲＦ電池１Ａに対して過電流とならず、電力変換器９１に対しても過電流とならない値を選択する。この充電時、過渡的に突入電流が生じるが、突入電流は時間の経過に伴い収束する。この収束時間は、電流の過渡現象論で演算できる。各スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の開閉を制御し、直流電圧制御モードで所定の直流電圧をＲＦ電池１Ａに印加することで、ＲＦ電池１Ａと電力変換器９１のいずれにおいても過電流や過電力とならずに初期充電を行える。一分路ずつ初期充電を行うことで、従来必要であったＲＦ電池１Ａを初期充電する際の突入電流を抑えるための専用回路（例えば、挿入抵抗や挿入抵抗用のスイッチ及びそれらの制御回路）は不要となる。この点は、後述するＲＦ電池１Ｂ，１Ｃにおいても同様である。
【００４０】
突入電流が収束したら、充放電制御部３の指令に基づいて、電力変換器９１を直流電流制御モードに切り替えて動作させる。直流電流制御モードは、電力変換器９１での交流と直流の電力変換によって、直流電流を、充電に適した任意の大きさに調整するモードである。直流電流制御モードで任意の直流電流を流してＲＦ電池１Ａを充電することで、充電の速度を速めることができる。
【００４１】
ＲＦ電池１Ａの初期充電が終了したら、電力変換器９１を停止して第一スイッチＳ１をＯＦＦにする。つまり、電力変換器９１もスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３も全てＯＦＦとなっている。ここで、本明細書における『ＲＦ電池の初期充電が終了する』とは、ＲＦ電池のＳｔａｔｅｓ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ（充電状態）が所定値（例えば、モニタセルでのＳＯＣが１００％）となった状態を指す。
【００４２】
次に、開閉制御部３０によって第二スイッチＳ２をＯＮにし、第一スイッチＳ１と第三スイッチＳ３をＯＦＦのままとして電力変換器９１を動作させ、電力変換器９１からの出力をＲＦ電池１Ｂに投入し、ＲＦ電池１Ｂに充電を行う。この場合も、電力変換器９１は、直流電圧制御モードで起動された後、所定時間の経過後に直流電流制御モードに切り替えられる。ＲＦ電池１Ｂの初期充電が終了したら、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂの場合と同様の手順で、ＲＦ電池１Ｃに充電する。
【００４３】
上述したように、一つ一つのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順次、充電を行なうことで、各ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに充電をする際の突入電流の上昇を抑制できる。その結果、電力変換器９１に過大な突入電流が流れ、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃや電力変換器９１が損傷することを抑制できる。全てのＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの初期充電が完了したら、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３を全てＯＮにすると共に、直流電流制御モードで所定の電流設定値に基づいて電力変換器９１を動作させ、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃに一括して充電を行うと良い。
【００４４】
≪ＲＦ電池の初期充電方法ＩＩ≫
ＲＦ電池システムαで初期充電を行なう別の方法として、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃを複数のグループに分け、各グループに順次、充電を行なうことが挙げられる。例えば、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂを第一グループ、ＲＦ電池１Ｃを第二グループに分け、第一グループに対して充電を行い、第一グループの充電が終わったら、第二グループの充電を行なう。
【００４５】
各グループに順次、充電を行う場合も、基本的に初期充電方法Ｉと同様に電力変換器９１やスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の開閉を行う。例えば、電力変換器９１もスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３もＯＦＦとなった初期状態から、開閉制御部３０によって第一スイッチＳ１と第二スイッチＳ２をＯＮに、第三スイッチＳ３をＯＦＦのままにして、電力変換器９１を直流電圧制御モードで起動する。所定時間が経過したら、電力変換器９１を直流電流制御モードに切り替え、ＲＦ電池１Ａ，１Ｂに充電する。ＲＦ電池１Ａ，１Ｂの初期充電が終了したら、一旦、電力変換器９１とスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３を全てＯＦＦにする。そして、第三スイッチＳ３のみをＯＮにしてから、電力変換器９１を直流電圧制御モードで起動し、所定時間経過後に直流電流制御モードに切り替えて、ＲＦ電池１Ｃに充電する。
【００４６】
ここで、第一グループに対する直流電流制御モードの直流電流目標値の制御値は、第二グループに対するそれらとは異なる。第一グループでは二つのＲＦ電池１Ａ，１Ｂに同時に充電を行わなければならないため、第一グループに対する直流電流制御モードの各値は、第二グループに対する各値よりも大きくする。そうすることで、構成されるＲＦ電池数が異なる各グループのＲＦ電池を適切に初期充電できる。
【００４７】
上述したように、グループ単位で初期充電を行なうことで、全ＲＦ電池１Ａ，１Ｂ，１Ｃの初期充電が完了するまでの時間を短縮することができる。
【００４８】
＜用途＞
実施形態のＲＦ電池システムαとその初期充電方法は、太陽光発電、風力発電などの再生可能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に利用できる。また、本実施形態のＲＦ電池システムαとその初期充電方法は、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にも利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
α  レドックスフロー電池システム（ＲＦ電池システム）
１０  レドックスフロー電池の充電システム（ＲＦ電池の充電システム）
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  レドックスフロー電池（ＲＦ電池）
１Ｐ  正極配線  １Ｎ  負極配線  １ａ，１ｂ，１ｃ  分岐線
２  分割充電機構
Ｓ１  第一スイッチ  Ｓ２  第二スイッチ  Ｓ３  第三スイッチ
３  充放電制御部  ３０  開閉制御部
９  電力系統  ９０  変電設備  ９１  電力変換器（交流／直流変換器）
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
１２０  セルフレーム
１２１  双極板  １２２  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
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】
2020021621.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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