(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウムイオンを含有する正極用電解液及び負極用電解液を用いた全バナジウムレドックス電池と、
前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段と、を備え、
前記輸送手段は、前記正極用電解液及び前記負極用電解液が変質することを防止する変質防止装置を備え、
前記変質防止装置は、前記正極用電解液及び前記負極用電解液の溶存酸素の増加を防止する脱気装置であり、
前記輸送手段は、発電設備及び該発電設備により発生された電力を前記全バナジウムレドックス電池に充電する充電設備が設置された発電地と、該発電地から離れた地域に位置し、前記全バナジウムレドックス電池を放電させる放電設備が設置された電力消費地との間、又は前記電力消費地同士の間を連絡していることを特徴とする電力エネルギーの輸送システム。
【請求項２】
前記輸送用タンク内と前記電力消費地の全バナジウムレドックス電池のセル内とを外気から遮断した状態で連結し、前記輸送用タンクに収容された充電済みの前記正極用電解液及び前記負極用電解液と、前記電力消費地の全バナジウムレドックス電池のセル内の放電された正極用電解液及び負極用電解液とを交換する交換装置を備えている、請求項１に記載の電力エネルギーの輸送システム。
【請求項３】
前記輸送用タンクは、前記発電地で充電された前記正極用電解液を収容する部屋と、前記負極用電解液を収容する部屋と、前記電力消費地で放電された正極用電解液及び負極用電解液を混合して収容する部屋とを備えている、請求項１又は２に記載の電力エネルギーの輸送システム。
【請求項４】
前記電力消費地同士を連絡する前記輸送手段が、放電された前記全バナジウムレドックス電池に収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液に充電する発電装置、又は放電された前記全バナジウムレドックス電池から回収し、前記輸送用タンクに収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液に充電する発電装置を備えている、請求項１に記載の電力エネルギーの輸送システム。
【請求項５】
前記全バナジウムレドックス電池を輸送する前記輸送手段が、放電された前記全バナジウムレドックス電池に収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液を補充電する補充電手段を備えている、請求項１に記載の電力エネルギーの輸送システム。
【請求項６】
バナジウムイオンを含有する正極用電解液及び負極用電解液を用いた全バナジウムレドックス電池と、
前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段と、を備え、
前記輸送手段は、発電設備及び該発電設備により発生された電力を前記全バナジウムレドックス電池に充電する充電設備が設置された発電地と、該発電地から離れた地域に位置し、前記全バナジウムレドックス電池を放電させる放電設備が設置された電力消費地との間、又は前記電力消費地同士の間を連絡し、
前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段と信号を送受信する信号送受信部と、前記発電地に関する情報データ、前記電力消費地に関する情報データ、及び前記輸送手段に関する情報データが記録された情報記録媒体と、前記信号送受信部が受信した信号及び前記情報記録媒体に記録された情報に基づいて情報処理を行う処理部と、を有する情報管理センターを備え、
前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段は、前記信号送受信部との間で前記信号を送受信する通信部をそれぞれ備え、
前記処理部は、前記信号送受信部が受信した前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段の通信部からの信号と、前記情報記録媒体に記録された情報データとに基づいて、最も短時間で前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを前記電力消費地に輸送することができる発電地及び輸送手段を選択する選択手段を備えていることを特徴とする電力エネルギーの輸送システム。
【請求項７】
バナジウムイオンを含有する正極用電解液及び負極用電解液を用いた全バナジウムレドックス電池と、
前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段と、を備え、
前記輸送手段は、発電設備及び該発電設備により発生された電力を前記全バナジウムレドックス電池に充電する充電設備が設置された発電地と、該発電地から離れた地域に位置し、前記全バナジウムレドックス電池を放電させる放電設備が設置された電力消費地との間、又は前記電力消費地同士の間を連絡し、
前記全バナジウムレドックス電池に用いられる前記正極用電解液及び前記負極用電解液は、濃度が相対的に高い高濃度電解液と濃度が相対的に低い低濃度電解液がそれぞれ準備され、
前記電力消費地で用いられる全バナジウムレドックス電池の前記正極用電解液及び前記負極用電解液は、前記低濃度電解液であり、
少なくとも前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池が、前記輸送手段によって輸送され、
前記電力消費地で放電された、前記低濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池に、前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池から充電するための充電手段が、前記輸送手段又は前記電力消費地に設けられ、
前記輸送手段に設けられた前記充電手段は、該輸送手段に搭載された、前記低濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池に、前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池から充電可能であることを特徴とする電力エネルギーの輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力エネルギーの輸送システムに関し、さらに詳しくは、バナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池を利用した電力エネルギーの輸送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線を利用した送電は、発電所から電力消費地に電力エネルギーを送電する手段として行われている。しかしながら、送電線を設置することは、多大な時間及び費用が必要になる。送電線を設置しないで発電所から電力消費地域に送電する技術の１つとして、蓄電池を輸送する技術がある。こうした蓄電池を輸送する技術は、これまでにいくつか提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載された技術は、エネルギー源が存在する場所でエネルギーをエネルギー貯蔵庫に貯蔵すること、エネルギーが貯蔵されたエネルギー貯蔵庫を輸送手段でエネルギー消費地に輸送すること、及びエネルギー消費地でエネルギー貯蔵庫のエネルギーを放電し、エネルギーをエネルギー消費者に届けること、を含むエネルギーの輸送システム及びこのシステムを利用した移動方法に関する技術である。
【０００４】
この技術のエネルギー源は、例えば、石炭やガスを燃料として利用する火力発電、原子力発電、風力発電、ソーラー発電、水力発電、地熱発電等の種々の発電手段を利用したものである。エネルギー貯蔵庫は、例えば、電池、コンデンサ、機械エネルギー貯蓄装置（例えば、フライホイール又は圧縮空気貯蔵タンク）等の種々のエネルギー貯蔵手段である。輸送手段は、例えば、トラックによる輸送、鉄道による輸送、船による輸送、飛行機による輸送、ロケットによる輸送である。
【０００５】
特許文献２に記載された技術は、再生可能エネルギーの発生地で再生可能エネルギーを利用して発電を行う発電手段と、発電手段により生産された電気エネルギーを貯蔵する蓄電手段と、蓄電手段を輸送する輸送手段とを備えた輸送システムに関する技術である。
【０００６】
この技術が利用する再生可能エネルギーとしては、太陽光、風力、水力、波力、地熱及びバイオマスが挙げられている。こうした再生可能エネルギーの中でもバイオマスをエネルギー源として利用する技術が特許文献２には詳細に記載されている。
【０００７】
特許文献３に記載された技術は、レドックスフロー電池を設けた船を利用して電力を海上輸送する技術である。この技術は、海上に設けられた発電プラントで船に設けられたレドックスフロー電池に充電を行い、船で充電されたレドックスフロー電池を電力消費地の近くにある港に輸送するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１２−５０５６２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０５７２８号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３５６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された技術は、蓄電池がバナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池に限定されていないので、バナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池を電力の貯蔵庫として用いた場合に生ずる特有の課題及びその課題を解決するための手段は記載されていない。そのため、特許文献１及び特許文献２に記載された技術は、バナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池を利用した電力エネルギーの輸送システムの技術の向上に寄与しない。
【００１０】
特許文献３に記載された技術は、船に積載されたレドックスフロー電池を利用して海上輸送することだけしか提案されていない。そのため、特許文献３に記載された技術は、海上輸送以外によって全バナジウムレドックス電池を輸送する技術の向上には寄与しない。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、送電線を利用しなくても、バナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池を利用することによって、電力エネルギーを大量に輸送することができる電力エネルギーの輸送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明に係る電力エネルギーの輸送システムは、バナジウムイオンを含有する正極用電解液及び負極用電解液を用いた全バナジウムレドックス電池と、前記全バナジウムレドックス電池を輸送する輸送手段、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段と、を備え、前記輸送手段は、発電設備及び該発電設備により発生された電力を前記全バナジウムレドックス電池に充電する充電設備が設置された発電地と、該発電地から離れた地域に位置し、前記全バナジウムレドックス電池を放電させる放電設備が設置された電力消費地との間、又は前記電力消費地同士の間を連絡していることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、上記の全バナジウムレドックス電池と、全バナジウムレドックス電池を輸送する輸送手段、又は上記の正極用電解液及び負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段とを備えているので、発電設備及び充電設備を有する発電地と電力消費地との間に送電線を設置しなくても電力エネルギーを大量に送ることができる。
【００１４】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された前記輸送用タンクを輸送する前記輸送手段が、該正極用電解液及び該負極用電解液の化学的状態を維持する状態維持装置を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、輸送手段が正極用電解液及び負極用電解液の化学的状態を維持する状態維持装置を備えているので、発電地から電力消費地に正極用電解液及び負極用電解液の化学的に変質させないで正極用電解液及び負極用電解液を輸送することができる。
【００１６】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記輸送用タンク内と前記電力消費地の全バナジウムレドックス電池のセル内とを外気から遮断した状態で連結し、前記輸送用タンクに収容された充電済みの前記正極用電解液及び前記負極用電解液と、前記電力消費地の全バナジウムレドックス電池のセル内の放電された正極用電解液及び負極用電解液とを交換する交換装置を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、輸送用タンク内と電力消費地の全バナジウムレドックス電池のセル内とを外気から遮断した状態で連結して、正極用電解液及び負極用電解液を交換する交換装置を備えているので、電力消費地で正極用電解液及び負極用電解液を交換している最中に、正極用電解液及び負極用電解液が外気に接触して化学的に変質することを防止することができる。
【００１８】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記輸送用タンクは、前記発電地で充電された前記正極用電解液を収容する部屋と、前記負極用電解液を収容する部屋と、前記電力消費地で放電された正極用電解液及び負極用電解液を混合して収容する部屋とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、輸送用タンクが電力消費地で放電された正極用電解液及び負極用電解液を混合して収容する部屋を備えているので、放電された正極用電解液と負極用電解液とを分けて回収する必要がなく、放電された正極用電解液及び負極用電解液を短時間で回収することができる。
【００２０】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記電力消費地同士を連絡する前記輸送手段が、放電された前記全バナジウムレドックス電池に収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液に充電する発電装置、又は放電された前記全バナジウムレドックス電池から回収し、前記輸送用タンクに収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液に充電する発電装置を備えていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、輸送手段が上記の発電装置を備えているので、放電された全バナジウムレドックス電池に収容されている正極用電解液及び負極用電解液、又は放電された全バナジウムレドックス電池から回収した正極用電解液及び負極用電解液を輸送手段で充電することができる。そのため、放電された全バナジウムレドックス電池、又は放電された全バナジウムレドックス電池から回収した正極用電解液及び負極用電解液を収容した輸送用タンクをそのたびに発電地に戻す必要がなくなる。
【００２２】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記全バナジウムレドックス電池を輸送する前記輸送手段が、放電された前記全バナジウムレドックス電池に収容された前記正極用電解液及び前記負極用電解液を補充電する補充電手段を備えていることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、輸送手段が、正極セルに収容された正極用電解液及び負極セルに収容された負極用電解液に対して補充電を行う補充電手段を備えているので、輸送中に全バナジウムレドックス電池から放電した電力をその補充電手段によって補うことができる。
【００２４】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段と信号を送受信する信号送受信部と、前記発電地に関する情報データ、前記電力消費地に関する情報データ、及び前記輸送手段に関する情報データが記録された情報記録媒体と、前記信号送受信部が受信した信号及び前記情報記録媒体に記録された情報に基づいて情報処理を行う処理部とを有する情報管理センターを備え、前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段は、前記信号送受信部との間で前記信号を送受信する通信部をそれぞれ備え、前記処理部は、前記信号送受信部が受信した前記発電地、前記電力消費地及び前記輸送手段の通信部からの前記信号と、前記情報記録媒体に記録された情報データとに基づいて、最も短時間で前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを前記電力消費地に輸送することができる発電地及び輸送手段を選択する選択手段を備えていることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、電力エネルギーの輸送システムが上記の情報管理センターを備えると共に、発電地、電力消費地及び輸送手段が情報管理センターの信号送受信部と信号を送受信する通信部とをそれぞれ備えているので、電力消費地の全バナジウムレドックス電池が放電し終える前に全バナジウムレドックス電池又は正極用電解液及び負極用電解液を収容した輸送用タンクを電力消費地に輸送することができる。
【００２６】
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムにおいて、前記全バナジウムレドックス電池に用いられる前記正極用電解液及び前記負極用電解液は、濃度が相対的に高い高濃度電解液と濃度が相対的に低い低濃度電解液がそれぞれ準備され、前記電力消費地で用いられる全バナジウムレドックス電池の前記正極用電解液及び前記負極用電解液は前記低濃度電解液であり、少なくとも前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池が、前記輸送手段によって輸送され、前記電力消費地で放電された、前記低濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池に、前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池から充電するための充電手段が、前記輸送手段又は前記電力消費地に設けられ、前記輸送手段に設けられた前記充電手段は、該輸送手段に搭載された、前記低濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池に、前記高濃度電解液が用いられている前記全バナジウムレドックス電池から充電可能であることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、搬送手段によって濃度が相対的に高い高濃度電解液を用いたレドックス電池を搬送するので、電力消費地に配給された、多くの相対的に低い低濃度電解液を用いたレドックス電池に充電を行うことができる。なお、電力消費地で、搬送手段で搬送した低い低濃度電解液を用いたレドックス電池と電力消費地に配給された、相対的に低い低濃度電解液を用いたレドックス電池とを交換する場合、搬送手段の移動中に交換された、相対的に低い低濃度電解液を用いたレドックス電池を充電することができるので、複数の電力消費地を効率的に巡回することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、全バナジウムレドックス電池又は全バナジウムレドックス電池に用いられるバナジウム電解液を輸送することによって電力エネルギーを大量に輸送することができる。そのため、発電地と電力消費地との間に送電線を設置する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【図２】本発明の電力エネルギーの輸送システムに用いられる、全バナジウムレドックス電池の模式的な斜視図であり、（Ａ）は直列接続された方向に全バナジウムレドックス電池の構成要素を分離した状態の斜視図であり、（Ｂ）は全バナジウムレドックス電池が組み立てられた状態の斜視図である。
【図３】図２の全バナジウムレドックス電池を構成する単位電解セルの模式的な斜視図である。
【図４】フロータイプの全バナジウムレドックス電池の内部でバナジウム電解液が循環するルートを説明する模式図である。
【図５】本発明の電力エネルギーの輸送システムに用いられる電解液の輸送用タンクの内部構造を示す模式図であり、（Ａ）は輸送用タンクの内部構造の１つの例を示す模式図であり、（Ｂ）は輸送用タンクの内部構造の別の例を示す模式図である。
【図６】図５に示した電解液の輸送用タンクとは別の内部構造を備えた輸送用タンクの内部構造の模式図である。
【図７】コントローラ付き全バナジウムレドックス電池の概要を示す模式図である。
【図８】エンジン及びエンジンにマウントされたオルタネータを示す斜視図である。
【図９】貨物車に設けられた車軸発電機を示す斜視図である。
【図１０】バナジウム電解液の入れ替え工程を示す工程図であり、（Ａ）は全バナジウムレドックス電池の放電された電解液と輸送用タンクに充填された窒素ガスとの入れ替え工程、（Ｂ）は輸送タンクに収容された充電済みの電解液と全バナジウムレドックス電池に充填された窒素ガスとの入れ替え工程、（Ｃ）は入れ替えが終了した状態をそれぞれ示している。
【図１１】カートリッジ式のタンクを利用した電力エネルギーの輸送システムのタンク及び放電設備を構成する装置の１例を示した概念図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の電力エネルギーの輸送システムを複数の島から構成された諸島地域に適用した場合の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【図１３】図１２に示した複数の諸島で電解液を交換する工程の概要を示す概略工程図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の電力エネルギーの輸送システムを発電地及び複数の電力消費地が陸続きである地域に適用した場合の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【図１７】図１６に示した電力エネルギーの輸送システムとは別タイプの本発明の第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。なお、本明細書において、バナジウム電解液を電解液と単に記載することがある。
【００３１】
［基本構成］
本発明に係る電力エネルギーの輸送システムは、バナジウムイオンを含有する正極用電解液及び負極用電解液を用いた全バナジウムレドックス電池と、前記全バナジウムレドックス電池、又は前記正極用電解液及び前記負極用電解液が収容された輸送用タンクを輸送する輸送手段とを備え、バナジウム電解液を用いた全バナジウムレドックス電池２０を利用して電力エネルギーを輸送している。
【００３２】
全バナジウムレドックス電池２０は、例えば、図２〜図４に示すように、バナジウムイオンを含有する正極用電解液が収容された正極セル２１ａと、バナジウムイオンを含有する負極用電解液が収容された負極セル２２ａと、正極セル２１ａ及び負極セル２２ａの間に配置されたイオン交換膜２３ａとを有している。輸送手段１０は、発電設備１及び発電設備１により発生された電力を全バナジウムレドックス電池２０に充電する充電設備２が設置された発電地Ｘと、発電地Ｘから離れた地域に位置し、全バナジウムレドックス電池２０を放電させる放電設備７０が設置された電力消費地Ｙとの間を連絡している。または、輸送手段１０は電力消費地Ｙ同士の間を連絡している。
【００３３】
本発明の電力エネルギーの輸送システムは、全バナジウムレドックス電池２０又は全バナジウムレドックス電池２０に用いられるバナジウム電解液を輸送することによって電力エネルギーを大量に輸送することができる。そのため、発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間に送電線を設置する必要がなくなる。
【００３４】
こうした基本構成を備えた本発明に係る電力エネルギーの輸送システムは、２つの形態に大別することができる。第１実施形態は、輸送手段１０が発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間を単純に往復して、全バナジウムレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送する形態である。第２実施形態は、輸送手段１０が発電設備１及び充電設備２を有しており、輸送手段１０が全バナジウムレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０内のバナジウム電解液を充電しながら、複数の電力消費地Ｙ同士を連絡する形態である。
【００３５】
なお、第１実施形態及び第２実施形態の電力エネルギーの輸送システムは、情報管理センター１５０で情報を処理ながら全バナジウムレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送手段１０で輸送することができる。この実施形態は、第３実施形として大別することができる。
【００３６】
また、他の実施形態としては、電力消費地で用いられる全バナジウムレドックス電池の正極用電解液及び負極用電解液は低濃度電解液であり、輸送手段には、少なくとも高濃度電解液が用いられているレドックス電池が搭載される第４実施形態がある。この第４実施形態についても、情報管理センターで情報を処理ながら全バナジウムレドックス電池を輸送手段で輸送することができる。
【００３７】
以下、図面を適宜に参照しながら各実施形態についてそれぞれ説明する。なお、「全バナジウムレドックス電池」を「レドックス電池」と略して説明する。
【００３８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態は、図１に示すように、輸送手段１０が発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間を単純に往復する形態である。この第１実施形態は、輸送手段１０がレドックス電池２０それ自体を輸送するシステム、レドックス電池２０に用いられるバナジウム電解液を輸送するシステム、及びレドックス電池２０の輸送とバナジウム電解液の輸送とが混在するシステム、の３形態がある。
【００３９】
〈発電設備及び充電設備〉
発電設備１は、例えば、風力発電機が用いられる。風力発電機１は、風力発電に適した一定の風が連続的に流れる地域、例えば、内陸に存在する砂漠地帯等に設置される。なお、図１は、風力発電機１を１機のみ示しているが、砂漠地帯は、多数の風力発電機１を設置することができる広大な土地が存在するので、風力発電機１は砂漠地帯に多数設置される。また、本発明の電力エネルギーの輸送システムは、発電設備１として風力発電機１を利用することには限定されず、火力発電機、水力発電機、原子力発電機、太陽光発電機及び地熱発電機等その他の発電設備１を利用することができる。
【００４０】
充電設備２は、ＡＣ／ＤＣ変換装置３と、レドックス電池２０への充電を制御するコントローラ４を備えている。また、充電設備２は、レドックス電池２０が接続される接続部５を備えている。なお、この電力エネルギーの輸送システムは、バナジウム電解液を輸送する場合も含むシステムである。電力エネルギーの輸送システムがバナジウム電解液を輸送するシステムである場合、充電設備２は、放電されたバナジウム電解液を収容し且つ、充電させることができる充電専用のレドックス電池２０を備えている。
【００４１】
ＡＣ／ＤＣ変換装置３は、風力発電機１によって発電された交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力をレドックス電池２０に供給することによってレドックス電池２０のバナジウム電解液を充電している。コントローラ４は、充電時の電圧及び電流を常時監視しており、充電に必要な直流電力が制限電圧及び制限電流を超過しないように制御している。接続部５は、レドックス電池２０に接続するための電源コードが接続される部位であり、充電の際にレドックス電池２０が電源コード等を介して接続される。
【００４２】
電力消費地Ｙで放電されたレドックス電池２０は、こうした発電設備１及び充電設備２を備えた発電地Ｘで、充電設備２に接続されることにより充電される。また、放電されたバナジウム電解液は、輸送されてきた輸送用タンク４０から充電設備２の充電用のレドックス電池２０に入れ替えられて充電される。
【００４３】
〈放電設備〉
放電設備７０は、電力消費地Ｙに設置されている。この放電設備７０は、ＤＣ／ＡＣ変換装置７３と、レドックス電池２０からの放電を制御するコントローラ７４と、レドックス電池２０が接続される接続部７５とを備えている。なお、電力消費地Ｙにおいて、レドックス電池２０が交換されるのではなく、バナジウム電解液の入れ替えが行われる場合、放電専用のレドックス電池２０が放電設備７０に設けられる。こうした放電設備７０は、電力を消費する様々な施設８５に鉄塔８０によって架設された送電線８１で接続されている。
【００４４】
〈レドックス電池〉
レドックス電池２０は、２つのタイプに大別できる。第１のタイプは、バナジウム電解液を循環させないノンフロータイプの電池である。第２のタイプは、バナジウム電解液を循環させるフロータイプの電池である。なお、レドックス電池２０は、バナジウム電解液を緩やかに循環させるタイプの電池も含まれる。
【００４５】
レドックス電池２０は、ノンフロータイプ及びフロータイプのいれのタイプも、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、双極板である電極２４を介して複数の単位電解セル２８を直列接続して構成されている。また、集電板５が直列接続された方向の両端に設けられている。直列接続された複数の単位電解セル２８は、集電板５の外側に配置されたエンドプレート２６ａ，２６ｂによって挟み込まれている。このエンドプレート２６ａ，２６ｂは、棒状の締め付けジグ２７で両側から締め付けられる。
【００４６】
単位電解セルは２８、図３に示すように、高濃度のバナジウムイオンを含有する正極用電解液が封入された正極セル２１ａと、同じ濃度のバナジウムイオンを含有する負極用電解液が封入された負極セル２２ａと、正極セル２１ａ及び負極セル２２ａ間に配置されたイオン交換膜２３ａとを有する密封型のセルであり、酸化還元を行う単位セルである。単位電解セル２８を構成する正極セル２１ａ及び負極セル２２ａは、多孔性の内部電極をそれぞれ備えており、その多孔性の内部電極が正極用電解液及び負極用電解液にそれぞれ広い表面積で接触し、効率的な酸化還元反応を生じさせている。
【００４７】
こうした形状の正極セル２１ａ及び負極セル２２ａは、広い開口面を持つセルフレーム２１０と、セルフレーム２１０内に収容された内部電極２１１とで構成されている。セルフレーム２１０は、電極２４側とイオン交換膜２３ａ側とがいずれも開口している。そのため、セルフレーム２１０に収容された内部電極２１１は、その電極２４側の開口面で電極２４に面接触し、そのイオン交換膜２３ａ側の開口面でイオン交換膜２３ａに面接触する。こうした開口面の開口面積は、出力電流を考慮して有効面積が設計され、それに応じた開口部を空けたセルフレーム２１０が用いられる。また、セルフレーム２１０の側部（外周縁部）には、マニホールドと呼ばれる複数の孔２１２が形成されている。このマニホールドと呼ばれる複数の孔２１２は、バナジウム電解液を入れるための注入口や、エア抜きを行うことができるリーク口として機能する。
【００４８】
こうした構成の単位電解セル２８を備えたレドックス電池２０Ａは、正極セル２１ａ及び負極セル２２ａが正極用電解液及び負極用電解液の循環機構を有しない場合にノンフロータイプのレドックス電池になる。一方、レドックス電池３０は、マニホールドと呼ばれる孔２１２に液送定量ポンプ（図示しない）を接続することによって、正極セル２１ａ及び負極セル２２ａの内部で緩やかに電解液を循環させることができる。また、レドックス電池２０Ａは、マニホールドと呼ばれる孔２１２に配管又はホースを利用して、正極用電解液タンク及び液送定量ポンプを接続すると共に、負極用電解液タンク及び液送定量ポンプを接続することによって、次に説明する、電解液を循環させるフロータイプの電池とすることもできる。
【００４９】
図４は、バナジウム電解液がフロータイプのレドックス電池の内部を循環するルートを説明する図である。フロータイプの全バナジウムレドックス電池２０Ｂの基本的なセルの構成は、図２及び図３と同様である。バナジウム電解液の循環は、図３に示したマニホールドと呼ばれる穴２１２に配管３４が接続され且つ、配管３４に電解液タンク３０，３２及びポンプ３１，３３が接続されることによって行われる。正極用電解液を供給及び排出するための正極用電解液タンク３０は、配管３４を介して正極セル２１ｂに接続され、負極用電解液を供給及び排出するための負極用電解液タンク３２は、配管３４を介して負極セル２２ｂに接続されている。正極用電解液は５価と４価のバナジウムイオンの混合液であり、負極用電解液は２価と３価のバナジウムイオンの混合液である。正極用電解液は、ポンプ３１によって正極セル２１ｂと正極用電解液タンク３０との間を循環され、負極用電解液は、ポンプ３３によって負極セル２２ｂと負極用電解液タンク３２との間を循環される。
【００５０】
なお、緩やかに電解液を循環させる場合、レドックス電池２０は、正極用電解液タンク３０及び負極用電解液タンク３２を設けず、ポンプ３１，３３のみを設けて正極用電解液と負極用電解液とを循環させてもよい。こうした構成は、レドックス電池２０Ａに液送定量ポンプ（図示しない）を接続することによって、正極セル２１ａ及び負極セル２２ａの内部で電解液を緩やかに循環させた場合と同様の構成である。
【００５１】
レドックス電池２０Ａ，２０Ｂは、発電地Ｘにおいて、正極セル２１ａ，２１ｂでは（１）式の左辺から右辺の化学変化により表される充電が行われ、負極セル２２ａ，２２ｂでは（２）式の左辺から右辺の化学変化により表される充電が行われる。一方、レドックス電池２０Ａ，２０Ｂは、電力消費地Ｙにおいて、正極セル２１ａ，２１ｂでは（１）式の右辺から左辺の化学変化により表される放電が行われ、負極セル２２ａ，２２ｂでは（２）式の右辺から左辺の化学変化により表される放電が行われる。
【００５２】
【化１】
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【００５３】
この電力エネルギーの輸送システムで使用されるレドックス電池２０は、高濃度バナジウム電解液が電解液として用いられている。具体的には、正極用電解液は、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、鉄、ケイ素及びクロムのうち１又は２以上の元素が合計０．４質量％未満であり、１．５ｍｏｌ／Ｌ〜４ｍｏｌ／Ｌの５価のバナジウムイオン含有硫酸水溶液である。また、負極用電解液は、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、鉄、ケイ素及びクロムのうち１又は２以上の元素が合計０．４質量％未満であり、１．５ｍｏｌ／Ｌ〜４ｍｏｌ／Ｌの２価のバナジウムイオン含有硫酸水溶液である。また、バナジウム電解液は、過酸化物等のスラッジの発生を効果的に防止するために、バナジウムイオン溶液中の溶存酸素が所定の濃度（５ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、より好ましくは０．５ｐｐｍ以下）であることが好ましい。
【００５４】
こうしたレドックス電池２０は、長さ、奥行き及び高さが輸送し易い寸法に形成されている。例えば、レドックス電池２０は、ＩＳＯ規格により寸法が規格化されたコンテナと同じ寸法又はこうしたコンテナとほぼ同じ寸法に形成されている。ＩＳＯ規格は、コンテナの長さを２０フィート（６０９６ｍｍ）又は４０フィート（１２１９２ｍｍ）と、定めている。また、同規格は、コンテナの幅を８フィート（２４３８ｍｍ）、高さを８フィート６インチ（２５９１ｍｍ）と定めている。さらに、同規格は、近年、長さが４５フィート（１３７１６ｍｍ）のコンテナを規格した。レドックス電池２０は、その長さをこうしたコンテナの長さと同じ寸法又はこれに近い寸法に形成してもよい。なお、最近では、高さが９フィート６インチ（２８９６ｍｍ）に形成されている規格外のハイ・キューブ・コンテナと呼ばれるコンテナが普及しつつある。レドックス電池２０は、こうした高さのコンテナに相当する寸法に高さを形成してもよい。
【００５５】
ただし、レドックス電池２０は、それ自体を上記のコンテナと同じ又はこれに近い寸法に形成しなくても、レドックス電池２０をコンテナの内部に単数又は複数収納することができる寸法に形成してもよい。
【００５６】
〈電解液の輸送用タンク〉
電力エネルギーの輸送は、充電された正極用電解液及び負極用電解液を輸送して行う場合がある。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、正極用電解液及び負極用電解液を輸送するための輸送用タンク４０の形態の２つの例を示したものである。なお、輸送タンクの内部に設けられる部屋の形態は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した形態に限定されるものではない。また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した「＋」は正極用電解液を表し、「−」は負極用電解液を表し、「Ｅ」は空であることを表している。
【００５７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した輸送用タンク４０は、その外形寸法が上記のコンテナと同じ寸法又はほぼ同じ寸法に形成されている。輸送用タンク４０の内部は壁面によって３つの部屋に仕切られている。３つの部屋は、充電された正極用電解液が収容される部屋、充電された負極用電解液が収容される部屋、及び空の部屋である。空の部屋は、放電された正極用電解液及び負極用電解液を混合して収容する部屋として利用される。
【００５８】
図５（Ａ）に示した輸送用タンク４０Ａの内部は、その長手方向が２つの壁面に仕切られることによって３つの部屋４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが設けられている。３つの部屋４１Ａ，４２Ａ，４３Ａは、例えば、一端側に設けられた部屋４１Ａは発電地Ｘで充電された正極用電解液が収容される部屋、他端側に設けられた部屋４２Ａは発電地Ｘで充電された負極用電解液が収容される部屋として利用される。中央に設けられた空の部屋４３Ａは、電力消費地Ｙで放電された正極用電解液と負極用電解液とを混合して収容するための部屋として利用される。
【００５９】
図５（Ｂ）に示した輸送用タンク４０Ｂは、その長手方向の中央が壁面によって仕切られている。さらに、図の右側半分の領域は輸送用タンク４０の奥行き方向に二等分されるように仕切られている。図の右側半分に設けられた２つの部屋４１Ｂ，４２Ｂうち上側に位置する部屋４１Ｂは、例えば、充電された正極用電解液を収容するとして利用され、下側に位置する部屋４２Ｂは、充電された負極用電解液を収容する部屋として利用される。図の左側半分に設けられた部屋４３Ｂは、空の部屋であり、放電された正極用電解液と負極用電解液と混合して収容する部屋として利用される。
【００６０】
放電された後の正極用電解液は、ＶＯ２＋（４価）を含有するバナジウム電解液であり、放電後の負極用電解液は、Ｖ３＋（３価）を含有するバナジウム電解液である。両者は価数が異なるだけのバナジウム電解液であり、混合しても危険な化学反応が起きたり、混合した後にレドックス電池２０の電解液として使用不能になったりすることがない。そのため、正極用電解液と負極用電解液とを混合させて１つの部屋に収容しても不都合は生じない。放電後の正極用電解液と負極用電解液とを１つの部屋に混合して収容して回収した場合、正極用電解液と負極用電解液とは、発電地Ｘの充電設備２で充電されることによって、再び５価の正極用電解液と２価の負極用電解液とに調製される。
【００６１】
なお、電解液の輸送用タンク５０は、図６に示すように、その内部に４つの部屋５１，５２，５３，５４を設けてもよい。なお、図６に示した「＋」は正極用電解液を表し、「−」は負極用電解液を表し、「Ｅ」は空であることを表している。この輸送用タンク５０は、その外形寸法が上記のコンテナと同じ寸法又はほぼ同じ寸法に形成されている。輸送用タンク５０の内部は、その長手方向が３つの壁面によって仕切られることにより４つの部屋５１，５２，５３，５４が設けられている。４つの部屋５１，５２，５３，５４は、例えば、一端側に設けられた部屋５１は発電地Ｘで充電された正極用電解液が収容される部屋、他端側に設けられた部屋５２は発電地Ｘで充電された負極用電解液が収容される部屋として利用される。中央に設けられた２つの空の部屋５３，５４は、電力消費地Ｙで放電された正極用電解液と負極用電解液とをそれぞれ分けて収容するための部屋として利用される。
【００６２】
〈コントローラ付きレドックス電池、輸送用タンク〉
レドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０は、ＡＣ／ＤＣ変換装置、ＤＣ／ＡＣ変換装置、及び充電又は放電の制御を行うコントローラを備えることもできる。図７は、ＡＣ／ＤＣ変換装置６３、ＤＣ／ＡＣ変換装置６４、コントローラ６５をレドックス電池２０に一体化して構成したコントローラ付きレドックス電池６０の１つの例を示したものである。ＡＣ／ＤＣ変換装置６３は、発電設備１によって発電された交流電力を直流電力に変換する装置である。ＤＣ／ＡＣ変換装置６４は、電力消費地Ｙでレドックス電池２０の直流電力を交流電力に変換する装置である。コントローラ６５は、充電時の充電電圧及び放電時の放電電圧を常時監視している。とりわけ充電時において、充電に必要な直流電力が制限電圧及び制限電流を超過しないように制御している。
【００６３】
〈輸送手段〉
輸送手段１０は、発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間を連絡している。輸送手段１０は、図１に示すように、トレーラ１１及びトレーラ１１を牽引する牽引自動車１２や鉄道１６，１７等が利用される。なお、トレーラ１１と牽引自動車１２とは、連結及び切り離しが自在に行える連結器により連結されている。輸送手段１０は、トレーラ１１及び鉄道１６，１７の他に、図示していないが、トラックや飛行機等が利用される。また、発電地Ｘと電力消費地Ｙとが海を隔てて位置する場合、船が輸送手段１０として利用される。こうした輸送手段１０は、レドックス電池２０それ自体を輸送したり、電解液の輸送用タンク４０を輸送したりする。
【００６４】
〈レドックス電池を輸送する場合〉
レドックス電池２０をトレーラ１１で輸送する場合、レドックス電池２０を搭載したトレーラ１１が、電力消費地Ｙにあらかじめ配給されている。発電地Ｘ及び電力消費地Ｙで充電されたレドックス電池２０と放電されたレドックス電池２０とを交換する場合、レドックス電池２０の交換は、トレーラ１１ごと行われる。トレーラ１１ごと交換することにより、充電されたレドックス電池２０と放電されたレドックス電池２０とは、トレーラ１１から積み替える必要がない。そのため、短い時間でレドックス電池２０を交換することができる。
【００６５】
レドックス電池２０それ自体を輸送する場合、レドックス電池２０は輸送中に放電してしまう。そのため、レドックス電池２０は、補充電しながら輸送することが好ましい。牽引自動車１２は、通常、図８に示すように、エンジン９０にマウントされた発電機であるオルタネータ９５を備えている。オルタネータ９５は、図８に示すように、その入力軸９７にプーリ９６が取り付けられている。プーリ９６は、エンジン９０の回転が伝達されることにより回転するファン９１に一体化されたプーリ９２とファンベルト９３を介して接続されている。オルタネータ９５は、エンジン９０の回転がこうしたファンベルト９３及びプーリ９２，９６を介して入力軸９７に伝達され、入力軸９７が回転されることによって発電を行う。レドックス電池２０の輸送中の補充電は、こうしたオルタネータ９５が用いられる。
【００６６】
レドックス電池２０を鉄道１６，１７で輸送する場合、レドックス電池２０は、それが搭載された貨物車１６をディーゼル機関車等の機関車１７で牽引して輸送される。貨物車１６は、複数の車両を連結して機関車１７で牽引して輸送することができる。そのめ、大量輸送することができる。
【００６７】
レドックス電池２０それ自体を鉄道１６，１７で輸送する場合にも、レドックス電池２０は輸送中に自己放電してしまう。そのため、レドックス電池２０は、自己放電の対策として補充電しながら輸送することが好ましい。ここでいう補充電とは、小電流でフロー充電することをいう。補充電は、例えば、図９に示す車軸発電機１００が利用される。車軸発電機１００は、発電機１０１と、車輪１０３同士を連結している車輪軸１０４に設けられたプーリ１０３と、発電機１０１とプーリ１０３とを接続しているベルト１０６とを備えている。発電機１０１は、貨物車１６の荷台から吊り下げられるようにしてブラケット１１０により荷台の下部に取り付けられている。この発電機１０１は、入力軸１０７の回転に伴って発電する装置であり、プーリ１０２が入力軸１０７に取り付けられている。車輪軸１０４に取り付けられているプーリ１０５は、車輪１０３同士の間に設けられている。プーリ１０２とプーリ１０５とは、ベルト１０６が巻かれることにより相互に接続されている。車輪１０３の回転は、２つのプーリ１０２，１０５及びベルト１０６を介して発電機１０１の入力軸１０７に伝達される。
【００６８】
鉄道１６，１７を利用してレドックス電池２０を輸送する場合、輸送の態様は、充電されたレドックス電池２０を発電地Ｘから電力消費地Ｙに鉄道だけで輸送したり、放電されたレドックス電池２０を電力消費地Ｙから発電地Ｘに鉄道だけで輸送したりする態様に限定されない。例えば、発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間に図示しない積み替えステーションを設けておき、レドックス電池２０は、積み替えステーションで鉄道１６，１７からトレーラ１１やトラックに積み替えたり、逆にトレーラ１１やトラックから鉄道１６，１７に積み替えたりして輸送してもよい。
【００６９】
なお、トレーラ１１や鉄道１６，１７以外のトラック及び船等の輸送手段１０でレドックス電池２０を輸送する場合にも、レドックス電池２０を補充電しながら輸送するとよい。
【００７０】
〈電解液の輸送用タンクを輸送する場合〉
発電地Ｘで充電されたバナジウム電解液を輸送用タンク４０で輸送する場合、正極用電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌ〜４ｍｏｌ／Ｌの５価のバナジウムイオン含有硫酸水溶液が輸送用タンク４０に収容されると共に、負極用電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌ〜４ｍｏｌ／Ｌの２価のバナジウムイオン含有硫酸水溶液が輸送用タンク４０に収容される。正極用電解液及び負極用電解液は、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、鉄、ケイ素及びクロムのうち１又は２以上の元素が合計０．４質量％未満であり、溶存酸素が５ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、より好ましくは０．５ｐｐｍ以下である。
【００７１】
こうした正極用電解液及び負極用電解液は、輸送中に変質しないようにする必要がある。そのため、輸送手段１０は、正極用電解液及び負極用電解液が変質することを防止する図示しない変質防止装置を備えている。具体的には、輸送用タンク４０内の温度を調整する温度調整装置、バナジウム電解液の溶存酸素の増加を防止する脱気装置等を備えている。なお、輸送用タンクは、収容されたバナジウム電解液と外気とが接触することを防止するために、密閉構造になっている。
【００７２】
変質防止装置である脱気装置は、液中の溶存酸素の増加を防止したり、液中の溶存酸素を除去したりすることができるものあれば特に限定されず、各種の方法を実施する装置を適用できる。脱気装置としては、例えば、輸送用タンク４０の内部を減圧して溶液中の溶存酸素を除去する減圧脱気法、液中に投入したノズルから不活性ガスをバブリングして液中の溶存酸素を除去するバブリング脱気法、脱気膜を用いて溶存酸素を除去する脱気膜法等を実施する装置を挙げることができる。
【００７３】
輸送手段１０は、こうした脱気装置等の変質防止装置を備えているので、輸送用タンク４０内のバナジウム電解液の溶存酸素が輸送中に増加すること防止し、過酸化物等のスラッジが輸送中に発生することを効果的に防止することができる。
【００７４】
〈電解液の入れ替え〉
次に、電力消費地Ｙで放電されたレドックス電池２０に存在する放電されたバナジウム電解液と、発電地Ｘから輸送されてきた輸送用タンク４０に収容されている充電されたバナジウム電解液との入れ替えについて、図１０を参照して説明する。
【００７５】
電力エネルギーの輸送システムは、輸送用タンク４０内と電力消費地のレドックス電池２０のセル内とを外気から遮断した状態で連結し、輸送用タンク４０に収容された充電済みの正極用電解液及び負極用電解液と、電力消費地のレドックス電池２０のセル内の放電された正極用電解液及び負極用電解液とを交換する交換装置を備えている。
【００７６】
交換装置は、特に図示していないが、輸送用タンク４０と電力消費地のレドックス電池２０のセルとを連絡する配管又はホース、輸送用タンク４０に充填された窒素ガス又は電力消費地のレドックス電池２０のセルに移された窒素ガスを送り出すポンプ、電解液を真空引きするためのポンプ、配管又はホースに接続され、輸送用タンク４０と電力消費地のレドックス電池２０のセルを連通又は遮断を行うバルブ等を備えている。電解液の入れ替えは、こうした交換装置を使用して次のように行われる。
【００７７】
図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示されている「ＤＥＳ」は放電されたバナジウム電解液、「ＣＥＳ」は充電されているバナジウム電解液、「Ｎ２」は窒素ガスをそれぞれ表している。なお、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）において、説明を容易にするために、各図の右側に示した輸送用タンク４０を輸送用タンク４０１とし、各図の左側に示した輸送用タンク４０を輸送用タンク４０２とする。
【００７８】
バナジウム電解液の入れ替えは、図１０（Ａ）に示すように、まず、電力消費地Ｙで放電されたレドックス電池２０のセルと、窒素ガスが充填されている輸送用タンク４０１とを配管等で連結し、レドックス電池２０のセル内のバナジウム電解液と輸送用タンク４０１内の窒素ガスとの入れ替えが行われる。その結果、図１０（Ｂ）に示すように、放電されたバナジウム電解液が輸送用タンク４０１に収容され、窒素ガスが電力消費地Ｙに設置されているレドックス電池２０のセルに充填される。
【００７９】
次いで、電力消費地Ｙで放電されたレドックス電池２０のセルと、充電されたバナジウム電解液が収容された輸送用タンク４０２とを配管等で連結し、レドックス電池２０のセル内の窒素ガスと輸送用タンク４０２内のバナジウム電解液との入れ替えが行われる。その結果、図１０（Ｃ）に示すように、充電されたバナジウム電解液が電力消費地Ｙに設置されているレドックス電池２０のセルに収容され、窒素ガスが輸送用タンク４０２に充填される。
【００８０】
以上のように、バナジウム電解液の入れ替えは、輸送用タンク４０からレドックス電池２０のセルに窒素ガスを送り込んだり、レドックス電池２０のセルから輸送用タンク４０に窒素ガスを送り込んだりして行う。そのため、バナジウム電解液は空気に接触しないので、バナジウム電解液の交換過程で、過酸化物等のスラッジが発生することを効果的に防止することができる。
【００８１】
なお、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）は、輸送用タンク４０ひとつひとつに充電済みのバナジウム電解液を収容すると共に及び窒素ガスを充填して入れ替えを行う場合を示している。しかし、入れ替えは、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示した輸送用タンク４０Ａ，４０Ｂを利用して行うこともできる。例えば、図５（Ａ）に示した輸送用タンク４０Ａを利用する場合、部屋４１Ａに正極用電解液を収容し、部屋４２Ａに負極用電解液を収容し、空の部屋４３Ａに窒素ガスを収容しておく。正極用電解液の入れ替えは、部屋４１Ａ、レドックス電池ＢＴ及び部屋４３Ａを利用して行われる。負極用電解液の入れ替えは、部屋４２Ａ、レドックス電池ＢＴ及び部屋４３Ａを利用して行われる。
【００８２】
次に、カートリッジ式のタンク５５を利用して電解液を輸送する形態の１つの例について図１１を参照して説明する。図１１に示す電力エネルギーの輸送システムは、各電力消費地（図１のＹ参照。）に設置された放電設備を構成する装置７０ａと、この装置７０ａに対して着脱可能に構成されたカートリッジ式のタンク５５とを備えている。
【００８３】
タンク５５は仕切５８によって内部が２分割されていて、２つの部屋５６，５７がタンク５５の内部に形成されている。２つの部屋５６，５７のうち一方の部屋５６は、正極用電解液を収容するための部屋であり、他方の部屋５７は、負極用電解液を収容するための部屋である。発電地（図１のＸ参照。）で充電された正極用電解液と負極用電解液とが各部屋５６，５７にそれぞれ充填されている。こうしたタンク５５は、その下部に装置７０ａに着脱させるためのジョイント部２００を備えている。
【００８４】
タンク５５のジョイント部２００は各部屋５６，５７にそれぞれ設けられた流入口用のセルフシールカップラ２０１，２０３と流出口用のセルフシールカップラ２０２，２０４とにより構成されている。このセルフシールカップラ２０１，２０２，２０３，２０４は、後述する装置７０ａ側のジョイント部２１０を構成するセルフシールカップラ２０６，２０７，２０８，２０９に対して着脱可能に構成されている。セルフシールカップラ２０１，２０２，２０３，２０４は、タンク５５が単独で存在する状態では、流出口及び流入口をシールしており、タンク５５の内部に外気が浸入することを防止している。一方、装置７０ａ側のセルフシールカップラ２０６，２０７，２０８，２０９がタンク５５側のセルフシールカップラ２０１，２０２，２０３，２０４にはめ込まれ、タンク５５が装置７０ａに装着された状態では、タンク５５の内部と装置７０ａが備えるレドックス電池２０Ｂのセル２１ｂ，２２ｂとが連通される。
【００８５】
放電設備を構成する装置７０ａは、レドックス電池２０Ｂと、タンク５５が装着されるジョイント部２１０と、レドックス電池２０Ｂの正極セル２１ｂ及び負極セル２２ｂとジョイント部２１０とを連絡している配管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄとを備えている。また、レドックス電池２０Ｂの正極セル２１ｂとタンク５５の正極用電解液が収容された部屋５６との間で電解液を循環させるためのポンプ３１が配管３４ａ設けられている。同様に、負極セル２２ｂとタンク５５の負極用電解液が収容された部屋５７と間で電解液を循環させるためのポンプ３３が配管３４ｃに設けられている。なお、図１１は、装置７０ａが備えるレドックス電池２０Ｂの１つのセルについて概念的に示した図である。図２に示すように、複数のセルを積層して構成されたレドックス電池２０Ａである場合、各正極セル２１ａ及び各負極セル２２ａに配管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ及びポンプ３１，３３が設けられる。各正極セル２１ａ及び各負極セル２２ａの配管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、１箇所でそれぞれ連結され、ジョイント部２１０に連絡される。
【００８６】
装置７０ａ側のジョイント部２１０は、正極セル２１ｂに配管３４ａ，３４ｂで連絡されている流入部及び流出部を構成しているセルフシールカップラ２０６，２０７と、負極セル２２ｂに配管３４ｃ，３４ｄで連絡されている流入部及び流出部を構成するセルフシールカップラ２０８，２０９とを備えている。セルフシールカップラ２０６，２０７，２０８，２０９は、タンク５５側のセルフシールカップラ２０１，２０２，２０３，２０４に対して着脱可能に構成されており、セルフシールカップラ２０６，２０７，２０８，２０９とセルフシールカップラ２０１，２０２，２０３，２０４とが連結されることによって、タンク５５の正極電解液が収容された部屋５６と正極セル２１ｂとを連通させると共に、タンク５５の負極電解液が収容された部屋５７と負極セル２２ｂとを連通させている。
【００８７】
こうしたカートリッジ式のタンク５５を有する放電設備は、タンク５５が放電設備を構成する装置７０ａに装着された後、ポンプ３１の作用によって正極用電解液をタンク５５の部屋５６と正極セル２１ｂとの間を循環させる。同様に、放電設備は、ポンプ３３の作用によって負極用電解液をタンク５５の部屋５７と負極セル２２ｂとの間を循環させる。
【００８８】
以上、発電地Ｘが大陸の一定地域に設けられ且つ、陸続きの電力消費地Ｙにレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を陸上輸送して電力を輸送する場合を例に説明した。しかし、第１実施形態は、発電設備１及び充電設備２が設けられた発電地Ｘと電力消費地Ｙとが海を隔てて存在する場合に、船が発電地Ｘと電力消費地Ｙとの間で往復させてレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を海上輸送する場合にも適用することができる。
【００８９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態は、輸送手段１０が図示しない発電装置及び充電装置を有し、輸送手段１０がレドックス電池２０又は輸送用タンク４０内のバナジウム電解液を充電しながら輸送する形態である。第２実施形態は、輸送手段１０が発電地Ｘと電力消費地Ｙとを連絡するだけでなく、複数の電力消費地Ｙ同士も連絡している。図１２及び図１３を参照して、複数の島からなる諸島地域を船１２０でレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送する場合を例にして第２実施形態を説明する。
【００９０】
第２実施形態の電力エネルギーの輸送システムが適用される諸島地域は、例えば、図１２及び図１３に示すように、発電設備１及び充電設備２が設置されたＸ島と、電力消費地Ｙが存在する３つのＳ島、Ｔ島及びＵ島とから構成されている。
【００９１】
〈発電設備及び充電設備〉
Ｘ島に設置された発電設備１は、例えば、風力発電機１が用いられる。ただし、発電設備１は、火力発電機、水力発電機、原子力発電機、太陽光発電機及び地熱発電機等その他の発電設備を利用することができる。充電設備２は、第１実施形態の充電設備２と同様に、ＡＣ／ＤＣ変換装置３、コントローラ４及び接続部５を備えている。なお、この電力エネルギーの輸送システムは、レドックス電池２０を搬送する場合とバナジウム電解液を輸送する場合とを含むシステムである。電力エネルギーの輸送システムがバナジウム電解液を輸送するシステムである場合、充電設備２は、放電されたバナジウム電解液を収容し且つ、充電させることができる充電専用のレドックス電池２０が設けられる。
【００９２】
〈放電設備〉
放電設備７０は、電力消費地ＹであるＳ島、Ｔ島及びＵ島にそれぞれ設置されている。各放電設備７０は、ＤＣ／ＡＣ変換装置と、レドックス電池２０からの放電を制御するコントローラと、レドックス電池２０又は放電用セルが接続される接続部とを備えている。各放電設備７０は、各島に設置され様々な電力を消費する施設と送電線等で接続されている。レドックス電池２０は、Ｓ島、Ｔ島及びＵ島の各島にそれぞれ配給されており、レドックス電池２０は放電設備７０に接続されて電力を供給するようになっている。
【００９３】
〈輸送手段〉
レドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０は、図１２及び図１３に示すように、船１２０で輸送される。レドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０の輸送は、例えば、図１３に示すように、船がＸ島から出航し、Ｓ島、Ｔ島、Ｕ島の順に寄港して行われる。Ｕ島を出航した船１２０は、再びＸ島に帰港する。輸送に用いられる船１２０は発電装置及び充電装置を備えており、輸送中のレドックス電池２０又は輸送用タンク４０に収容されているバナジウム電解液を充電することができるようになっている。船１２０に設けられた発電装置は、例えば、船１２０に設けられたオルタネータが利用される。ただし、発電設備１は、太陽光発電パネルを有するソーラー発電装置を船１２０に設置したりして設けてもよい。なお、電解液の輸送用タンク４０を輸送する場合、輸送手段１０は、輸送用タンク４０内の電解液が変質することを防止する変質防止装置を備えている。
【００９４】
〈輸送中の充電及び電解液の入れ替え〉
第２実施形態は、レドックス電池２０を輸送する場合、及び電解液を収容した輸送用タンク４０を輸送する場合のいずれにも適用することができるが、以下では、輸送用タンク４０に電解液を収容し、船１２０で輸送用タンク４０を輸送する場合について図１３を参照して説明する。なお、図１３は、説明の便宜のために簡略して示したものであり、船１２０が３つ輸送用タンクのみを搭載した場合を示している。また、輸送用タンク４０は、図１３に符号Ａ，Ｂ，Ｃで示している。また、Ｓ島、Ｔ島及びＵ島に配給されたレドックス電池は、符号ＢＴで示している。
【００９５】
船１２０はＸ島を出航するときに電解液を貯蔵するための３つ輸送用タンクＡ，Ｂ，Ｃを搭載している。輸送用タンクＡ及び輸送用タンクには、Ｘ島で充電されたバナジウム電解液を内部に収容している。輸送用タンクＣは空である。
【００９６】
船１２０は、最初にＳ島に寄港する。Ｓ島に配給されているレドックス電池ＢＴの放電された電解液は、船１２０によって輸送された充電済みの電解液と交換される。まず、Ｓ島のレドックス電池ＢＴのセルに収容されている電解液は、空の輸送用タンクＣに移される。次いで、充電済みの電解液が収容された輸送用タンクからＳ島に配給されているレドックス電池ＢＴの正極セル２１及び負極セル２２に正極用電解液及び負極用電解液がそれぞれ移される。その結果、輸送用タンクＡは空になり、輸送用タンクＣは、放電されたバナジウム電解液が収容される。
【００９７】
Ｓ島でバナジウム電解液の入れ替えが終了した後、船１２０はＴ島に向けて出航する。船１２０がＳ島からＴ島に移動している間、輸送用タンクＣに収容されたバナジウム電解液は充電される。
【００９８】
船１２０がＴ島に寄港した後、Ｔ島に配給されているレドックス電池ＢＴの放電された電解液は、輸送された充電済みの電解液と交換される。まず、Ｔ島のレドックス電池ＢＴのセルに収容されている電解液は、空の輸送用タンクＡに移される。次いで、充電済みの電解液が収容された輸送用タンクＢからレドックス電池ＢＴの正極セル２１及び負極セル２２に正極用電解液及び負極用電解液がそれぞれ移される。その結果、輸送用タンクＢは空になり、輸送用タンクＡは、放電されたバナジウム電解液が収容される。
【００９９】
Ｔ島でバナジウム電解液の入れ替えが終了した後、船１２０はＵ島に向けて出航する。船１２０がＴ島からＵ島に移動している間、輸送用タンクＡ，Ｃに収容されたバナジウム電解液は充電される。
【０１００】
船１２０がＵ島に寄港した後、Ｕ島に配給されているレドックス電池ＢＴの放電された電解液は、輸送された充電済みの電解液と交換される。まず、Ｕ島のレドックス電池ＢＴのセルに収容されている電解液は、空の輸送用タンクＢに移される。次いで、船１２０で充電された電解液が収容された輸送用タンクＣからレドックス電池ＢＴの正極セル２１及び負極セル２２に正極用電解液及び負極用電解液がそれぞれ移される。その結果、輸送用タンクＣは空になり、輸送用タンクＢは、放電されたバナジウム電解液が収容される。
【０１０１】
Ｕ島でバナジウム電解液の入れ替えが終了した後、船１２０はＸ島に向けて出航する。船１２０がＵ島からＸ島に移動している間、輸送用タンクＡ，Ｂに収容されたバナジウム電解液は充電される。船１２０がＸ島に帰港した後、充電済みのバナジウム電解液が空の輸送用タンクＣに収容される。一方、船１２０上での充電が不十分な輸送用タンクＢのバナジウム電解液は、Ｘ島に移される。その結果、充電済みの電解液が輸送用タンクＡ，Ｃに収容され、輸送用タンクＢは空になる。
【０１０２】
こうしたバナジウム電解液の入れ替えと船１２０上での充電が繰り返されることにより、電力エネルギーは、Ｘ島からＳ島、Ｔ島及びＵ島に送られる。なお、図１３に示した船１２０の経路は１つの例を示したものであり、船１２０の経路は図１３に示した経路に限定されない。また、電力エネルギーの供給は、船１２０をＸ島とＳ島、Ｘ島とＴ島、Ｘ島とＵ島とをそれぞれ往復させて行ってもよい。
【０１０３】
なお、図１３は、別々の輸送用タンク４０に充電済みのバナジウム電解液を収容すると共に及び窒素ガスを充填して入れ替えを行う場合を示している。しかし、入れ替えは、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示した輸送用タンク４０Ａ，４０Ｂを利用して行うこともできる。例えば、図５（Ａ）に示した輸送用タンク４０Ａを利用する場合、部屋４１Ａに正極用電解液を収容し、部屋４２Ａに負極用電解液を収容し、空の部屋４３Ａに窒素ガスを収容しておく。正極用電解液の入れ替えは、部屋４１Ａ、レドックス電池ＢＴ及び部屋４３Ａを利用して行われる。負極用電解液の入れ替えは、部屋４２Ａ、レドックス電池ＢＴ及び部屋４３Ａを利用して行われる。
【０１０４】
以上、第２実施形態を複数の島からなる諸島に適用した場合を例に説明した。しかし、第２実施形態は、発電地Ｘが大陸の一定地域に設けられ且つ、陸続きの電力消費地Ｙにレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を陸上輸送して電力を輸送する場合にも適用することができる。
【０１０５】
図１４は、トレーラ１１を利用してレドックス電池２０を発電地Ｘから電力消費地ＹであるＰ地、Ｑ地及びＲ地の３箇所に順次に輸送する場合を示している。なお、図１４において、トレーラ１１に搭載されているレドックス電池２０は符号Ａ，Ｂ，Ｃで示し、電力消費地ＹであるＰ地、Ｑ地及びＲ地に配給されているレドックス電池２０は、符号ＢＴで示している。
【０１０６】
トレーラ１１は、図示しない発電装置及び充電装置を備えている。なお、発電装置は、トレーラ１１を牽引する牽引自動車１２に設けられたオルタネータを利用することもできる。
【０１０７】
トレーラ１１は、３つのレドックス電池Ａ，Ｂ，Ｃを搭載することが可能に構成されている。トレーラ１１は、Ｘ地を出発するときに２つのレドックス電池Ａ，Ｂを搭載している。搭載されたレドックス電池Ａ，Ｂは、Ｘ地で充電されたものである。
【０１０８】
トレーラ１１は、最初にＰ地に立ち寄る。Ｐ地に配給されているレドックス電池ＢＴは、輸送されてきた充電済みレドックス電池Ａと交換される。まず、Ｐ地のレドックス電池ＢＴは、Ｐ地の放電設備から切り離され、トレーラ１１の空きスペースに搭載される。図１４の符号Ｃで示した図形が搭載されたレドックス電池である。次いで、充電済みのレドックス電池Ａがトレーラ１１からおろされ、Ｐ地の放電設備に接続される。Ｐ地でレドックス電池２０の交換が終了した後、トレーラ１１はＱ地に向かう。トレーラ１１がＰ地からＱ地に移動している間、Ｐ地で搭載されたレドックス電池Ｃは充電される。
【０１０９】
トレーラ１１がＱ地に到着した後、Ｑ地に配給されているレドックス電池ＢＴは、輸送された充電済みのレドックス電池Ｂと交換される。まず、Ｑ地のレドックス電池ＢＴがＱ地の放電設備から切り離され、トレーラ１１の空きスペースに搭載される。図１４の中のＱ地の位置に符号Ａで示した図形が搭載されたレドックス電池である。次いで、充電済みのレドックス電池Ｂがトレーラ１１からおろされ、Ｑ地の放電装置に接続される。Ｑ地でレドックス電池の交換が終了した後、トレーラ１１はＲ地に向かう。トレーラ１１がＱ地からＲ地に移動している間、Ｐ地及びＲ地で搭載されたレドックス電池Ａ，Ｃは充電される。
【０１１０】
トレーラ１１がＲ地に到着した後、Ｒ地に配給されているレドックス電池ＢＴは、輸送中に充電したレドックス電池Ｃと交換される。まず、Ｒ地のレドックス電池ＢＴがＲ地の放電設備から切り離され、トレーラ１１の空きスペースに搭載される。図１４の中のＲ地の位置に符号Ｂで示した図形が搭載されたレドックス電池である。次いで、輸送中に充電したレドックス電池Ｃがトレーラ１１からおろされ、Ｒ地の放電装置に接続される。レドックス電池は、以上の工程を経てＰ地、Ｑ地及びＲ地で交換される。
【０１１１】
Ｒ地でレドックス電池を交換した後、トレーラ１１は２つのレドックス電池Ａ，Ｂを搭載してＸ地に向けて出発する。トレーラ１１がＸ地に到着した後、トレーラ１１に搭載されていた２つのレドックス電池Ａ，Ｂはおろされ、Ｘ地で充電された２つの新たなレドックス電池２０がトレーラ１１に搭載される。Ｘ地からＰ地、Ｑ地及びＲ地への電力エネルギーの供給は、こうした工程を繰り返して行われる。
【０１１２】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態は、電力エネルギーの輸送システムが当該電力エネルギーの輸送システムの遂行に必要な各種の情報を管理することによりレドックス電池又は電解液の輸送用タンクを発電地と電力消費地との間で輸送する実施形態である。図１５は、第３実施形態の電力エネルギーの輸送システムの適用例を示す図であり、複数の輸送手段１０が２箇所の発電地Ｘ１，Ｘ２と４箇所の電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４との間で電力エネルギーを輸送する場合を示したものである。この電力エネルギーの輸送システムは、情報管理センター１５０を有し、この情報管理センター１５０と発電地Ｘ１，Ｘ２及び電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４との間で相互に情報の信号を送受信している。また、電力エネルギーの輸送システムは、輸送手段１０の位置を把握するシステム、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を備えている。なお、この電力エネルギーの輸送システムは、輸送手段１０としてトラック１８０を利用している。
【０１１３】
情報管理センター１５０は、信号を送受信する信号送受信部１５１、種々の情報が記録された情報記録媒体１５２、並びに及び信号送受信部１５１からの信号及び情報記録媒体１５２のデータに基づいて情報を処理する処理部１５３を備えている。信号送受信部１５１は、発電地Ｘ１，Ｘ２、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４及びトラック１８０と通信を行っている。情報記録媒体１５２は、例えば、発電地Ｘ１，Ｘ２に関する情報、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４に関する情報、トラック１８０に関する情報、並びにレドックス電池２０及び電解液の輸送タンク４０に関する情報その他の情報を記録している。
【０１１４】
発電地Ｘ１，Ｘ２は、発電設備１及び充電設備２の他、情報管理センター１５０と通信を行う通信部１６０を備えている。発電地Ｘ１，Ｘ２は、例えば、充電されたレドックス電池２０又は充電された電解液が収容された輸送用タンク４０の数、これから充電されるレドックス電池２０や電解液が収容された輸送用タンク４０の数等の情報の信号を通信部１６０から情報管理センター１５０に送信している。また、発電地Ｘ１，Ｘ２は、充電中のレドックス電池２０又は電解液がある場合には、充電が終了するまでに要する時間を、充電設備２が備えるコントローラ４が算出し、その情報の信号を通信部１６０から情報管理センター１５０に送信している。
【０１１５】
電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４は、放電設備７０の他、情報管理センター１５０と通信を行う通信部１７０を備えている。電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４では、例えば、放電設備７０に設けられたコントローラ７４はレドックス電池２０が放電し終えるまでの時間を算出する。コントローラ７４により算出された結果の情報の信号は、通信部１７０から情報管理センター１５０に送信される。
【０１１６】
トラック１８０は、図示しない衛星からの信号を受信すると共に、算出された位置情報の信号を送信する送信部１８１を備えている。この位置情報の信号は送信部１８１から図示しない衛星を介して情報管理センター１５０に送信される。
【０１１７】
情報管理センター１５０の信号送受信部１５１は、発電地Ｘ１，Ｘ２、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４及びトラック１８０から送信された信号を受信する。情報管理センター１５０の処理部１５３は、発電地Ｘ１，Ｘ２、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４及びトラック１８０から送信された信号及び情報記録媒体１５２に記録されたデータに基づいて、発電地Ｘ１，Ｘ２に存在するレドックス電池２０又は電解液の輸送タンク４０の数や充電の状況、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４に存在するレドックス電池２０の放電の状況、トラック１８０の現在する位置等を算出している。
【０１１８】
電力エネルギーの輸送システムは、情報管理センター１５０の処理部１５３により算出された結果に基づいて、どの発電地Ｘ１，Ｘ２から充電済みのレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送するか、どのトラック１８０を使用するか、どの電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４に、いつまでにレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送するかを決定している。例えば、情報管理センター１５０が、電力消費地Ｙ１から、レドックス電池２０が放電を終えるまでの時間情報の信号を受信したとする。また、情報管理センター１５０は、発電地Ｘ１から充電済みのレドックス電池２０は複数の在庫が存在すという情報の信号を受信したとする。情報管理センター１５０の処理部１５３は、発電地Ｘ１からの信号及び電力消費地Ｙ１からの信号と、情報管理センター１５０の情報記録媒体１５２のデータとに基づいて、発電地Ｘ１から電力消費地Ｙ１にレドックス電池２０を輸送するのに要する時間を算出する。情報管理センター１５０は、トラック１８０から送信されてくる位置情報の信号と、情報記録媒体１５２のデータとに基づいて、複数存在するトラック１８０の中からどのトラック１８０を利用すれば、電力消費地Ｙ１のレドックス電池が放電終わる前にレドックス電池２０を発電地Ｘ１から電力消費地Ｙ１に輸送できるかを選択する。
【０１１９】
電力エネルギーの輸送システムは、発電地Ｘ１，Ｘ２、電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４、トラック１８０及び情報管理センター１５０の間でこうした情報の信号を送受信し、情報管理センター１５０で情報の処理を行うことによって、発電地Ｘ１，Ｘ２から電力消費地Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４にレドックス電池２０又は電解液の輸送用タンク４０を輸送する。
【０１２０】
［第４実施形態］
次に、図１６を参照して第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムについて説明する。
【０１２１】
まず、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムの概要を説明する。この電力エネルギーの輸送システムでは、レドックス電池に用いられる正極用電解液及び負極用電解液として、濃度が相対的に高い高濃度電解液と濃度が相対的に低い低濃度電解液が、それぞれ準備される。電力消費地Ｙで用いられるレドックス電池の正極用電解液及び負極用電解液は、低濃度電解液である。輸送手段には、少なくとも高濃度電解液が用いられているレドックス電池が搭載される。
【０１２２】
輸送手段又は電力消費地Ｙには、充電手段が設けられている。充電手段は、電力消費地で放電された、低濃度電解液が用いられているレドックス電池に、高濃度電解液が用いられているレドックス電池から充電する。輸送手段に設けられた充電手段は、輸送手段に搭載された、低濃度電解液が用いられているレドックス電池に、高濃度電解液が用いられているレドックス電池から充電することができるように構成されている。
【０１２３】
この第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムは、第１実施形態の電力エネルギーの輸送システムから第３実施形態の電力エネルギーの輸送システムと同様に、発電地Ｘに発電設備及び充電設備を有すると共に、各電力消費地Ｙに放電設備を有している。なお、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムに設けられた発電設備、充電設備及び放電設備は、第１実施形態の電力エネルギーの輸送システムから第３実施形態の電力エネルギーの輸送システムと同様なので、ここでは、これらの説明を省略する。
【０１２４】
また、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムは、発電地Ｘと各電力消費地Ｙとが陸続きである場合、及び発電地Ｘと各電力消費地Ｙとがそれぞれ島である場合の両方に適用することができる。発電地Ｘと各電力消費地Ｙとが陸続きである場合、輸送手段としては、鉄道、トラック、トレーラ等を利用することができる。発電地Ｘと各電力消費地Ｙとがそれぞれ島である場合、輸送手段としては、船を利用することができる。以下、発電地Ｘと各電力消費地Ｙとが陸続きであり、輸送手段として、図１６に示すようにトラック１８０を利用した場合を例にして説明する。
【０１２５】
トラック１８０は、複数のレドックス電池を搭載することが可能に構成されている。図１６に示す例では、３つのレドックス電池Ｆ，Ｇ，Ｈがトラック１８０に搭載されている。なお、トラック１８０に搭載された３つのレドックス電池Ｆ，Ｇ，Ｈは、発電地Ｘで充電されたものである。レドックス電池Ｆの電解液は、濃度が相対的に高く、レドックス電池Ｇ，Ｈの電解液は、濃度が相対的に低い。以下、高い濃度の電解液が用いられているレドックス電池を「高濃度のレドックス電池」といい、低い濃度の電解液が用いられているレドックス電池を「低濃度のレドックス電池」という。
【０１２６】
「高濃度のレドックス電池」とは、濃度が約２．５ｍｏｌ／Ｌ以上の電解液を用いたレドックス電池を意味する。ただし、濃度の下限値は、厳密に２．５ｍｏｌ／Ｌであることを意味しない。例えば、約２．２ｍｏｌ／Ｌの電解液も、ここでいう高濃度の電解液に含まれる。
【０１２７】
また、「低濃度のレドックス電池」とは、高濃度のレドックス電池よりも濃度が低いレドックス電池を意味する。具体的には、高濃度のレドックス電池によって実用充電が１回以上可能なレドックス電池を意味する。なお、「実用充電」とは、充電が１００％行われない場合でも、レドックス電池を正常に機能させることができる充電を意味する。例えば、全容量の５０％だけ充電された場合でも、レドックス電池を正常に機能させることができればよい。
【０１２８】
トラック１８０は、最初に電力消費地Ｙ１に立ち寄る。電力消費地Ｙ１で行われる工程は、２つのタイプに大別することができる。
【０１２９】
第１タイプの工程では、輸送されてきた低濃度のレドックス電池Ｈと電力消費地Ｙ１に予め配給されている低濃度のレドックス電池Ｍとが交換される。第１タイプの工程は、まず、電力消費地Ｙ１で使用されたレドックス電池Ｍが、放電設備から切り離される。次いで、搬送された低濃度のレドックス電池Ｈがトラック１８０から降ろされる。低濃度のレドックス電池Ｈは、電力消費地Ｙ１の放電設備に接続される。一方、予め配給されていたレドックス電池Ｍは、レドックス電池Ｈが搭載されていたスペースに搭載される。なお、図１６は、電力消費地Ｙ１において、レドックス電池を１個だけ交換している例を示している。しかし、各電力消費地において、電池は、複数交換してもよい。
【０１３０】
第２タイプの工程では、電力消費地Ｙ１に予め配給されている低濃度のレドックス電池Ｍが、輸送されてきた高濃度のレドックス電池Ｆによって充電される。第２タイプの工程では、例えば、高濃度のレドックス電池Ｆをトラック１８０に搭載したまま、高濃度のレドックス電池Ｆと電力消費地Ｙ１の低濃度のレドックス電池Ｍとを充電手段であるケーブル１９０で接続して、低濃度のレドックス電池Ｍの充電が行われる。第２タイプの工程においても、各電力消費地では、複数の電池に充電してよい。
【０１３１】
トラック１８０は、電力消費地Ｙ１でレドックス電池Ｈとレドックス電池Ｍとの交換が行われるか、又はレドックス電池Ｍの充電が行われた後、次の電力消費地、例えば、電力消費地Ｙ２に移動する。電力消費地Ｙ１において、レドックス電池Ｈとレドックス電池Ｍとの交換が行われた場合、レドックス電池Ｍの充電が移動中のトラック１８０で行われる。レドックス電池Ｍの充電は、図１６に示すように、例えば、トラック１８０に搭載された高濃度のレドックス電池Ｆと低濃度のレドックス電池Ｍとを充電手段であるケーブル１９０で接続して行う。レドックス電池Ｆは電解液の濃度が高いので、充電容量が大きい。そのため、多くの低濃度のレドックス電池に充電を行うことができる。
【０１３２】
トラック１８０が次の電力消費地Ｙ２に到着した後、電力消費地Ｙ２に予め配給されているレドックス電池Ｎは、輸送された充電済みのレドックス電池Ｇと交換されか、又は高濃度のレドックス電池Ｆによって充電される。なお、レドックス電池Ｎとレドックス電池Ｇとの交換は、上記の第１タイプの工程と同様の工程により行われる。また、高濃度のレドックス電池Ｆによるレドックス電池Ｎの充電は、上記の第２タイプの工程と同様の工程により行われる。
【０１３３】
なお、図１６には、電力消費地が電力消費地Ｙ１と電力消費地Ｙ２の２箇所しか示していないが、この第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムは、３箇所以上の電力消費地が存在する場合にも適用することができる。
【０１３４】
第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムでは、各電力消費地Ｙ１，Ｙ２でレドックス電池Ｍ，Ｎの充電を行うか、又はレドックス電池Ｍ，Ｎの交換を行うこと、及び、トラック１８０がある電力消費地から次の電力消費地に移動する最中に、高濃度のレドックス電池Ｆから低濃度のレドックス電池Ｍ，Ｎに充電を行うことを繰り返し行う。そして、トラック１８０がすべての電力消費地で、レドックス電池Ｍ，Ｎの充電を行うか、若しくはレドックス電池Ｍ，Ｎの交換を行った場合、又は、トラック１８０に搭載した高濃度のレドックス電池Ｆが放電し終えた場合に、トラック１８０が発電地Ｘに引き返す。
【０１３５】
以上、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムにおいて、高濃度のレドックス電池Ｆと低濃度のレドックス電池Ｇ，Ｈとを搭載して複数の電力消費地Ｙ１，Ｙ２を巡回する場合について説明した。ただし、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムでは、高濃度のレドックス電池Ｆだけをトラック１８０に搭載し、各電力消費地Ｙ１，Ｙ２で、高濃度のレドックス電池Ｆから電力消費地Ｙ１，Ｙ２の低濃度のレドックス電池Ｍ，Ｎに充電を行うようにすることもできる。
【０１３６】
また、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムでは、図１７に示すように、各電力消費地に充電センター／交換センターＺを設けることによって、電力エネルギーの輸送システムを構成することもできる。なお、図１７には、１箇所の電力消費地Ｙ３だけが示されているが、この電力エネルギーの輸送システムは、複数の電力消費地が存在する場合にも適用することができる。
【０１３７】
この電力エネルギーの輸送システムでは、高濃度のレドックス電池Ｋが、電力消費地Ｙ３の充電センター／交換センターＺに予め配給されている。トラック１８０は、高濃度のレドックス電池Ｆを搭載し、高濃度のレドックス電池Ｆを電力消費地Ｙ３の充電センター／交換センターＺに輸送する。なお、輸送手段として、トレーラ及びトレーラを牽引する牽引自動車１２を利用する場合、充電センター／交換センターＺで、レドックス電池を搭載したトレーラごと交換することができる。また、鉄道の貨物車を利用する場合、充電センター／交換センターＺで、レドックス電池を搭載した貨物車ごと交換することができる。そのため、輸送手段としてトレーラや鉄道を利用した場合、充電センター／交換センターＺで効率良くレドックス電池の交換を行うことができる。
【０１３８】
電力消費地Ｙ３の充電センター／交換センターＸでは、トラック１８０で搬送した高濃度のレドックス電池Ｆと放電された高濃度のレドックス電池Ｋとが交換されるか、又は、放電された高濃度のレドックス電池Ｋがトラック１８０で搬送した高濃度のレドックス電池Ｆによって充電される。そして、電力消費地Ｙ３の充電センター／交換センターＺでは、電力消費地Ｙ３に予め配給されている低濃度のレドックス電池Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が、交換されたレドックス電池Ｆ、又は充電されたレドックス電池Ｋによって、充電される。
【０１３９】
トラック１８０は、レドックス電池Ｋに充電することによって放電されたレドックス電池Ｆ、又はレドックス電池Ｆと交換されたレドックス電池Ｋを、電力消費地Ｙ３の充電センター／交換センターＺから発電地Ｘに搬送する。
【０１４０】
この第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムでは、正極用電解液及び負極用電解液の化学的状態を維持する状態維持装置を搬送手段に備えることができる。また、高濃度のレドックス電池を搬送中に補充電するための補充電手段を搬送手段に設けることもできる。
【０１４１】
また、第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムは、上記の第３実施形態の電力エネルギーの輸送システムのところで説明したように、電力エネルギーの輸送システムが当該電力エネルギーの輸送システムの遂行に必要な各種の情報を管理することにより、レドックス電池を発電地Ｘと電力消費地との間で輸送するように構成することもできる。
【０１４２】
例えば、複数の発電地と複数の電力消費地とが存在する地域に第４実施形態の電力エネルギーの輸送システムを適用したとする。その場合に、例えば、電力消費地Ｙ１でレドックス電池の交換が必要であるとする。電力エネルギーの輸送システムは、電力消費地Ｙ１に近い発電地からレドックス電池を搬送するように情報の処理をしたり、電力消費地Ｙ１に最も近い位置を走行している輸送手段に電力消費地Ｙ１に向かうように情報の処理をしたりする。また、電力エネルギーの輸送システムは、各搬送手段に搭載された高濃度のレドックス電池の残量をセンサーで検知し、発電地で充電が必要なレドックス電池を搭載している輸送手段に対し、発電地に引き返すように命令を送る処理を行う。
【０１４３】
以上、第１〜第４実施形態において、電解液を搬送する場合、トレーラ、トラック、鉄道及び船等を利用して搬送する場合を例に説明した。しかしながら、発電地Ｘと電力消費地Ｙとをパイプラインで連絡し、電解液をパイプラインで搬送するように電力エネルギーの輸送システムを構成することもできる。
【０１４４】
また、電力消費地Ｙに複数の放電設備を設ける場合、電解液を収容するための１又は複数の貯蔵タンクと複数の放電設備とをパイプラインで連絡して電力エネルギーの輸送システムを構成してもよい。そうした例としては、例えば、電力消費地Ｙの工場等に１又は複数の貯蔵タンクと複数の放電設備とを設け、貯蔵タンクと放電設備とをパイプラインで連絡して構成する場合を挙げることができる。このように、電力消費地において電解液を収容する貯蔵タンクと放電設備とをパイプラインで連絡する場合、電解液を入れ替えし易い位置にタンクを設置することによって、電力消費地での電解液の入れ替えを効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  発電設備（風力発電機）
２  充電設備
３  ＡＣ／ＤＣ変換装置
４  コントローラ
５  接続部
１０  輸送手段
１１  トレーラ
１２  牽引自動車
１６  貨物車（鉄道）
１７  機関車（鉄道）
２０，２０Ａ，２０Ｂ  全バナジウムレドックス電池
２１ａ，２１ｂ  正極セル
２２ａ，２２ｂ  負極セル
２３ａ，２３ｂ  イオン交換膜
２４  電極
２４ａ  正極
２４ｂ  負極
２５  集電板
２６ａ，２６ｂ  エンドプレート
２７  締め付けジグ
２８  単位電解セル
３０  正極用電解液タンク
３２  負極用電解液タンク
３１，３３  ポンプ
３４  配管
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  配管
４０，４０Ａ，４０Ｂ  輸送用タンク
４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ  輸送用タンク４０Ａの内部の部屋
４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ  輸送用タンク４０Ｂの内部の部屋
４０１，４０２  輸送用タンク
５０  輸送用タンク
５１，５２，５３，５４  輸送用タンク５０の内部の部屋
５５  カートリッジ式のタンク
５６，５７  タンク５５の内部の部屋
５８  仕切
６０  コントローラ付き全バナジウムレドックス電池
６３  ＡＣ／ＤＣ変換装置
６４  ＤＣ／ＡＣ変換装置
６５  コントローラ
７０  放電設備
７０ａ  放電設備を構成する装置
７３  ＤＣ／ＡＣ変換装置
７４  コントローラ
７５  接続部
８０  鉄塔
８１  送電線
８５  電力を消費する施設
９０  エンジン
９１  ファン
９２，９６  プーリ
９３  ファンベルト
９５  オルタネータ
９６  プーリ
９７  入力軸
１００  車軸発電機
１０１  発電機
１０２，１０５  プーリ
１０３  車輪
１０４  車輪軸
１０６  ベルト
１０７  入力軸
１２０  船
１５０  情報管理センター
１５１  信号送受信部
１５２  情報記録媒体
１５３  処理部
１６０  通信部
１７０  通信部
１８０  トラック（輸送手段）
１８１  通信部
１９０  ケーブル（充電手段）
２００  ジョイント部
２０１，２０２，２０３，２０４  セルフシールカップラ
２０６，２０７，２０８，２０９  セルフシールカップラ
２１０  セルフレーム
２１１  内部電極
２１２  マニホールドと呼ばれる穴
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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