(57)【要約】電解液の過充電又は過放電を抑制するレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法を提供する。電池セルに電解液を循環供給するポンプと、前記ポンプの流量を制御するポンプ制御部と、前記電池セルに供給される前記電解液の入口側充電状態、前記電池セルから排出される前記電解液の出口側充電状態、及び前記電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定部と、を備え、前記ポンプ制御部は、前記測定部で測定したパラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定するポンプ流量演算部と、前記ポンプ流量演算部で決定した流量を前記ポンプに設定するポンプ流量命令部と、を有するレドックスフロー電池システム。
2015122390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、
電解液タンクと、
前記電解液タンクから前記電池セルに電解液を循環供給する循環配管と、
前記循環配管に前記電解液を循環させるポンプと、を備えるレドックスフロー電池システムであって、
前記ポンプの流量を制御するポンプ制御部と、
前記電池セルに供給される前記電解液の入口側充電状態、前記電池セルから排出される前記電解液の出口側充電状態、及び前記電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定部と、を備え、
前記ポンプ制御部は、
前記測定部で測定した少なくとも２つの前記パラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定するポンプ流量演算部と、
前記ポンプ流量演算部で決定した流量を前記ポンプに設定するポンプ流量命令部と、を有するレドックスフロー電池システム。
【請求項２】
前記測定部は、前記電解液の入口側充電状態及び出口側充電状態を測定し、
前記ポンプ流量演算部は、前記入口側充電状態と前記出口側充電状態との差から前記電池セルの充放電能率を算出する請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項３】
前記測定部は、前記電解液の入口側充電状態と前記電池セルに入出力される充放電電流を測定し、
前記ポンプ流量演算部は、前記充放電電流に応じた前記電池セルの充放電能率を算出し、前記入口側充電状態と当該充放電能率とに基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定する請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項４】
前記測定部は、前記電解液の出口側充電状態と前記電池セルに入出力される充放電電流を測定し、
前記ポンプ流量演算部は、前記充放電電流に応じた前記電池セルの充放電能率を算出し、前記出口側充電状態と当該充放電能率とに基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定する請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項５】
前記電池セルの充放電能率は、前記充放電電流の時間平均値又は時間積算値を用いて算出する請求項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。
【請求項６】
前記電池セルの端子電圧を測定する端子電圧測定部を備え、
前記ポンプ制御部が、前記電池セルの端子電圧が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かを判定する端子電圧判定部を有し、
前記ポンプ流量演算部は、
前記端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達する場合は、前記ポンプの流量を所定量増加させるように決定し、
前記端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達しない場合は、前記測定部で測定した少なくとも２つの前記パラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定する請求項１〜請求項５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７】
電解液タンクから電池セルに電解液をポンプにより循環供給して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、
前記電池セルに供給される前記電解液の入口側充電状態、前記電池セルから排出される前記電解液の出口側充電状態、及び前記電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定した少なくとも２つの前記パラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定するポンプ流量演算ステップと、
前記ポンプ流量演算ステップで決定した流量を前記ポンプに設定するポンプ流量制御ステップと、を備えるレドックスフロー電池の運転方法。
【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、及びレドックスフロー電池の運転方法に関する。特に、電解液の過充電又は過放電を抑制するレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レドックスフロー電池は、（１）安全性が高い、（２）充放電サイクル寿命が長い、（３）大容量化が容易である、（４）充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の常時監視が可能である、などの特徴を有しており、様々な用途への適用が可能である。レドックスフロー電池の用途としては、負荷平準化用途の他、瞬低補償や非常用電源などの用途、大量導入が進められている太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの出力平滑化用途などが挙げられる。【０００３】
レドックスフロー電池は、正極電極及び負極電極と、両電極の間に介在される隔膜とを有する電池セルに正極電解液及び負極電解液をそれぞれ循環供給して充放電を行う。電解液には、酸化還元により価数が変化する金属イオン（活物質）を含有する水溶液が使用されている。例えば、正極活物質にＦｅイオン、負極活物質にＣｒイオンを用いた鉄（Ｆｅ２＋／Ｆｅ３＋）−クロム（Ｃｒ３＋／Ｃｒ２＋）系レドックスフロー電池や、正極及び負極の活物質にＶイオンを用いたバナジウム（Ｖ２＋／Ｖ３＋−Ｖ４＋／Ｖ５＋）系レドックスフロー電池がよく知られている。【０００４】
一般に、レドックスフロー電池では、電解液を電池セルに循環させるためのポンプが必要であるため、ポンプ損失が生じ、ポンプの流量（電解液流量）を常に一定にして運転すると、ポンプ損失が大きく、電池効率が低下することがある。そこで、従来、レドックスフロー電池において、充電状態（「充電深度」と呼ばれることもある）に対応させてポンプの流量を調整して電解液を電池セルに供給することで、ポンプ損失を低減することが行われている。【０００５】
例えば、特許文献１、２には、ポンプ損失を低減して電池効率を改善する技術が開示されている。特許文献１には、セルの開放電圧、端子電圧、負荷電流、電解液流量を常時検出し、これらの検出結果に基づいて充電深度（開放電圧）に対応する最適な電解液流量でポンプを運転制御することが記載されている。特許文献２には、風力発電機にレドックスフロー電池を組み合わせ、風力発電機の出力を平均化処理し、この処理結果に基づいて電解液を循環させるポンプ出力を調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１４３５９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レドックスフロー電池において、ポンプ損失を低減するだけでなく、運転中、電解液が過充電又は過放電とならないように制御することが望まれている。【０００８】
レドックスフロー電池では、過充電になると、電池セル内で電解液が電気分解してガスが発生したり、活物質である金属イオンが析出したりすることがある。例えばＳＯＣが１００％の状態となり、更に過充電されると、活物質の電池反応以外の反応、具体的には電解液中の水の電気分解が起こり、正極では酸素（Ｏ２）が、負極では水素（Ｈ２）が発生する。正極では炭素電極と反応して一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ２）が発生する場合もある。一方、過放電になると、電解液の充電状態が低過ぎて、電池セルから出力（放電）することができなくなる。特に、過充電になると、電解液（活物質）の量の減少に伴う電池容量の低下や、析出した金属イオンが電極や隔膜に付着して充放電効率の低下を招く虞があることから、電解液が過充電とならないように制御することが望まれる。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的の１つは、ポンプ損失を低減しつつ、電解液の過充電又は過放電を抑制するレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレドックスフロー電池システムは、電池セルと、電解液タンクと、前記電解液タンクから前記電池セルに電解液を循環供給する循環配管と、前記循環配管に前記電解液を循環させるポンプと、を備える。更に、本発明のレドックスフロー電池システムは、前記ポンプの流量を制御するポンプ制御部と、前記電池セルに供給される前記電解液の入口側充電状態、前記電池セルから排出される前記電解液の出口側充電状態、及び前記電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定部と、を備える。そして、前記ポンプ制御部は、前記測定部で測定した少なくとも２つの前記パラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定するポンプ流量演算部と、前記ポンプ流量演算部で決定した流量を前記ポンプに設定するポンプ流量命令部と、を有する。【００１１】
本発明のレドックスフロー電池の運転方法は、電解液タンクから電池セルに電解液をポンプにより循環供給して充放電を行う。そして、以下の測定ステップと、ポンプ流量演算ステップと、ポンプ流量制御ステップと、を備える。
測定ステップは、前記電池セルに供給される前記電解液の入口側充電状態、前記電池セルから排出される前記電解液の出口側充電状態、及び前記電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する。
ポンプ流量演算ステップは、前記測定ステップで測定した少なくとも２つの前記パラメータから前記電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、前記電池セルから排出される前記電解液が過充電又は過放電とならないように前記ポンプの流量を決定する。
ポンプ流量制御ステップは、前記ポンプ流量演算ステップで決定した流量を前記ポンプに設定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法は、電解液の過充電又は過放電を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムの説明図である。
【図２】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムにおけるポンプの制御フローを説明する図である。
【図３】実施形態２に係るレドックスフロー電池システムの説明図である。
【図４】実施形態２に係るレドックスフロー電池システムにおけるポンプの制御フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１５】
（１）実施形態に係るレドックスフロー電池システムは、電池セルと、電解液タンクと、電解液タンクから電池セルに電解液を循環供給する循環配管と、循環配管に電解液を循環させるポンプと、を備える。更に、レドックスフロー電池システムは、ポンプの流量を制御するポンプ制御部と、電池セルに供給される電解液の入口側充電状態、電池セルから排出される電解液の出口側充電状態、及び電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定部と、を備える。そして、ポンプ制御部は、測定部で測定した少なくとも２つのパラメータから電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定するポンプ流量演算部と、ポンプ流量演算部で決定した流量をポンプに設定するポンプ流量命令部と、を有する。
【００１６】
上記レドックスフロー電池システムによれば、運転中の電池セルの充放電能率を把握し、この充放電能率に基づいて、電解液の充電状態に応じてポンプの流量を設定することで、電解液の過充電又は過放電を効果的に抑制できる。
【００１７】
レドックスフロー電池では、電解液の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）は、電解液中のイオン価数の比率によって決まる。例えば、正極及び負極の活物質にＶイオンを用いるバナジウム系レドックスフロー電池の場合、正極電解液では、正極電解液中のＶイオン（Ｖ４＋／Ｖ５＋）におけるＶ５＋の比率、負極電解液では、負極電解液中のＶイオン（Ｖ２＋／Ｖ３＋）におけるＶ２＋の比率で表される。充電時の電池反応は、電池セル内で正極ではＶ４＋がＶ５＋に酸化され、負極ではＶ３＋がＶ２＋に還元される。放電時の電池反応は、充電時と逆の反応になる。更に、イオン価数によって電位が異なることから、電解液中のイオン価数の比率と電解液の電位とには相間関係があり、電解液の電位から充電状態を求めることも可能である。例えば、Ｖ５＋及びＶ２＋の標準酸化還元電位はそれぞれ１．００Ｖ及び−０．２６Ｖである。また、レドックスフロー電池では、電池セルに入出力される充放電電流によって、正極及び負極での電解液中のイオン価数の変化に伴う電池反応が起こるため、通常、正極電解液と負極電解液との充電状態は同じになる。
【００１８】
電池セルの充放電能率とは、電解液が電池セル内を通過する間、即ち電解液が電池セルに供給されてから排出されるまでの間に変化する電解液の充電状態の変化量のことである。電解液の充電状態は、上述したように電解液中のイオン価数の比率によって決まることから、電解液の充電状態の変化量とは、電解液中のイオン価数の変化率と同義である。また、電池セル内での電解液中のイオン価数の変化は、電池セルに入出力される充放電電流と時間との積（電気量）に比例する。つまり、電池セルの充放電能率（電解液の充電状態の変化量）は、電池セルに入出力される充放電電流と時間との積（電気量）に比例し、電解液が電池セルを通過する時間における電気量の積算値によって決まる。ここで、電解液が電池セルを通過する時間は、予め電池セルの容量が分かっていることから、ポンプの流量（流速）から求められる。
【００１９】
電池セルの充放電能率は、電解液が電池セルを通過する時間に比例することから、ポンプの流量を増やす（流速を速くする）ほど低くなり、電池セル内の電解液の充電状態の変化量が小さくなる。一方、ポンプの流量を減らす（流速を遅くする）ほど高くなり、電池セル内の電解液の充電状態の変化量が大きくなる。電池セルの充放電能率が分かれば、電池セルから排出される電解液の充電状態を予測でき、電解液の入口側充電状態に応じて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定できる。或いは、電池セルの充放電能率に基づき、電解液の出口側充電状態に応じて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定できる。具体的には、充電時、電池セルから排出される電解液の充電状態が高くなり過ぎて過充電となる場合は、ポンプの流量を増やして充放電能率を下げ、電解液の過充電を抑制できる。また、放電時、電池セルから排出される電解液の充電状態が低くなり過ぎて過放電となる場合は、ポンプの流量を増やして充放電能率を下げ、電解液の過放電を抑制できる。
【００２０】
したがって、ポンプ制御部のポンプ流量演算部で、算出した充放電能率に基づいて、入口側又は出口側の電解液の充電状態に応じて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないように最適なポンプの流量を決定できる。
【００２１】
（２）上記レドックスフロー電池システムの一形態としては、測定部は、電解液の入口側充電状態及び出口側充電状態を測定する。また、ポンプ流量演算部は、入口側充電状態と出口側充電状態との差から電池セルの充放電能率を算出することが挙げられる。
【００２２】
電池セルの充放電能率は、電解液の入口側充電状態と出口側充電状態との差として求めることができる。そして、電解液の入口側充電状態と電池セルの充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定できる。
【００２３】
（３）上記レドックスフロー電池システムの一形態としては、測定部は、電解液の入口側充電状態と電池セルに入出力される充放電電流を測定する。また、ポンプ流量演算部は、充放電電流に応じた電池セルの充放電能率を算出し、入口側充電状態と当該充放電能率とに基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定することが挙げられる。
【００２４】
電池セルの充放電能率は、上述したように電池セルでの電気量の積算値によって決まり、電池セルに入出力される充放電電流から求められる。そして、電解液の入口側充電状態と電池セルの充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定できる。
【００２５】
（４）上記レドックスフロー電池システムの一形態としては、測定部は、電解液の出口側充電状態と電池セルに入出力される充放電電流を測定する。また、ポンプ流量演算部は、充放電電流に応じた電池セルの充放電能率を算出し、出口側充電状態と当該充放電能率とに基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定することが挙げられる。
【００２６】
電池セルの充放電能率は、上述したように電池セルでの電気量の積算値によって決まり、電池セルに入出力される充放電電流から求められる。そして、電解液の出口側充電状態と電池セルの充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定できる。
【００２７】
（５）上記レドックスフロー電池システムの一形態としては、電池セルの充放電能率は、充放電電流の時間平均値又は時間積算値を用いて算出することが挙げられる。
【００２８】
電池セルの充放電能率は、電解液が電池セルを通過する時間における電気量の積算値によって決まり、充放電電流の時間平均値又は時間積算値を用いることができる。充放電電流の時間平均値とは、電解液が電池セルを通過する間における充放電電流を時間で平均した値のことであり、充放電電流の時間積算値とは、電解液が電池セルを通過する間における充放電電流の瞬時値を積算した値、即ち充放電電流を時間で積分した値である。
【００２９】
（６）上記レドックスフロー電池システムの一形態としては、更に、電池セルの端子電圧を測定する端子電圧測定部を備え、ポンプ制御部が、電池セルの端子電圧が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かを判定する端子電圧判定部を有することが挙げられる。そして、ポンプ流量演算部は、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達する場合は、ポンプの流量を所定量増加させるように決定する。一方、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達しない場合は、上述した測定部で測定した少なくとも２つのパラメータから電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定することが挙げられる。
【００３０】
本発明者らが鋭意研究を進めた結果、レドックスフロー電池の運転中、運転条件によっては電池セルの端子電圧が瞬間的に変動することが分かった。後述するように、レドックスフロー電池では、端子電圧が所定の電圧範囲外になると、電解液の充電状態が充放電可能範囲内であっても、電池が停止する可能性があり、安定運転できない虞がある。本発明者らは、ポンプ流量を増加することで、端子電圧の変動を抑制でき、電池が不必要に停止することを抑制できることを見出した。
【００３１】
上記構成によれば、電池セルの端子電圧を把握し、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達することが予測される場合は、ポンプの流量を増加することで、端子電圧の変動を抑制でき、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達することを抑制できる。つまり、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達する前に、ポンプの流量を増加することによって、端子電圧が所定の電圧範囲外になることを抑制できる。具体的には、放電時に端子電圧が予想外に低下して、端子電圧が所定の電圧範囲の下限を下回ったり、充電時に端子電圧が予想外に上昇して、端子電圧が所定の電圧範囲の上限を上回ったりすることを抑制できる。そのため、電解液の充電状態が充放電可能範囲内にあるにも関わらず、端子電圧が所定の電圧範囲外になることによって電池が不必要に停止する不具合を回避できる。したがって、電池セルが充放電可能な状態である場合は、電池が不必要に停止することを抑制でき、継続して充放電運転を行うことができるので、安定運転が可能である。なお、ポンプの流量を増加させる場合、例えば、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達しないようにポンプの流量を決定することが挙げられる。
【００３２】
レドックスフロー電池において、端子電圧が所定の電圧範囲外になることによって、停止する理由を以下に説明する。レドックスフロー電池では、交流／直流変換器や直流／直流変換器（例、ＤＣ−ＤＣコンバータ）といった電力変換器が電池セルに接続され、電力変換器により電池セルの充放電制御が行われる。一般に、電力変換器（例、交流／直流変換器、直流／直流変換器など）は、動作電圧が設定されており、電池セルの端子電圧が最低動作電圧を下回ると停止するように設計されている。また、電池セルの端子電圧が上限電圧（最大電圧）を上回ると、電池セルが劣化や故障する可能性がある。そこで、電力変換器は、最大動作電圧が電池セルの上限電圧に設定されており、電池セルの端子電圧が上限電圧を上回ると停止するように設計されている。
【００３３】
電解液の充電状態（開放電圧）と端子電圧とは相関関係があり、充電状態が放電末（例、充電状態：１５％）から満充電（例、充電状態：９０％）の充放電可能範囲内で充放電を行えば、通常、端子電圧も電力変換器（交流／直流変換器など）の動作電圧の範囲内に保たれると考えられていた。しかしながら、本発明者らが鋭意研究を進めたところ、ポンプ流量や充放電（入出力）量などの運転条件によっては、端子電圧が予想外に低下したり上昇したりする現象が起こることが分かった。具体的には、放電時に端子電圧が低下して、電力変換器の最低動作電圧を下回ったり、充電時に端子電圧が上昇して、電力変換器の最大動作電圧を上回ったりすることがある。そのため、従来のレドックスフロー電池において、電解液の充電状態が充放電可能範囲内であっても、電力変換器が停止する可能性があり、安定運転できない虞がある。例えば、バナジウム系レドックスフロー電池の場合、単セルあたり、放電末（充電状態：１５％）の開放電圧は約１．２Ｖ／セル程度、満充電（充電状態：９０％）の開放電圧は約１．５Ｖ／セル程度である。電力変換器の最低動作電圧は、単セルの電圧に換算して、放電末の開放電圧より低く（例えば１．０Ｖ）、最大動作電圧は満充電の開放電圧より高く（例えば１．６Ｖ）設定されている。
【００３４】
（７）実施形態に係るレドックスフロー電池の運転方法は、電解液タンクから電池セルに電解液をポンプにより循環供給して充放電を行う。そして、以下の測定ステップと、ポンプ流量演算ステップと、ポンプ流量制御ステップと、を備える。
測定ステップは、電池セルに供給される電解液の入口側充電状態、電池セルから排出される電解液の出口側充電状態、及び電池セルに入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する。
ポンプ流量演算ステップは、測定ステップで測定した少なくとも２つのパラメータから電池セルの充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。
ポンプ流量制御ステップは、ポンプ流量演算ステップで決定した流量をポンプに設定する。
【００３５】
上記レドックスフロー電池の運転方法によれば、運転中の電池セルの充放電能率を把握し、この充放電能率に基づいて、電解液の充電状態に応じてポンプの流量を設定することで、電解液の過充電又は過放電を効果的に抑制できる。具体的には、ポンプ流量演算ステップで、算出した電池セルの充放電能率に基づいて、入口側又は出口側の電解液の充電状態に応じて、電池セルから排出される電解液が過充電又は過放電とならないように最適なポンプの流量を決定できる。
【００３６】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下では、「レドックスフロー電池」を「ＲＦ電池」と呼ぶ場合がある。また、図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
［実施形態１］
＜ＲＦ電池システムの全体構成＞
図１〜図２を参照して、実施形態１に係るＲＦ電池システム１を説明する。図１に示すＲＦ電池システム１は、従来と同様に、交流／直流変換器Ｃを介して、発電部Ｇ（例えば、太陽光発電装置や風力発電装置、その他一般の発電所など）と負荷Ｌ（電力系統や需要家）との間に接続され、発電部Ｇから供給された電力を充電したり、蓄えた電力を放電して負荷Ｌに供給する。また、ＲＦ電池システム１は、電池セル１０と、この電池セル１０に電解液を供給する循環機構（タンク、配管、ポンプ）とを備える。
【００３８】
（電池セル及び循環機構）
ＲＦ電池システム１は、電池セル１０を備える。電池セル１０は、イオン透過膜からなる隔膜１０１で正極セル１０２と負極セル１０３とに区画され、正極セル１０２には正極電極１０４が、負極セル１０３には負極電極１０５がそれぞれ内蔵されている。また、ＲＦ電池システム１は、正極電解液及び負極電解液をそれぞれ貯留する正極電解液タンク２０及び負極電解液タンク３０と、各電解液タンク２０，３０から電池セル１０（正極セル１０２，負極セル１０３）に正極電解液及び負極電解液をそれぞれ循環供給する正極側循環配管２５及び負極側循環配管３５と、各循環配管２５，３５にそれぞれ正極電解液及び負極電解液を循環させるポンプ４０，４０とを備える。正極側循環配管２５は、正極電解液タンク２０から正極電解液を正極セル１０２に送る往路配管２６と、正極セル１０２から正極電解液を正極電解液タンク２０に戻す復路配管２７とを有する。負極側循環配管３５は、負極電解液タンク３０から負極電解液を負極セル１０３に送る往路配管３６と、負極セル１０３から負極電解液を負極電解液タンク３０に戻す復路配管３７とを有する。ポンプ４０，４０は、回転数を制御可能な可変ポンプであり、回転数によって流量を調整できる。そして、各循環配管２５，３５に設けられた各ポンプ４０，４０により、電解液タンク２０，３０から電池セル１０に正極電解液及び負極電解液を循環供給して、電池セル１０内で両電解液中のイオン価数の変化に伴う電池反応（充放電反応）が行われる。なお、図１に示すＲＦ電池システム１では、正極及び負極の活物質にＶイオンを用いたバナジウム系ＲＦ電池を例に挙げている。また、図１中の電池セル１０内の実線矢印は充電反応を、破線矢印は放電反応をそれぞれ示す。
【００３９】
電池セル１０は、正極電極１０４（正極セル１０２）と負極電極１０５（負極セル１０３）と隔膜１０１とを構成要素とする単セルを複数積層したセルスタック（図示せず）と呼ばれる形態で利用される。セルスタックには、一面に正極電極１０４、他面に負極電極１０５が配置される双極板（図示せず）と、正極電解液及び負極電解液の各電解液を供給する給液孔及び各電解液を排出する排液孔を有し、上記双極板の外周に形成される枠体（図示せず）とを備えるセルフレームが利用される。複数のセルフレームを積層することで、上記給液孔及び排液孔は各電解液の流路を構成し、これら流路は各循環配管２５，３５に接続される。セルスタックは、セルフレーム、正極電極１０４、隔膜１０１、負極電極１０５、セルフレーム、…の順に積層して構成される。
【００４０】
ＲＦ電池システム１は、交流／直流変換器Ｃを介して、電池セル１０の正極電極１０４及び負極電極１０５に充放電電流が入出力されることで、充放電を行う。具体的には、充電時には、交流／直流変換器Ｃを介して電池セル１０の正極電極１０４及び負極電極１０５に充電電流が入力され、電池セル１０内で充電反応が起こる。一方、放電時には、電池セル１０内で放電反応が起こり、交流／直流変換器Ｃを介して電池セル１０の正極電極１０４及び負極電極１０５から放電電流が出力される。
【００４１】
（測定部）
ＲＦ電池システム１は、電池セル１０に供給される電解液の入口側充電状態（以下、単に「入口ＳＯＣ」と呼ぶ）、電池セル１０から排出される電解液の出口側充電状態（以下、単に「出口ＳＯＣ」と呼ぶ）、及び電池セル１０に入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する測定部５０を備える。図１に示すＲＦ電池システム１では、測定部５０として、入口ＳＯＣを測定する入口ＳＯＣ測定部５１と、出口ＳＯＣを測定する出口ＳＯＣ測定部５２と、充放電電流を測定する電流測定部５３とを有する。但し、測定部５０は、これら３つの測定部５１，５２，５３のうち、いずれか２つを有していればよい。
【００４２】
電解液の充電状態（ＳＯＣ）は、電解液中のイオン価数の比率によって決まる。バナジウム系ＲＦ電池の場合、正極電解液では、正極電解液中のＶイオン（Ｖ４＋／Ｖ５＋）におけるＶ５＋の比率、負極電解液では、負極電解液中のＶイオン（Ｖ２＋／Ｖ３＋）におけるＶ２＋の比率で表され、それぞれ次式で示される。
正極：Ｖ５＋／（Ｖ４＋＋Ｖ５＋）
負極：Ｖ２＋／（Ｖ２＋＋Ｖ３＋）
【００４３】
また、イオン価数によって電位が異なることから、電解液中のイオン価数の比率と電解液の電位とには相間関係があり、電解液の電位からＳＯＣを求めることもできる。例えば、Ｖ５＋及びＶ２＋の標準酸化還元電位はそれぞれ１．００Ｖ及び−０．２６Ｖである。
【００４４】
通常、ＲＦ電池では、電池反応が電解液中のイオン価数の変化であり、正極電解液と負極電解液との充電状態は同じになる。よって、ＳＯＣは、正極電解液又は負極電解液における電解液中のイオン価数の比率を測定することで求めてもよいし、電解液の電位を測定することで求めてもよい。また、正極電解液と負極電解液との電位差（開放電圧）を測定することで求めてもよい。更に、活物質の金属イオンによっては、電解液中のイオン価数の比率によって電解液の色相や透明度、吸光度が変化することから、電解液の色相や透明度又は吸光度を指標としてＳＯＣを求めてもよい。例えば、電解液の電位の測定には電圧計を用いたり、電位差（開放電圧）の測定にはモニターセルを用いたり、電解液の色相や透明度、吸光度の測定には分光光度計を用いることができる。モニターセルとは、電池セル１０と同様の構成を備えるが、交流／直流変換器Ｃに接続されず、充放電に寄与しない電池セルである。そして、電池セル１０と同様に、モニターセルに正極電解液及び負極電解液を供給し、モニターセルの開放電圧を測定することで、運転中であってもＳＯＣを求めることができる。
【００４５】
（入口ＳＯＣ測定部）
入口ＳＯＣ測定部５１は、入口ＳＯＣを測定するものであり、この例では、モニターセルを利用している。この例では、正極及び負極の往路配管２６，３６に分岐部を設け、電池セル１０に供給される正極電解液及び負極電解液を入口ＳＯＣ測定部５１に供給して、開放電圧を測定する。入口ＳＯＣ測定部５１によって測定された開放電圧の測定値は、信号線を介してポンプ制御部６０に送信される。その他、入口ＳＯＣ測定部５１は、電解液タンク２０，３０内の電解液のＳＯＣを測定してもよい。
【００４６】
（出口ＳＯＣ測定部）
出口ＳＯＣ測定部５２は、出口ＳＯＣを測定するものであり、この例では、モニターセルを利用している。この例では、正極及び負極の復路配管２７，３７に分岐部を設け、電池セル１０から排出された正極電解液及び負極電解液を出口ＳＯＣ測定部５２に供給して、開放電圧を測定する。出口ＳＯＣ測定部５２によって測定された開放電圧の測定値は、信号線を介してポンプ制御部６０に送信される。
【００４７】
（電流測定部）
電流測定部５３は、電池セル１０に入出力される充放電電流を測定するものであり、この例では、電流計を利用しており、交流／直流変換器Ｃに取り付けている。電流測定部５３によって測定された充放電電流の測定値は、信号線を介してポンプ制御部６０に送信される。
【００４８】
（ポンプ制御部）
ポンプ制御部６０は、ポンプの回転数を制御してポンプ４０，４０の流量を制御するものであり、ポンプ流量演算部６１と、ポンプ流量命令部６２とを有する。ポンプ流量演算部６１は、測定部５０で測定したパラメータ（入口ＳＯＣ、出口ＳＯＣ、充放電電流）のうち、少なくとも２つのパラメータから電池セル１０の充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。ポンプ流量命令部６２は、ポンプ流量演算部６１で決定した流量をポンプ４０，４０に設定する。
【００４９】
（ポンプ流量演算部）
ポンプ流量演算部６１において、電池セル１０の充放電能率は、次のようにして求めることができる。測定部５０が、入口ＳＯＣ測定部５１と出口ＳＯＣ測定部５２とを有し、入口ＳＯＣと出口ＳＯＣとを測定する場合、充放電能率は、入口ＳＯＣと出口ＳＯＣとの差として算出することができる。また、測定部５０が、電流測定部５３を有し、充放電電流を測定する場合は、充放電能率は、電解液が電池セル１０を通過する時間における電気量（充放電電流×時間）の積算値を算出することによって求められる。電解液が電池セル１０を通過する時間は、ポンプ４０，４０の流量から求められることから、充放電電流が分かれば、充放電能率を求めることは可能である。負荷平準化用途の場合、充放電電流がある程度の時間、一定である場合が多いから、充放電電流と電解液が電池セル１０を通過する時間との積で充放電能率を求めることができる。ここで、充放電能率を算出する際、充放電電流は時間平均値又は時間積算値を用いることができる。充放電電流の時間平均値は、例えば、電解液が電池セル１０を通過する間における充電電流を平均化して求めることができ、充放電電流の平均化は、例えばローパスフィルターを通して平均化することが挙げられる。充放電電流の時間積算値は、電解液が電池セル１０を通過する間における充放電電流の瞬時値を積算した値、即ち充放電電流を時間で積分した値である。出力平滑化用途の場合、充放電電流が短時間で変動する場合が多いから、充放電電流の時間平均値を用いる方が計算が容易である。
【００５０】
また、ポンプ流量演算部６１では、算出した充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。上述したように、電池セル１０の充放電能率は、電解液が電池セル１０を通過する時間に比例することから、ポンプ４０，４０の流量を増やす（流速を速くする）ほど低くなり、電池セル１０内の電解液の充電状態の変化量が小さくなる。一方、充放電能率は、ポンプ４０，４０の流量を減らす（流速を遅くする）ほど高くなり、電池セル１０内の電解液の充電状態の変化量が大きくなる。そして、電池セル１０の充放電能率が分かれば、入口ＳＯＣに応じて、出口ＳＯＣを予測でき、出口ＳＯＣが過充電又は過放電とならないようなポンプの流量を決定できる。或いは、充放電能率に基づき、出口ＳＯＣに応じて、過充電又は過放電とならないようなポンプの流量を決定できる。具体的には、充電時、電池セル１０から排出される電解液の充電状態が高くなり過ぎて過充電となる場合、或いは、放電時、電池セル１０から排出される電解液の充電状態が低くなり過ぎて過放電となる場合は、ポンプ４０，４０の流量を増やして充放電能率を下げる。
【００５１】
ここで、「過充電」とは、ＳＯＣが１００％又は１００％に近い状態、例えばＳＯＣが１００％となり、活物質の電池反応以外の反応（例えば、電解液中の水の電気分解反応）が起こる状態を意味する。「過放電」とは、ＳＯＣが０％又は０％に近い状態、例えばＳＯＣが０％となり、活物質の電池反応以外の反応が起こったり、電池の起電力（開放電圧）が急激に低下するような電位になる状態を意味する。ＲＦ電池システム１において、出口側ＳＯＣを０％超１００％未満の範囲内にするためには、入口側ＳＯＣを１０％以上９０％以下、更に２０％以上８０％以下の範囲内で運転することが好ましい。また、電池セル１０の充放電能率が、例えば１０％以上２０％以下の範囲内となるようにポンプの流量を制御することが挙げられる。
【００５２】
（ポンプ流量命令部）
ポンプ流量命令部６２は、信号線を介して、ポンプ流量演算部６１で決定した流量をポンプ４０，４０に設定する命令を出す。
【００５３】
ポンプ４０，４０の流量は、決定したポンプ流量に応じてポンプの回転数、吐出量、或いは吐出圧力などの制御パラメータを設定することによって制御することが挙げられる。例えば、ポンプ流量に応じたポンプの回転数、吐出量、或いは吐出圧力などの制御パラメータを予め決めておき、流量と制御パラメータとの関係を示す関係式又は関係テーブルから決定流量に対応する制御パラメータを取得して、その制御パラメータを設定することでポンプの流量を制御してもよい。
【００５４】
＜ＲＦ電池システムの運転方法＞
上述した測定部５０及びポンプ制御部６０を備えるＲＦ電池システム１の運転方法について説明する。ＲＦ電池システム１の運転方法は、電池セル１０の充放電能率に基づいてポンプ４０，４０の流量を制御する運転方法であり、以下の測定ステップと、ポンプ流量演算ステップと、ポンプ流量制御ステップと、を備える。図２に示すフローチャートを参照して、各ステップの具体的な処理を以下に説明する。
【００５５】
（測定ステップ）
測定ステップは、電池セル１０に供給される電解液の入口側充電状態、電池セル１０から排出される電解液の出口側充電状態、及び電池セル１０に入出力される充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する。具体的には、上述の測定部５０により、入口ＳＯＣ、出口ＳＯＣ、及び充放電電流から選択される少なくとも２つのパラメータを測定する（ステップＳ１）。なお、測定ステップでは、これら３つのパラメータのうち、いずれか２つ測定できればよい。
【００５６】
（ポンプ流量演算ステップ）
ポンプ流量演算ステップは、測定ステップで測定した少なくとも２つのパラメータから電池セル１０の充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。ポンプ流量演算ステップでは、まず、電池セル１０の充放電能率を算出する（ステップＳ２−１）。充放電能率は、上述したように、入口ＳＯＣと出口ＳＯＣとの差として算出したり、電解液が電池セル１０を通過する時間における電気量（充放電電流×時間）の積算値を算出することによって求められる。
【００５７】
次に、充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。例えば、入口ＳＯＣが分かっていれば、充放電能率に基づいて、出口ＳＯＣを予測でき、出口ＳＯＣの予測値が過充電又は過放電とならないようなポンプの流量を決定できる。或いは、出口ＳＯＣに応じて、充放電能率に基づき、過充電又は過放電とならないようなポンプの流量を決定できる。具体的には、出口ＳＯＣ（実測値・予測値）が過充電状態（ＳＯＣＭＡＸ）を上回るか、又は過放電状態（ＳＯＣＭＩＮ）を下回るかを判別する（ステップＳ２−２）。そして、出口ＳＯＣがＳＯＣＭＡＸを上回る、又はＳＯＣＭＩＮを下回る場合は、過充電又は過放電とならないような充放電能率となるようにポンプの流量を増加する（ステップＳ２−３）。
【００５８】
更に、この例では、出口ＳＯＣがＳＯＣＭＩＮとＳＯＣＭＡＸの範囲内であれば、過充電又は過放電とならないような充放電能率を満たす範囲で、ポンプの流量を低減する（ステップＳ２−３’）。これにより、ポンプ損失を効果的に低減できる。なお、この場合、ポンプの流量を変更しないという選択をしてもよい。
【００５９】
（ポンプ流量制御ステップ）
ポンプ流量制御ステップは、ポンプ流量演算ステップで決定した流量をポンプ４０に設定する（Ｓ３）。
【００６０】
以上説明した実施形態１に係るＲＦ電池システム１によれば、運転中、リアルタイムに電池セル１０の充放電能率を把握し、それに基づいて、電解液の充電状態に応じてポンプ４０，４０の流量を設定することから、電解液の過充電又は過放電を効果的に抑制できる。
【００６１】
実施形態１では、電池セル１０に入出力される充放電電流は、電流測定部５２により測定する場合を説明した。ＲＦ電池システム１において、運転スケジュール（充電、放電、待機、停止）が予め設定されている場合は、運転スケジュールに基づいて、電池セル１０に入出力される充放電電流が決められている。そこで、ポンプ制御部５０は、運転スケジュール情報から運転スケジュールに応じた充放電電流を取得し、これを用いて電池セル１０の充放電能率を算出するようにしてもよい。
【００６２】
上述した実施形態１のＲＦ電池システム１では、正極及び負極の活物質にＶイオンを用いたバナジウム系ＲＦ電池を例に挙げて説明したが、バナジウム系ＲＦ電池以外にも、鉄−クロム系ＲＦ電池や、正極活物質にＭｎイオン、負極活物質にＴｉイオンを用いたチタン−マンガン系ＲＦ電池にも適用できる。
【００６３】
［実施形態２］
図３〜図４を参照して、実施形態２に係るＲＦ電池システムを説明する。図３に示す実施形態２のＲＦ電池システム１Ａは、図１に示す実施形態１のＲＦ電池システム１に更に、端子電圧測定部５４を備え、ポンプ制御部６０が端子電圧判定部６４を有する構成である。以下では、実施形態２のＲＦ電池システム１Ａについて、上述した実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。
【００６４】
（端子電圧測定部）
端子電圧測定部５４は、電池セル１０の端子電圧（Ｖｔ）を測定する。この例では、端子電圧測定部５４は、電圧計を利用しており、交流／直流変換器Ｃ（電力変換器）に設けられている。端子電圧測定部５４によって測定された端子電圧の測定値は、信号線を介してポンプ制御部６０に送信される。
【００６５】
（端子電圧判定部）
端子電圧判定部６４は、端子電圧測定部５４で測定した電池セル１０の端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かを判定する。この例では、端子電圧（Ｖｔ）の所定の電圧範囲は、交流／直流変換器Ｃの動作電圧に基づいて設定されており、下限が交流／直流変換器Ｃの最低動作電圧、上限が交流／直流変換器Ｃの最大動作電圧（電池セル１０の上限電圧）に設定されている。また、この例では、端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かの判定は、端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限（最低動作電圧）又は上限（最低動作電圧）に近付いた場合に、下限又は上限に達するものと判定する。例えば、端子電圧（Ｖｔ）が、交流／直流変換器Ｃの動作電圧の下限又は上限から所定の範囲内（例、上下限から５％、更には１０％の範囲内など）になった場合に、下限又は上限に達すると判定する。
【００６６】
（ポンプ流量演算部）
ポンプ流量演算部６１では、端子電圧判定部６４による端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かの判定結果も加味して、ポンプの流量を決定する。具体的には、端子電圧判定部６４で端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達すると判定した場合は、ポンプの流量を所定量増加させるように決定する。つまり、端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達することが予測される場合は、ポンプ４０，４０の流量を増加する。ポンプの流量を増加させる場合、端子電圧が所定の電圧範囲の上下限に達しないようにポンプの流量を決定する。増加させる流量は、例えば、現状のポンプの流量を１０％、更に２０％増やしたり、或いは、ポンプ流量が定格流量（例、最大流量）となるように決定することが挙げられる。増加させる流量は、予め実験などにより端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達しないために必要な最低流量を求め、設定することが好ましい。
【００６７】
一方、端子電圧判定部６４で端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達しないと判定した場合は、実施形態１で説明したように、測定部５０で測定したパラメータ（入口ＳＯＣ、出口ＳＯＣ、充放電電流）のうち、少なくとも２つのパラメータから電池セル１０の充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。
【００６８】
上述した実施形態２のＲＦ電池システム１Ａの運転方法について、図４を参照して説明する。以下では、図２を参照して説明した実施形態１のＲＦ電池システム１の運転方法との相違点を中心に説明する。
【００６９】
図４に示す実施形態２のＲＦ電池システム１Ａの運転方法は、図２に示す実施形態１の運転方法に対し、端子電圧測定ステップ（ステップＳ４）と、端子電圧判定ステップ（ステップＳ５）とが追加されている。この例では、測定ステップ（ステップＳ１）とポンプ流量演算ステップ（ステップＳ２−１）との間に、端子電圧測定ステップ及び端子電圧判定ステップを含む。
【００７０】
（端子電圧測定ステップ）
端子電圧測定ステップは、電池セル１０の端子電圧（Ｖｔ）を測定する（ステップＳ４）。この例では、上述したように、端子電圧測定部５４によって端子電圧（Ｖｔ）を測定する。
【００７１】
（端子電圧判定ステップ）
端子電圧判定ステップは、端子電圧測定ステップＳ４で測定した電池セル１０の端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かを判定する（ステップＳ５）。この例では、上述したように、ポンプ制御部６０の端子電圧判定部６４によって、端子電圧（Ｖｔ）が交流／直流変換器Ｃの最低動作電圧又は最大動作電圧に近付いたか否か、具体的には、最低動作電圧又は最大動作電圧から所定の範囲内に達した否かによって、端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否か判定する（図中、下限の最低動作電圧から所定の範囲内を「Ｖｍｉｎ」、上限の最大動作電圧から所定の範囲内を「Ｖｍａｘ」と示す）。そして、最低動作電圧又は最大動作電圧に近付いた場合、即ち最低動作電圧又は最大動作電圧から所定の範囲内になった場合に、下限又は上限に達すると判定する。
【００７２】
（ポンプ流量演算ステップ）
ポンプ流量演算ステップでは、端子電圧判定ステップＳ５による端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の下限又は上限に達するか否かの判定結果も加味して、ポンプの流量を決定する。具体的には、端子電圧判定ステップＳ５で端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達すると判定した場合は、ポンプの流量を所定量増加させるように決定する（ステップＳ２−４）。一方、端子電圧判定ステップＳ５で端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達しないと判定した場合は、実施形態１で説明したように、測定ステップＳ１で測定した少なくとも２つのパラメータから電池セル１０の充放電能率を算出すると共に、当該充放電能率に基づいて、電池セル１０から排出される電解液が過充電又は過放電とならないようにポンプの流量を決定する。即ち、電池セル１０の充放電能率を算出する（ステップＳ２−１）から、過充電又は過放電とならないような充放電能率となるようにポンプの流量を増加する（ステップＳ２−３）、若しくはポンプの流量を低減する（ステップＳ２−３’）を実行する。
【００７３】
以上説明した実施形態２に係るＲＦ電池システム１Ａによれば、実施形態１と同様に、電解液の過充電又は過放電を効果的に抑制できる。更に、運転中、電池セル１０の端子電圧を常時把握し、万が一、端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲の上下限に達することが予測される場合は、ポンプ４０，４０の流量を増加することで、端子電圧（Ｖｔ）の変動を抑制できる。その結果、ＳＯＣが充放電可能範囲内にあるにも関わらず端子電圧（Ｖｔ）が所定の電圧範囲外になることを抑制でき、安定運転が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のレドックスフロー電池システムは、自然エネルギーを利用した発電の出力変動平滑化、余剰電力の貯蔵、負荷平準化などを図ることを目的とした大容量蓄電池に利用可能である。本発明のレドックスフロー電池の運転方法は、電解液を電池セルに循環させるためのポンプを備えるレドックスフロー電池システムの運転に利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１Ａ  レドックスフロー電池システム
１０  電池セル
１０１  隔膜    １０２  正極セル    １０３  負極セル
１０４  正極電極    １０５  負極電極
２０  正極電解液タンク
２５  正極側循環配管    ２６  往路配管    ２７  復路配管
３０  負極電解液タンク
３５  負極側循環配管    ３６  往路配管    ３７  復路配管
４０  ポンプ
５０  測定部
５１  入口ＳＯＣ測定部    ５２  出口ＳＯＣ測定部
５３  電流測定部
５４  端子電圧測定部
６０  ポンプ制御部
６１  ポンプ流量演算部    ６２  ポンプ流量命令部
６４  端子電圧判定部
Ｃ  交流／直流変換器    Ｇ  発電部    Ｌ  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2015122390.tif 000009
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