(57)【要約】      （修正有）【課題】稼動率と生産性が高く、放電のための送電網がない場所でも機能するレドックス．フロー電池の技術と運用を提供する。【解決手段】風力発電機Ｐ１．４はインパーター５を通って電池（Ｉ）．１に常時入電される。風力発電機Ｐ２．６はインバーター７でＤＣに変換されポイント８でＰ１．４の入電ラインに接続するが必要に応じて開閉できるスイッチ９がついている。Ｐ３はインバーター１０を通ってＰ１の入電ラインのポイント１１で常時接続しているが必要に応じて開閉するスイッチ１２をつける。【選択図】図２
2016220511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レドックスフロー電池がその中、充電と放電を行う役割と、そのための構造（一体型電池と称す）に対して、充電と放電の役割及び構造を異にし、充電は放電と関係なく充電専用として（以下充電専用又は充電専用電池と称す）、放電は充電と関係なく放電専用として（以下放電専用又は放電専用電池と称す）運用することを特徴とする本事業モデル
【請求項２】
前記充電専用電池が放電専用電池と同一のセル及びスタックを共有し、又は前記一体型電池と構造が同じであって、電解液に充電し、この充電済み電解液を不特定の前記一体型電池又は放電専用電池又は第３者の人物に供給、供与する目的で運用することを含む請求項１の充電専用電池
【発明の詳細な説明】
【技術分野】レドックス．フロー電池の技術と運用に関する
【背景技術】
【０００１】レドックス．フロー電池はセルの中で酸化と還元の電気化学反応を起こす。このとき使われる電解液は外のタンクに入れて置いて送り込まれる。充電と放電は、複数のセルを束ってこれをスタックとし、このスタックを経由して行われる。よってセルスタック、電解液とタンク及びポンプ、制御システム、インパーター等が組立てられ一体のレドックス．フロー電池の製品となる。（以下これを一体型電池と称す）【０００２】前記一体型電池は充電が完了すると放電を行い一つの作業が終る（サイグルと言う）ので生産性を上げるには構造的限界がある。
このような課題を解決するために特許文献１では、前記一体型電池にセルスタックを追加で取付て充電するセルスタックと放電するセルスタックに別々にするレドックス．フロー電池を提案した。（以下これを改良一体型電池と称す）【０００３】前記改良一体型電池は例えばセルスタックＮｏ．１を充電用に、セルスタックＮｏ．２を放電用に、セルスタックＮｏ．３を充電用にと言う形で組立て、一体の電池で充放電を同時に行うこともできる。一方システム制御は従来の一体型だと充電の時は例えば定電流制御を全体のセルスタックの集電極を監視し、放電の時も同じ方法で放電深度と電力を監視する一つの制御システムとするが改良一体型電池は充電用の各セルスタック毎にも定電流制御システムを構築するなどでその分コスト増と推測される。【０００４】前記改良一体型電池が放電を行うセルスタックと独立した充電用のセルスタックをもつことによって、２種類のメリットを得ている。一つは入力電源の電気的条件の電流電圧に巾広く対応することができる。この場合入力制限は、単位セルの電圧を１．４５Ｖを上限にし、電流溶度を８０ｍＡ／ｃｍ２を上限とするが入力電源の特性を見てセルスタック全体の配列を決めて対応することもできる。特に出力の時間的変動が多く発電効率が低い風力発電のような場合に従来の一体型電池より対応しやすい。非特許文献２によると、２５０ｋｗ風力７基、総入力電力容量１，７５０ｋｗを１，０００ｋｗの一体型電池で充放電する実験を行っている。風力の平均効率が３０％だと全部で５２５ｋｗなので１，０００ｋｗで十分対応できるが万一すべての風力発電が１００％の出力を出すとシステムが不安定となる。このときは前記改良一体型の方法で１，０００ｋｗの電池ではなく１，７５０ｋｗまでセルスタックの数を追加して１，７５０ｋｗの電力容量の電池にして、その代わりに稼働率を上げる方策が望ましい。【０００５】一般に電池はエネルギー密度と言って、電解質１ｋｇ又は解液１Ｌでどのぐらいのエネルギーを蓄積できるかが商業的には重要である。リチイウムイオンはレドックスフローではないが、そのエルギー密度が２３０ｗｈ／Ｌと高いので高価ながら小型の製品は広く普及した。レドックスフロー電池としては、電解質の種類によって鉄／クローム、多硫化物／臭化物、亜鉛／臭素、バナジウムなどが長年研究され製品化されていくものもある。
上述のエネルギー密度から言うと多硫化物／臭化物と亜鉛ｃ／臭素が他のもの２〜３倍高い８０ｗｈ／Ｌで評価される。
電池の重要な役割は大型にして電力の安定化と供給することだが、大型化するとそのエンジニアリングがより難しくなる。特に電解液の扱いが難しい鉄／クロームの場合、正極、負極それぞれイオンが分かれているが反対側へ拡散して行くことがある。多硫化物／臭化物、亜鉛／臭素のいずれも臭素を用いるのがこれは毒性のものであることと他との化学的反応性が強いので困る。多硫化物／臭化物はイギリスで一度大型が作られてから、市場にて出ない。【０００６】バナジウムは負極にも正極にも同じバナジウムが多価イオンとなって使われるがエネルギー密度が高々３０ｗｈ／Ｌ程度ある。その代り、安全性が一番良い。
もう一つの良いところは研究の歴史が最も古くエンジニアリングもかなり定着していて市場にも販売されている。バナジウムレドックスフロー電池の電解液を充電してそのエネルギー密度を高めるにはまずバナジウムを多く溶かせばよいが最近２ｍｏｌｅ／Ｌまではできるようになって、一部では２．５ｍｏｌｅか３．０ｍｏｌｅまでできたとの報告がある。
しかし、この電池の約半分のコストをバナジウムが占めているので、その価格を下げることが大きな課題である。資源的には各国に分布していて、採掘すれば問題ないが、まだ大量の需要が成熟してないこともあって割安になりにくいが２０２０年頃には半値となる予測である。以後、本発明の説明にはこのバナジウムレドックスフロー電池を取り上げる。【０００７】図１に示す価格は非特許文献３を参考にしたものである。これは１ＭＷのバナジウムレドックスフロー電池を作るときのモデルとしたもので２０１５年のいまと異なることもある。この１ＭＷの電池はエネルギー容量を１２ＭＷＨとし、セルの構造は電極の面積を１ｍ２、セル１００個を一つのスタックにして２２個のスタックを使用している。セルの電流密度を４０ｍＡ／ｃｍ２と設定して、コスト要因を分析する研究であったがこのとき効率を９１％と言う結果に基づいている。（式４参照）。以下これを運用する場合の収支の概略を説明する。
以下の説明従来の一体型電池との比較であるためコストなどの計算に運用経費などを省略した。【０００８】前記一体型電池１ＭＷのものを１日１サイクルで運用（１２時間充電、１２時間放電）した場合にその収入を運用代価として１ｋｗｈ当り１０円とすると年間約４３００万円の計算である。但し、充／放電効率と他の経費を省略した。結果、投資金額を回収するのに７年以上かかるなど生産性も８．８％と非常に低い。
前記改良一体型の詳細なデータは報告されていないが上述の一体型の原材料価格に基づき、セルスタック運用ができたと仮定すると１ＭＷの改良一体型電池の価格が１．６倍となる。
その理由はセルスタックと電解液がコストの６０％占めるからである。これで収益を改善するには充電用として追加したセルスタックの稼働率を上げる工夫が必要だが改良一体型は結局は充、放電が一体であるのでそれだけ制約がある。【０００９】もう一つの課題は送電網が建設されてない離島、沖合、海上における風力ソーラー発電を行った時の充、放電に関して前記一体型電池では解決できない。海底ケーブルの施設費用の見積は不明だが陸上においては１ｋｍ当り１億円とされている。これから推定すると海底の場合はおよそ３億円を上限とすると推測されるがこのコストが大きな障害となっている。
この問題は同時に、送電網のない場所、例えば山間、村落、離島、災害による孤立地域等へのエネルギー供給課題にも同様である。【００１０】近未来無電線下でのエネルギーの国際間、又は国内における流通の時代に備え、最も早く現実的に対応できるものがレドックスフロー電池であると思われるが前記一体型では対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＥＰ２６６１７８３Ａ２
【非特許文献２】Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎ  Ｗｉｎｄ／Ｄｉｓｅｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉ  ｏｎ  ｓ  Ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ＨＯＭＥＲ  ＭＯＤＥＬ  ｂｙ  Ａｎｄｒｅｗ  Ｓｔｉｅｌ  ａｎｄ  Ｍａｒｉａ  Ｓｋｙｌｌａｓ  Ｋａｚａｓｏ．ａｐｐｌ．Ｓｅｉ．２０１２．２，７２６−７３７．
【非特許文献３】Ａ  Ｂａｓｅ  Ｃａｓｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｃａｐｉｔａｌ  ｃｏｓｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ａｎ  Ａｌｌ  Ｖ］ａｎａｄｉｕｍ  Ｒｅｄｏｘ  ｆｌｏｗ  Ｂａｔｔｅｒｙ．ＵＫ］，Ｍｏｏｒｅ  Ｍａｒｋ  Ａｌｅｎ，
【非特許文献４】Ｄｅｂｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  Ｒｅｄｏｘ  Ｆｌｏｗ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｎ．Ｔｏｋｕｄａ，Ｔ．Ｋａｎｎｏ，Ｔ．Ｈａｒａ，Ｔ．Ｓｈｉｇｅｍａｔｓｕ，Ｔ．Ｋｕｍａｍｏｔｏ．
【非特許文献５】Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｖａｎａｄｉｕｍ  Ｒｅｄｏｘ  Ｆｌｏｗ  Ｂａｔｔｅｒｉｅｙ，ｂｙ  Ｃｈｒｉｓｉｔｉａｎ  Ｂｌａｎｃ  ａｎｄ  Ａｌｆｒｅｄ  Ｒｕｆｅｒ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする改題】
【００１２】特に大型定置用電池として適していると言われるレドックスフロー電池（以下電池と称す）は、既存電力系統に対して需給の急激な変動、過電圧現象等の緊急対策用、ピークシェービンにその役割が期待される。しかし、その対策のため過大な経済的負担をかけてはならない。さらに再生可能なエネルギーの生産において、その発電出力の変化の問題と、既存送電網へ接続問題及びコストの問題が存在する。技術的な２つの問題はレドックスフロー電池によって解決できることが実証されている。一方コストの問題には発電の立地選定によるプラント建設費、周辺住民に及ぶ環境、安全対策費が大きく、さらに発電効率の要因及び発電設備、蓄電池導入費等々の要因が影響する。この中でレドックスフロー電池の価格低下、適切な運用による前記立地及び周辺住民への環境、安全対策要因を解決すべきである。
【００１３】非常事態とは、空間的時間的にまたその事象的にも小さなことから極めて大きいことも想定する必要がある。この事態にエネルギー問題であれば備蓄と伝達と言う普偏的な概念に基づいて実現しなければならない。
【００１４】本発明の事業モデルは前記一体型電池の低生産性を改善する運用方法がレドックスフロー電池の充放電一体化の考え方から脱皮し、これを完全に分離することによって成遂げられ、さらに上述の諸課題も解決また実現可能なる。
〔充電専用電池〕
【００１５】セルの仕組、構造を大巾に変えることは現在の技術ではできない。セルはイオン交換膜と電極、双極で構成して正極と負極に別れ、正極では充電によって＋４価のバナジウムが＋５価に変わって元に戻るためには放電しないといけない。
2016220511.tif 000003
（１）式で充電時は左から右へ、放電時は右から左の方への反応が起きる。
2016220511.tif 000004
（２）式で充電時は左から右へ、放電時は右から左の方へ反応が起きる。従ってセル構造は不可分の関係にあるので同じものを使う。
【００１６】セルスタックは、その数・大きさ、複数の場合は配列によって充電条件が決まる。
一つのセルだとすると電圧は１．４５Ｖ以下と電流密度は８０ｍＡ／ｃｍ２以下になるようにして充電すればよい。セルの中の電極の面積が１ｍ２であれば電流は８０Ａとなる。２つのセルなら、これを直列で接続すると電流は１６０Ａまで、電圧は１．４５Ｖ以下にする。並列にすると８０Ａと２．９０Ｖと設定する。いずれも電力容量は、２つのセルで２３２Ｗとなる。（Ｐｏｗｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）
【００１７】電力容量２３２Ｗの充電専用電池で１０時間放電できるエネルギー量を逐電するためには、電解液がその分だけ必要となる。バナジウム電解溶液１Ｌのエネルギーを３３ｗｈとすると１０時間分の電力容量（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）が２３２０Ｗなので
２３２０÷３３＝約７１リッター…（３）を用意してセルの中に注入する。セルの中は空間が小さいので外にタンクを置いて適当な速度でセルの中を通過するように循環すると正極では（１）式、負極では（２）の化学反応が起き、１０時間分のエネルギーが電気化学的エネルギーに変わって蓄電したことになる。このとき、充電するための入電は、充電制御器の目盛の電流を１６０Ａ以下のどれでもよいので設定して置くと充電が終るまでの時間を待つ。この充電完了までの時間は入力電流の目盛設定値によって早くもおそくもなる。
【００１８】ここで充電専用電池にしたことによる長点を考えると例えば実際の問題として１ＭＷの風力発電機からの電力を１ＭＷレドックスフロー電池に充電する場合、発電所１ヶ所に一台の充電専用電池だと風力発電効率が３３％なので、一日充電しても２４ＭＷＨの３割しかエネルギーが蓄電」されない。そこで他の風力発電機１ＭＷの２基分も同時に充電する。しかし各風力発電機の出力が１００％の時があることを想定して電池を設計するので電力容量（Ｐｏｗｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）を１ＭＷ×３＝３ＭＷにしないといけない。この場合最初に建設した１ＭＷの充電専用電池の費用に比べ割安のコストで追加設置することができる。
【００１９】レドックスフロー電池のエネルギー効率とは充電によって蓄電されたエネルギーを全部放電すれば１００％の効率となるが実際には８０〜９１％の範囲で電池のメーカーによって異なる。
効率＝∫Ｐ（放電）（ｔ）ｄｔ／∫Ｐ（充電）（ｔ）ｄｔ…（４）電解液がセルを循環する間の電気抵抗による損失等も効率を低下するが充電の電流密度を大きくするとエネルギー効率が悪くなる。電流密度ｍＡ／ｃｍ２がゼロのときを１とすると低下率＝１−０．００２１５６５×…（５）×はｍＡ／ｃｍ２の電流密度である。
【００２０】充電の制御には入力電源を直流に変換して前に述べたように電圧、電流セル．スタックでの値が上限を超えないように充電が終了するまで制御する。充電がはじまると設定電流が降下しながら電圧が上がる。その電流が例えば１００Ａから１Ａ以下となると充電終了とする。その他、充電状態（ＳＯＣ）をモニタリングすること、入力電源から過電圧、電流をカットする安全制御などが必要である。前記ＳＯＣを０〜１の数値で表すが最大の１にすることは実際行わない。この値は充電のあらゆる結果に関係する。例えばＳＯＣがの０．５で終了すると蓄電されるトータルのエネルギーがそれだけ少ないことを表わす。これは（１）式の効率には表れて来ない。またこの値を小さくして運用することは電解液の量も少なくなる。充電中の電圧変化からある程度わかるが、セルの電流密度によって異なるので別のモニタリングと制御が必要なこともある。
【００２１】上述のように充電専用電池となるとセル・スタックの大きさ、数、それらの電気化配列、充電サイクルのところで多くの自由度をもって入電電源に対応することになる。大型一体型の電池の概念は一定の場所で限定した電源を充電することとなるが本充電専用電池の場合大型であっても定置ではなく入力電源側へ移動する。その移動手段が電池本体でもよく、充電済みの電解液でもよい。このような概念は運用効率アップのみならず、省エネとエネルギーの無駄をなくす意味もある。
【放電専用電池】
【００２２】  放電の方法は既存の放電電気機器や電池と変わらない、異なるのはレドックス電解液に充電したものを決まったセルスタックを通して電力に変換する部分である。セルスタックの中では放電によって（１）式で示す反応が右から左へ起こり、電解液を充電前の状態に戻す。このように放電専用電池は充電の場合に複雑な問題が多くあるのに対して、極めて単純であるため、レドックスフローの研究は殆どが充電プロセスに集中する。放電制御も放電深度を測るだけである。放電深度とは蓄電されたエネルギーをどれだけ放電したかのことで、それがわかれば負荷の条件を見てあと何時間放電できるかわかる。
【００２３】放電専用電池は充電済みの電解液をセルに送るためのタンクとポンプが必要でてもエネルギーの流通ができると言う意味をもつので、従って前記一体型が本発明事業モデルの充又は放電専用電池と同じであっても、その運用手段が充、放電どちらかを犠牲にして充電済み電解液を余分に生産し、他の電池又は同型の一体型電池に供給することは、供給が問題ではなくその一体型電池を専用化して運用したこととなるので本発明の充、放電専用電池と定義される。
【運用方法】
【００２６】入電する電源の電流値を高め各セルの電流密度が上がると充電速度が早くなる。
いわゆる急速充電となるわけだが、式（４）、（５）のように充、放電効率（エネルギー効率）が悪くなる。従って充電時間（充、放電時間をサイクルタイムと言う）を適切に設定することも重要な運用である。
本発明の事業モデルは、近未来充電済み電解液が独自で市場取引の商品になることを予想している。充電済み電解液はすぐ放電しなくても自己放電しない程度技術が進んでいることと万一の着火などの危険性もないので備蓄、運搬上の問題はない。ただ酸素混合の濃度が高いままセルの中で反応することをさけるため、運転前にタンクの電解液を窒素ガスで酸素を除去するか備蓄、運搬で密閉することが基本である。充電済み電解液の価値はおよそリッター５００円でワンサイクル働くと１円〜２円稼ぎながら１０年以上つづけられる耐久性のある流動資産である。いまのところこの流動資産の取扱い方、品質の客観的な評価基準が決められてないが今後の運用においては充電を行い一つの製品（充電済み電解液）をデリバリすると言う考え方が必要となる。そしてその価値を決める核心要素は安定的に蓄電（化学エネルギーとして）された量である。
【００２７】充、放電専用化の特長は前述の如く設計上の自由度以外に充、放電の相手の選択の自由度、電解液も含め電池装置の移動性を高めるところにある。これら自由性、移動性はカスタヌイジングでその稼働率を高めることが目的でその意味では充電専用電池の方が放電専用電池よりその役割が重要になってくる。従って充電専用電池は充電後それをどのように放電するか、どこの放電電池で放電するかは関係がない。
例えばある工場で操業時間１２時間中に１日１２ＭＷＨの電力を使用するが割安の深夜電が使えるかどうか電力会社と契約ができても深夜は８時間しかなく４ＭＷＨが不足する。この場合、充電専用電池は別のところで５００ＫＷのもので８時間深夜電力を充電して提供すればよい。現実的には充電専用電池の投資運搬費を計算しないといけないが、これはそれぞれのマネジメントの課題である。
ところがこの方法は、集中工業団地、住宅団地又はスマートシティなどにおいて便利な手段となっていく。
【００２８】もう一つの運用上重要なことは、充、放電専用電池を製造する時、従来の一体型電池を半分に割った金額でできるものではない。また、まるまる２台分がかかるものでもない。図．１に示す価格の内訳を分析して、そのコストを下げて行くのも技術をともなうマネジメントである。
〔検証シミュレーション−洋上風力発電に対して〕
【００２９】陸地と洋上又は離島間に送電ケーブルなどが設置されてない洋上又は離島で風力発を行う場合、その電力を蓄電して陸上の需要者又は既存送電線に接続する方法を具体的に例示する。
電池の設置、建設に関する価格は前記非特許文献３よりまとめた図．１を引用する。各材料の購入量及び規模が図．１の場合と異なるときは合理的な判断で変更する。その他充、放電におけるエネルギー効率は各コスト、収入の計算でこれを省略し、効率１．０とした。
【００３０】陸地とは電池から送電できる場所であって、この場所で船舶が接岸する位置から数百ｍ以内の近距離が望しい。洋上又は離島とは前記陸地からの距離に制限はないが本例では３０ｋｍとした。
風力発電は１ＭＷ級がそれぞれ３基あって、これを本発明の充電専用電池３台、各１ＭＷＮの電力容量（Ｐｏｗｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）をもち、そのエネルギー容量を一同に８ＭＷＨとする。充電済み電解液は海上運搬され前記陸地に設置した放電専用電池を利用して既設送電線に接続するか特定の需要に電力を供給する。これを図．２に示す。
充電専用電池（Ｉ）１は主電池として一番先に建設されたものとして必要最低限のコストをかけたものとした。これを（Ｉ）と印した。充電専用電池（ＩＩ）２及び（ＩＩＩ）３は、後から追加して建設されたもので建設費など省略できる部分はコストから削減される。
風力発電機Ｐ１．４はインパーター５を通って電池（Ｉ）．１に常時入電される。風力発電機Ｐ２．６はインバーター７でＤＣに変換されポイント８でＰ１．４の入電ラインに接続するが必要に応じて開閉できるスイッチ９がついている。Ｐ３はインバーター１０を通ってＰ１の入電ラインのポイント１１で常時接続しているが必要に応じて開閉するスイッチ１２をつける。このようにＰ１，Ｐ２，Ｐ３合わせて出力能力３ＭＷのものが常時充電専用電池（Ｉ）に入電されるようにしたが、それは風力発電の平均出力が３３％であるとして設計されたもので、これを超える場合はＰ２は開閉スイッチ９を開けスイッチ１３を閉じて充電専用電池（ＩＩ）．２へ入電させる。同じくＰ３は開閉スイッチ１２を開けスイッチ１４を閉め充電専用電池（ＩＩＩ）．３へ入電させる。３つの充電専用電池にはそれぞれ１ＭＷ入力電力を８時間充電できるようにした。しかし風力発電は２４時間発電をつづけるとして充電専用電池（Ｉ）に集中して２４時間充電を維持するには不足する。電解液を充電専用電池（ＩＩ）の電解液タンク（ＩＩ）．１５充電専用電池（ＩＩ）の電解液タンク（ＩＩＩ）．１６から充電専用電池（Ｉ）のタンク（Ｉ）．１７へ供給する。各タンクは正極用の電解液タンクと負極用のタンクがセットになっている。
このようにして、１日２４ＭＷＨのエネルギーを充電することができる。これは風力発電の平均出力が３３％であるとしたものである。
【００３１】時期と場所によっては平均入電力が３３％を超えしばらくつづくことも考えられる。この場合は充電専用電池のエネルギー容量を追加する必要がある。このシミュレーションではこれを計算していないが実説計の場合はその場所の気象データを十分参考にしないといけない。
また充電済み電解液を適時に放電してこれを元に戻す時間差も現地の気象条件によって異なるので予備の電解液をコストに算入していない。
図３に充電専用電（Ｉ），同（ＩＩ），同（ＩＩＩ）の導入コストを示す。
充電池（Ｉ）．１の価格構成と図．１の一体型電池の価格の比較を説明する。セル．スタック２は電力容量が１ＭＷと同じであるので数量は同じである。
しかし図．３では１割値引きしたものにした。その理由は図１におけるセル．スタックの加工費（図示してないが）４０％であったので量産割引とした。これを比率９０％３と記載してある。電解液４はリッター５００円と変わらないので比率を１００％４とした。タンク５は大きさが小さくなったので図．１のそれの８０％とした。
ポンプは電解液が少なくなったことを考慮して同様に８０％とした。制御システム６は放電制御を行わないので８０％、建設費７も放電のための電気工事、機材などが不要であるため７０％とした。
同様に電池（ＩＩＩ）と電池（ＩＩ）について価格を評価した。電池（Ｉ）に対して、ポンプは流量が少ないこと、制御システムは一つのシステムに組み込むこと、建設費は電池（Ｉ）への組み込みと同じ場所にすることを考慮して低減した。
【００３２】一方１日充電する量（エネルギーで）２４ＭＷＨである。年間では８，７６０ＭＷＨとなる。このエネルギーの代価を１ｋｗｈ当り、例えば１２円とすると８７６０×１０００×１２円＝１０５，１２０千円…（１０）
（１０）式から燃料費（９）式を差引いたものを粗利とすると
１０５，１２０千円−１０，２９３千円＝９４，８２７千円…（１１）
投資金額（７）式を粗利（１１）式で割ると
６８４，２００／９４，８２７＝７．２年…（１２）
前記（１２）式は、投資金額の回収期間を測る参考として出している。しかしここでは電解液２４ＭＷＨ分のコストが１０７，０００千円×３＝３２１，０００…（１３）
で総投資金額の式（７）との割合が
３２１，０００／６８４，２００＝０．４７（４７％）…（１４）
であるものとして、一万サイクル（２０年以上）使用できること劣化しにことを考えると一般の設備等の減価償却の教え方に沿うかどうかは議論の余地がある。
〔検証シミュレーション−深夜電力に対して〕
【００３３】深夜電力は２３時から朝の７時まで８時間である。電池で８時間しか充電できないのは、稼働率が悪い。そこで８〜１６時間太帯に陽光発電の電力を充電する太陽光発電は地域によって季節に。よって異なるが一つの例として７月〜８月の天気のよい日の発電量を図４に示した。これを１ＭＷの太陽発電とする。図４の電力量の平均は、ピークの時（１２時）の２／３である。
一方深夜電力は安定して８時間で８ＭＷＨを充電すると１日充電できるのは
2016220511.tif 000005
これを１ＭＷ充電専用電池１台で充電し放電専用電池１台で放電する。
充電専用電池１台の価格は図３の充電専用電池（Ｉ）．１と同じとし、放電専用電池も同じであるが電解液を除いた金額となる。即ち
２４，４００千円＋１０４，４００千円＝３１５，８００千円…（１６）
式（１５）を行うことに対する代価をｋｗｈ当り１２円とすると、年間では
１４，０００ｋｗｈ×３６５日×１２円＝６１，３２０千円／年…（１７）
投資金額対収入は
３１５，８００千円／６１，３２０＝約５年…（１８）
これに対して一体型電池は深夜の８時間しか充電できないので１日８ＭＷＨ、電池の価格は、図３の充電専用電池（Ｉ）を０．９で割ったもの、
２１１，４００／０．９＝２３４，９００千円である。
１日８ＭＷＨと１ｋｗｈ当り１２円と計算して年間では
８，０００ｋｗｈ×３６５×１２＝３５，０４０千円…（１９）
これで投資金額と対比すると
２３４，９００／３５，０４０＝６．７年…（２０）となる。
【００３４】前記太陽発電の出力が日照条件と季節で例えば式（１５）の半分になったとしたら、同じ太陽発電のもう一基より充電電力を得ることと、使用電解液を減らすなどの調整を行い、充電効率を上げることもできる。但し、やや複雑なので、いわゆる充電マネジメント術とも言うべき事象である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一体型電池（レドックスフロー電池）で出力（電力容量）が、充電容量（エネルギー容量という）が１２ＭＷＨの仕様と価格を示す。これは文献３から引用したものである。
【図２】離島が洋上に陸地から送電線が接続できない条件で、１ＭＷの風力発電機３基から充電専用電池、電力容量１ＭＷ、３台で充電を行い充電済電解液を陸地に海上運搬することを説明するものである。
【図３】図．２の充電専用電池を設置するときの費用を算定したものである。
【図４】７〜８月の天気のよい時の太陽発電出力の時間毎のデータである。
【効果】
【００３６】充、放電をそれぞれ独立的に運用し必要に応じ目的に合う構造変更を行うことによって、その生産性が増大することが確認できた。この充電専用電池の運用はその規模を拡大するほど生産性がより大きくなる性質のものである。
また電線によらない電力エネルギーの運搬、移動が実現できた。今後その諸コストは相対的低減され闊達な市場形成が見込まれる。
【用語の説明】
〔レドックスフロー〕酸化還元反応を繰返しながら充電、放電を行う液体電解質
〔電流密度〕セルの中の電極の表面において省費、生産される電流を電極の平面積で割った値
〔放電深度〕定格の蓄電容量（エネルギー）がどれだけ放電されたかの割合
〔双極〕双極又は双極板とも言う。電気化学反応が起きる単位セルの電流、電圧は小さいのでセルの数を多くしてこれを電気的にまとめて大電流、高圧を得る。このときセルとセルの間の電気的接続の役割を担いながら仕切っているものを言う。
〔電力容量〕充電又は放電できる最大のエネルギーで電流地に電圧値をかけた値でレドックスフロー電池でこれをセルの数とそれ配列（いわば電気配線の意味）で電流値と電圧値を決める。
〔エネルギー容量〕レドックスフロー電池で電力容量で何時間充電したか又は放電できるのか電気エネルギーの総量の意味で充電される電解液の量で決る。
【図１】
2016220511.tif 000006
【図２】
2016220511.tif 000007
【図３】
2016220511.tif 000008
【図４】
2016220511.tif 000009