JP2001189158A - 太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム - Google Patents

太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム

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JP2001189158A
JP2001189158A JP2000000050A JP2000000050A JP2001189158A JP 2001189158 A JP2001189158 A JP 2001189158A JP 2000000050 A JP2000000050 A JP 2000000050A JP 2000000050 A JP2000000050 A JP 2000000050A JP 2001189158 A JP2001189158 A JP 2001189158A
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JP
Japan
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tank
power supply
supply system
electrolytic solution
solar cell
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JP2000000050A
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Atsuo Ikeuchi
淳夫 池内
Nobuyuki Tokuda
信幸 徳田
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Kansai Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Kansai Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置スペースの削減を図ることができるよう
に改良された、太陽電池と蓄電池を組合せた電源システ
ム。 【解決手段】 本発明に係る、太陽電池と蓄電池を組合
せた電源システムは、太陽電池パネル20と電解液タン
ク21を有するレドックスフロー電池と、を備える。電
解液タンク21は太陽電池パネル20の下部に配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、太陽電
池と蓄電池を組合せた電源システムに関するものであ
り、より特定的には、蓄電池の設置スペースの削減がで
きるように改良された太陽電池と蓄電池を組合せた電源
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、特許公報第2724817号に
開示されている、従来の全バナジウムレドックスフロー
電池の概略図である。
【0003】図7を参照して、全バナジウムレドックス
フロー電池1は、電池反応セル2、負極液タンク3およ
び正極液タンク4を備える。電池反応セル2内は、たと
えば、イオン交換膜等からなる隔膜5により仕切られて
おり、一方側が負極セル2a、他方側が正極セル2bを
構成する。
【0004】正極セル2b内には、電極として、正極が
収容され、また、負極セル2a内には負極7が収容され
る。正極セル2bと正極液タンク4は、正極液循環管路
60で結ばれており、負極セル2aと負極液タンク3
は、負極液循環管路90で結ばれている。
【0005】正極液循環管路60内には、ポンプ10が
設けられており、負極液循環回路90内には、ポンプ1
1が設けられている。正極液タンク4内には、V5+/V
4+を含む正極電解液が蓄えられており、また、負極液タ
ンク3内には、V2+/V3+を含む負極液電解液が蓄えら
れている。これらのイオンは、硫酸水溶液に、それぞれ
溶かされている。
【0006】全バナジウムのレドックスフロー電池で
は、充電時においては、負極液タンク3に蓄えられたV
2+/V3+を含む硫酸水溶液が、ポンプ11により負極セ
ル2aに送られ、負極7において外部回路に電子を放出
して、V2+がV3+に酸化され、負極液タンク3に回収さ
れる。他方、正極液タンク4に蓄えられたV5+/V4+
含む硫酸水溶液は、ポンプ12より正極セル2bに送ら
れ、正極6において外部回路から電子を受け取り、V5+
がV4+に還元され、正極液タンク4に回収される。この
ような全バナジウムのレドックスフロー電池において
は、正極6および負極7における充放電反応は、下記の
式のようになる。
【0007】
【化1】
【0008】本発明は、このようなレドックスフロー電
池を利用し、これを太陽電池と組合せて、電源システム
を構成することの発明に関する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図8は、太陽電池と蓄
電池を組合せた場合の考えられる構成図である。このよ
うな構成を採用する場合、太陽電池の近くに蓄電池を配
置し、これらを電気的に接続しなければならない。
【0010】しかしながら、太陽電池と蓄電池を平面内
で離して形成することがまず考えられるが、このような
場合、電池システムの設置スペースが大きくなるという
問題点がある。
【0011】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、蓄電池の設置スペースの削減
を図ることができるように改良された太陽電池と蓄電池
を組合せた電源システムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る、太陽電
池と蓄電池を組合せた電源システムは、太陽電池パネル
と、電解液タンクを有するレドックスフロー電池と、を
備える。上記電解液タンクは上記太陽電池パネルの下部
に配置されている。
【0013】電解液タンクが太陽電池パネルの下部に配
置されているので、設置スペースの削減を図ることがで
きる。また、直射日光により電解液タンクへ進入する熱
を抑制することができる。
【0014】請求項2に係る電源システムにおいては、
上記電解液タンクは、可撓性を有するシート材料で袋状
に加工されてなるタンクからなり、自立配置されてい
る。
【0015】この発明によれば、タンクを予め工場で製
造し、試験をすることができるために、タンクの施工性
の向上と施工期間の短縮ができる。
【0016】請求項3に係る電源システムにおいては、
上記電解液タンクは、自立配置された、樹脂製の槽また
は内部が樹脂ライニングされた槽を含む。
【0017】請求項4に係る電源システムにおいては、
上記電解液タンク内にはバナジウムイオンを含む電解液
が蓄えられている。そして、当該電源システムは、上記
電解液タンク内の電解液の熱交換を行う熱交換器と、上
記電解液の温度が管理温度を超えないように上記熱交換
器を制御する制御手段をさらに備える。
【0018】この発明によれば、バナジウムを含む電解
液が管理温度を超えないようにされているので、五価の
バナジウムイオンが析出しなくなり、電解液の安定性が
よくなる。管理温度は、上限値を40℃とすることが望
ましい。
【0019】請求項5に係る太陽電池と蓄電池を組合せ
た電源システムは、支持架台により支持された太陽電池
パネルを備える。上記太陽電池パネルの下に、上記支持
架台とともに上記パネルを下から支える補強枠として設
けられ、かつ電解液を蓄える槽を備える。上記槽の内壁
は、電解液に対して耐食性を有する耐食層が被覆されて
いる。上記槽内に、レドックスフロー電池の電解液が蓄
えられている。
【0020】この発明によれば、太陽電池パネルの下
に、電解液を蓄えるための槽を設けるので、蓄電池の設
置スペースの削減を図ることができる。また、直射日光
によりタンクへ進入する熱を抑制することができる。
【0021】請求項6に係る、太陽電池と蓄電池を組合
せた電源システムは、支持架台により支持された太陽電
池パネルを備える。支持架台の下部を掘り下げて、槽が
形成されている。上記槽の内部は電解液に対して耐食性
を有する耐食層で被覆されている。上記槽内にレドック
スフロー電池の電解液が蓄えられている。
【0022】この発明によれば、支持架台の下部を掘り
下げて形成された槽内に、電解液が蓄えられるようにさ
れているので、蓄電池の設置スペースの削減を図ること
ができる。また、直射日光によりタンクへ進入する熱を
抑制することができる。
【0023】請求項7に係る、太陽電池と蓄電池を組合
せた電源システムにおいては、上記電解液はバナジウム
を含む電解液であり、当該電源システムは、上記電解液
タンク内の電解液の熱交換を行う熱交換器と、上記電解
液温度が管理温度を超えないように上記熱交換器を制御
する制御手段と、をさらに備える。
【0024】この発明によれば、電解液が管理温度を超
えないようにされているので、5価のバナジウムイオン
が析出することはなく、電解液の安定性が保たれる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
【0026】図1は、本発明の実施の形態に係る太陽電
池と蓄電池を組合せた電源システムの概念図である。図
2は、図1におけるII−II線に沿う断面図である。
【0027】実施の形態に係る電源システムは、太陽電
池パネル20と、レドックスフロー電池を備える。レド
ックスフロー電池は電解液タンク21と電池セル23を
備える。電池セル23と電解液タンク21は、図7に示
すように、循環管路で接続されている。電解液タンク2
1は、太陽電池パネル20の下部に配置されている。レ
ドックスフロー電池用電解液タンクを太陽電池パネル2
0の下部に配置することにより、蓄電池の設置スペース
の削減を図ることができる。また、直射日光により、電
解液タンク21へ進入する熱を抑制することができる。
【0028】電解液タンク21には、図7で示したよう
なバナジウムイオンを含む電解液が蓄えられている。当
該電源システムは、図示しないが、電解液タンク21内
の電解液の熱交換を行なう熱交換器をさらに備える。熱
交換器は、たとえば図7を参照して、少なくとも正極電
解液循環管路60内に設けられる。正極電解液が電池セ
ルと電解液タンク4との間で循環するときに、これが熱
交換器により冷却される。
【0029】また、図示しないが、電源システムは、電
解液タンク内の電解液の温度が管理温度を超えないよう
に熱交換器を制御する制御器を備えている。実施の形態
に係る電源システムは、野ざらしの状態に置かれるの
で、太陽光の熱を受けて、電解液タンク21内の電解液
の温度上昇を招くおそれがある。全バナジウムのレドッ
クスフロー電池では、電解液の温度が管理温度を超える
と、正極電解液タンク内において、5価のバナジウムイ
オンが析出し、電池効率が低下する。しかし、本発明の
実施の形態に係る電源システムによれば、正極電解液の
温度を管理温度を超えないように、熱交換器を操作させ
ることができるので、温度上昇による、五価バナジウム
の析出は、認められず、電解液の安定性が保持される。
管理温度は上限値を40℃とすることが望ましい。
【0030】
【実施例】以下、この発明の具体的な実施例を図につい
て説明する。
【0031】実施例1 図3は、実施例1に係る電源システムの要部の一部切欠
き斜視図である。
【0032】実施例1に係る電源システムは、支持架台
22により支持された太陽電池パネル20を備える。太
陽電池パネル20の下に、支持架台22とともに太陽電
池パネル20を下から支える補強枠として設けられ、か
つ電解液23を蓄えるための槽24が設けられている。
槽24は、4つの側壁面と天井面と下部面を有する補強
枠で形成されている。槽24の内壁面は、電解液に対し
て十分な耐食性を有する樹脂またはゴムを使用した耐食
層25で被覆されている。槽24内には、バナジウムを
含む電解液が蓄えられている。
【0033】実施例1に係る電源システムによれば、太
陽電池のパネル20の下部に電解液タンクが蓄えられる
槽24が配置されているので、設置スペースの削減を図
ることができる。また、直射日光により槽24内へ進入
する熱を抑制することができる。さらに、太陽電池パネ
ル20を下から支える支持部材を、電解液を蓄える槽で
兼用しているので、コストの低減化を図ることができ
る。
【0034】実施例2 図4は、実施例2に係る電源システムの概念図である。
実施例2に係る電源システムは、支持架台22により支
持された太陽電池パネル20を備える。支持架台22の
下部を掘り下げて、鉄鋼材料またはコンクリートなどで
槽26が形成されている。槽26の内壁面は、電解液に
対して十分な耐食性を有する樹脂またはゴムを使用した
耐食層25で被覆されている。槽26内には、電解液2
3が蓄えられている。このように構成することによって
も、設置スペースの削減を図ることができ、かつ直射日
光により、電解液タンクへ進入する熱を抑制することが
できる。
【0035】実施例3 図5は、実施例3に係る電源システムの概念図である。
太陽電池パネル20の下に、電解液タンク21が配置さ
れている。電解液タンク21は、可撓性を有するシート
材料で袋状に加工されてなるタンクで形成され、自立配
置されている。このように構成することにより、電解液
タンク21を予め別途工場で製造し、試験をすることが
できるために、電解液タンクの施工性向上と施工期間の
短縮を図ることができる。
【0036】実施例4 図6は実施例4に係る電源システムの概念図である。太
陽電池パネル20の下に、樹脂製の電解液タンク27ま
たは鉄鋼材料に耐食を施した電解液タンク27が自立配
置されている。このように構成することによっても、実
施例3と同様の効果を奏する。
【0037】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る太
陽電池と蓄電池を組合せた電源システムによれば、電解
液タンクが太陽電池パネルの下部に配置されているの
で、設置スペースの削減を図ることができる。また、直
射日光により電解液タンクへ進入する熱を抑制すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態に係る太陽電池と蓄電池を組合せ
た電源システムの概念図である。
【図2】 図1におけるII−II線に沿う断面図であ
る。
【図3】 実施例1に係る電源システムの部分切欠き断
面図である。
【図4】 実施例2に係る電源システムの概念図であ
る。
【図5】 実施例3に係る電源システムの概念図であ
る。
【図6】 実施例4に係る電源システムの概念図であ
る。
【図7】 従来の全バナジウムレドックスフロー電池の
概念図である。
【図8】 太陽電池と蓄電池を組合せた電源システムの
考えられる構成図である。
【符号の説明】
20 太陽電池パネル、21 電解液タンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA14 BA11 JA20 5H026 AA10 CX10 RR01 RR05 5H032 AA10 AS01 AS11 CC21 CC22 CC25 EE04 EE10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池パネルと、 電解液タンクを有するレドックスフロー電池と、を備
    え、 前記電解液タンクは前記太陽電池パネルの下部に配置さ
    れている、太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム。
  2. 【請求項2】 前記電解液タンクは、可撓性を有するシ
    ート材料で袋状に加工されてなるタンクからなり、自立
    配置されている、請求項1に記載の太陽電池と蓄電池を
    組合せた電源システム。
  3. 【請求項3】 前記電解液タンクは、自立配置された、
    樹脂製の槽または内部が樹脂ライニングされた槽を含
    む、請求項1に記載の太陽電池と蓄電池を組合せた電源
    システム。
  4. 【請求項4】 前記電解液タンク内にはバナジウムイオ
    ンを含む電解液が蓄えられており、 当該電源システムは、 前記電解液タンク内の電解液の熱交換を行う熱交換器
    と、 前記電解液の温度が管理温度を超えないように前記熱交
    換器を制御する制御手段と、をさらに備える、請求項1
    に記載の、太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム。
  5. 【請求項5】 支持架台により支持された太陽電池パネ
    ルと、 前記太陽電池パネルの下に、前記支持架台とともに前記
    太陽電池パネルを下から支える補強手段として設けら
    れ、かつ電解液を蓄えることができるようにされた槽
    と、を備え、 前記槽の内壁は、電解液に対して耐食性を有する耐食層
    が被覆されており、 前記槽内に、レドックスフロー電池の電解液が蓄えられ
    ている、太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム。
  6. 【請求項6】 支持架台により支持された太陽電池パネ
    ルと、 前記支持架台の下部を掘り下げて形成された槽と、を備
    え、 前記槽の内壁は電解液に対して耐食性を有する耐食層で
    被覆されており、 前記槽内にレドックスフロー電池の電解液が蓄えられて
    いる、太陽電池と蓄電池を組合せた電源システム。
  7. 【請求項7】 前記電解液はバナジウムイオンを含み、 当該電源システムは、 前記槽内の電解液の熱交換を行う熱交換器と、 前記電解液温度が管理温度を超えないように前記熱交換
    器を制御する制御手段と、をさらに備える、請求項5ま
    たは6に記載の、太陽電池と蓄電池を組合せた電源シス
    テム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101507388B1 (ko) * 2008-01-01 2015-03-31 주식회사 뉴파워 프라즈마 태양광 발전 시설을 이용한 전기 분해 설비
WO2023153204A1 (ja) * 2022-02-09 2023-08-17 三菱重工業株式会社 レドックスフロー電池及びこのレドックスフロー電池を備える給電システム

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KR101507388B1 (ko) * 2008-01-01 2015-03-31 주식회사 뉴파워 프라즈마 태양광 발전 시설을 이용한 전기 분해 설비
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