JP2022164523A - Electrification system for vessel - Google Patents

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Abstract

To provide an electrification system for a vessel capable of supplying a sufficient amount of power for electrification of the vessel while corresponding to safety navigation measures for the vessel.SOLUTION: An electrification system for a vessel includes a cell stack 1 and main tanks 2 and 3 connected to the self stack 1 through pipings 4, 5, 8 and 9, for storing electrolyte. The main tanks 2 and 3 are installed in a place for storing ballast water in the vessel and in the vicinity thereof, and the electrolyte is used for draft adjustment by reducing the amount of the ballast water for the amount of weight the stored electrolyte occupies in the main tanks 2 and 3 or by replacing whole quantity of the ballast water by the electrolyte when the main tanks 2 and 3 are installed in the position for storing the ballast water.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、船舶の電化システムに関する。 The present invention relates to a ship electrification system.

船舶の電化とは、主推進力(以下M/Eと称する。)と、船内のその他の電力(以下D/Gと称する。)を含め2酸化炭素及び空気汚染物質や有毒物質を出さない方法による、例えば、再生可能エネルギーまたはその他の方法で電力を得て電池を経由するか、直接負荷に通電して使う手段と定義される。船舶の電化のその他の目的は、海洋生態系保全と海水汚染防止、再生可能エネルギーの促進、さらに電子工学の発達に伴う近未来の船舶のあり方に関する基礎インフラを構築する。 Vessel electrification includes main propulsion (hereinafter referred to as M/E) and other onboard electrical power (hereinafter referred to as D/G) in a manner that does not emit carbon dioxide and air pollutants or toxic substances. , is defined as any means of obtaining power from, for example, renewable energy or other methods and using it via batteries or directly to a load. Other purposes of electrification of ships are to conserve marine ecosystems, prevent seawater pollution, promote renewable energy, and build basic infrastructure for ships in the near future as electronic engineering develops.

そのため現在は、電解液または電解質とセルスタックが一体となり分離することが出来ない電池(以下一体型と称する。)、例えば、リチウムを主剤とする電池などを船内に搭載して用いている。しかし、この手段では、船舶の航続距離によって搭載すべく電池の重量、体積、コストが大きい負担となっている。例えば、2千トンのコンテナー船で1000kmを運航するには、1MW出力の電池で、1MWhの電力を消費する(以下、「船舶例1」と称する。)。搭載される一体型電池は、体積が20フィートコンテナ7~8個分体積で重さが60~90トンと見積もられ、船舶本来の目的、本来の業務に支障をもたらす、したがって、この一体型電池による船舶の電化は前記一体型の小さい電池で済むように近海航行に使い頻繁に充電を行う方法か、全部を電化せず船内のD/Gに相当する部分に電力供給することに限定されている。 Therefore, at present, batteries in which the electrolytic solution or the electrolyte and the cell stack are integrated and cannot be separated (hereafter referred to as integrated type), such as lithium-based batteries, are installed onboard and used. However, with this means, the weight, volume, and cost of the batteries to be mounted are a great burden depending on the cruising distance of the ship. For example, in order to operate a container ship of 2,000 tons for 1,000 km, a 1 MW output battery consumes 1 MWh of electric power (hereinafter referred to as "ship example 1"). The onboard integrated battery is estimated to have a volume of 7 to 8 20-foot containers and a weight of 60 to 90 tons. The electrification of ships by batteries is limited to the method of using the small integrated battery for short-sea navigation and charging it frequently, or to supply power to the part corresponding to the D/G in the ship without electrifying the entire battery. ing.

最近は、水素系燃料電池(以下、「燃料電池」と称する。)を利用する研究が行われている。燃料電池は、一体型ではなく、セルスッタクに外部から水素が供給され、それを電気に変換する(以下、「分離型」と称する。)が、この時のエネルギー効率が50%程度と低い。前記船舶例1の場合は、重量が前記一体型にくらべ10分の1以下の5トン程度で済み船内搭載には問題ないが、電力を生産するためには水素ガスを980Kリトル供給しないといけない。これほどの大きな体積を搭載することが出来ない零下253℃の液化水素は、500分の1以下の低体積化の方法があるが、船内に低体積化した安全性の高い容器及びそこからガス状の水素をセルスタックに送り込むシステムの開発が十分ではない。そのためより安全とされる液体化の手段としてメチルシクロヘキサン(MCH)化すれば、ガソリンのように常温液体となるが、これから水素を取り出すためには船内でMCHから水素を製造しないといけないが、それには船内に水素製造システムが必要となり現在は不可能である。 Recently, researches using hydrogen-based fuel cells (hereinafter referred to as "fuel cells") have been conducted. A fuel cell is not an integrated type, but hydrogen is supplied to a cell stack from the outside and converted into electricity (hereinafter referred to as a "separate type"), but the energy efficiency at this time is as low as about 50%. In the case of ship example 1, the weight is about 5 tons, which is less than 1/10 of the above-mentioned integrated type, and there is no problem in mounting it onboard, but 980 K Little of hydrogen gas must be supplied to produce electricity. . There is a way to reduce the volume of liquefied hydrogen at -253°C, which cannot be loaded in such a large volume, to less than 1/500th of the original volume. The development of a system to feed hydrogen in the form of hydrogen to the cell stack is insufficient. Therefore, if methylcyclohexane (MCH) is used as a safer means of liquefaction, it will become a liquid at room temperature like gasoline. requires a hydrogen production system on board, which is currently not possible.

水素系燃料電池のもう一つの欠点は、今後、船体上部または甲板を利用して、太陽光及び風力などの再生可能エネルギーを生産して、これを船舶の電化に利用する場合、独立的に充電放電が出来ない。または、発電した再生可能エネルギーを使い、水の電気分解などから水素ガスを得る工程を船上に設置しないといけない。その設備に係るコストを別にしても、例えば、電気分解して水素を製造する場合、船上で発電して得た電力の7割を消費し、水素を電気に変換するセルスタックの効率が50%程度であるため、全体として得た電力の15%しか使えない。 Another drawback of hydrogen-based fuel cells is that in the future, if the upper hull or deck is used to produce renewable energy such as solar and wind power and use it to electrify the ship, it will not be possible to charge it independently. Discharge is not possible. Alternatively, a process to obtain hydrogen gas from water electrolysis using renewable energy generated must be installed on board. Aside from the cost of the equipment, for example, when hydrogen is produced by electrolysis, 70% of the power generated on board is consumed, and the efficiency of the cell stack that converts hydrogen to electricity is 50%. %, so you can only use 15% of the total power you get.

前述のように船舶の電化技術における現状を鑑みると、船舶の排水量区分によるトン数、船舶運航の目的、航続距離に関係なく船の運航中のため駆動系M/E及びD/G系を含む全電化を実現するためフローバッテリーを用いて船舶の電化を完成する技術が求められている。 As mentioned above, in consideration of the current state of ship electrification technology, drive trains M/E and D/G systems are included because the ship is in operation regardless of the tonnage according to the displacement classification of the ship, the purpose of ship operation, and the cruising distance. In order to achieve full electrification, technology is required to complete the electrification of ships using flow batteries.

フローバッテリーとは、セルスタックの中で、充電によって電解液のイオン化状態を変えながら電気を化学エネルギーに変換するバッテリーである。そして、フローバッテリーは、一体型電池と違い化学エネルギーに変換された電解液を、一旦セルスタックの外にあるタンクに貯めて置き、セルスタックの中には電解液を貯蔵しない分離型電池である。 A flow battery is a battery that converts electricity into chemical energy while changing the ionization state of the electrolyte by charging in the cell stack. Flow batteries, unlike integrated batteries, are separate batteries that store the electrolyte converted into chemical energy in a tank outside the cell stack and do not store the electrolyte inside the cell stack. .

一般のフローバッテリーでは、セルスタックと電解液タンクの間を配管で連接し、ポンプを使って電解液をセルスタックに流入させ、セルスタックから排出させる循環を行いながら、充電と放電を行う。フローバッテリーの充放電を決められた性能通り安全に運用するためには、セルスタックと電解液のタンクとを、同じ箱または容器に収納するか商用のコンテナーなどを利用してその中に収納する必要がある。また、更に大きい電池で屋外などに設置する場合は、できるだけセルスタックの電解液タンクを近距離にして配置する必要がある。その理由は、全体の電池の充放電に係る要因を、電池マネジメントシステム(以下BMSと称する。)で制御するためである。BMSは、セルスタックの電気的なデータの管理・制御の他、電解液の温度、流量、充電深度および充電残量などを監視しながら電解液のポンプ循環条件を調整する。したがって、船内の場合は、従来の運用方法と違い電池システム自体だけでなく、電池を搭載する船舶にも様々な影響を及ぼす、以下にこれらの課題を述べる。 In a general flow battery, the cell stack and the electrolyte tank are connected by a pipe, and the electrolyte flows into the cell stack using a pump and is discharged from the cell stack while circulating while charging and discharging. In order to safely operate the charge and discharge of the flow battery according to the specified performance, the cell stack and the electrolyte tank should be housed in the same box or container or in a commercial container. There is a need. Also, when a larger battery is installed outdoors, it is necessary to arrange the electrolyte tanks of the cell stack as close as possible. The reason for this is that factors relating to charging and discharging of the entire battery are controlled by a battery management system (hereinafter referred to as BMS). The BMS manages and controls the electrical data of the cell stack, and also monitors the temperature, flow rate, depth of charge, and remaining charge of the electrolyte while adjusting pump circulation conditions for the electrolyte. Therefore, in the case of a ship, unlike the conventional operation method, not only the battery system itself but also the ship on which the battery is installed are affected in various ways. These problems are described below.


電池の性能は、エネルギー密度で示され、電池が蓄電できる電力量を単位リッターあたりまたは単位kgあたりで表現する。例えば、一体型電池の一例であるリチウムイオン電池は電種によるが250Wh/L.に対して、フローバッテリーは20-100Wh/L.程度が多い。そして、このエネルギー密度は、同じ電力容量に対して、電池全体の大きさと体積の目安となる。したがって、一体型電池は、フローバッテリーより軽く軽量となる。上記の船舶例1.では、1000キロメーター航行するための電力量1MWhを出すためのフローバッテリーの重さは、概ね100トンから400トンとなり船の搭載するのは困難であった。
.
Battery performance is indicated by energy density, which expresses the amount of power that the battery can store per liter or per kilogram. For example, a lithium-ion battery, which is an example of an integrated battery, has a capacity of 250 Wh/L. On the other hand, the flow battery is 20-100Wh/L. many degrees. This energy density then provides a measure of the overall size and volume of the battery for the same power capacity. Therefore, the integrated battery will be lighter and lighter than the flow battery. The above vessel example 1. Then, the weight of the flow battery for outputting 1 MWh of electric energy for 1000 km navigation is about 100 tons to 400 tons, and it was difficult to carry on the ship.

他方、船舶の運航には、揺れに起因するトリム調整、喫水調整が船の安全に重要である。これらは、それぞれ別の事柄でなく相互関係する要因で、そのため積み荷などと、バラスト水などを加減しながら調整する。船舶の電化のために搭載するバッテリーは、このような船舶の安全運航対策に相応する方法が要求される。 On the other hand, in ship operation, trim adjustment and draft adjustment due to rocking are important for ship safety. These are interrelated factors, not separate ones, so they are adjusted by adjusting cargo and ballast water and so on. Batteries installed for electrification of ships are required to have a method corresponding to such measures for safe operation of ships.

本発明は、船舶の安全運航対策に相応しつつ、船舶の電化のために、十分な量の電力を供給可能な船舶の電化システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ship electrification system capable of supplying a sufficient amount of electric power for the electrification of a ship while complying with measures for safe operation of the ship.

問題を解決するための手段means to solve the problem

(1) 船内で使うフローバッテリーにおいて、
セルスタックと、
配管を介して、前記セルスタックに接続され、電解液を収容する主タンクと、を備え、
前記主タンクは、前記船内のバラスト水を収納する場所及びその近傍に設置されることを特徴とする船舶の電化システム。
(1) For flow batteries used on board,
a cell stack;
a main tank connected to the cell stack via a pipe and containing an electrolytic solution;
The electrification system for a ship, wherein the main tank is installed at or near a place for storing ballast water in the ship.

(2) 前記主タンクを、バラスト水を収納する場所に設置する場合、バラスト水の量を前記主タンクに収容されている電解液が占める重量分だけ減量するか、バラスト水の全量を電解液で置き換えることによって、電解液を喫水調整用に使用することを特徴とする(1)に記載の船舶の電化システム。 (2) When the main tank is installed in a place where ballast water is stored, the amount of ballast water is reduced by the weight of the electrolyte contained in the main tank, or the entire amount of ballast water is replaced by the electrolyte. The ship electrification system according to (1), characterized in that the electrolytic solution is used for draft adjustment by replacing with

(3) 前記セルスタックと前記主タンクとの間に設けられ、配管を介して、前記セルスタックと前記主タンクに接続される緩衝タンクと、
前記主タンクから前記緩衝タンクに電解液を送るポンプと、を更に備え、
前記ポンプにより、前記主タンクから前記緩衝タンクに電解液を送り、前記セルスタックに送る電解液の流速を抑えることを特徴とする(1)又は(2)に記載の船舶の電化システム。
(3) a buffer tank provided between the cell stack and the main tank and connected to the cell stack and the main tank via a pipe;
a pump that delivers electrolyte from the main tank to the buffer tank;
The ship electrification system according to (1) or (2), wherein the pump supplies the electrolyte from the main tank to the buffer tank and suppresses the flow rate of the electrolyte supplied to the cell stack.

(4) 前記主タンクから前記セルスタックに向かう電解液の流れを制御する第1流体制御部と、
前記前記セルスタックから前記主タンクに向かう電解液の流れを制御する第2流体制御部と、を更に備える(1)から(3)のいずれかに記載の船舶の電化システム。
(4) a first fluid control unit that controls the flow of electrolyte from the main tank to the cell stack;
The vessel electrification system according to any one of (1) to (3), further comprising: a second fluid control unit that controls a flow of electrolyte from the cell stack to the main tank.

(5) 前記緩衝タンクは、電解液収容容積が、前記主タンクの1/10以下であることを特徴とする(3)に記載の船舶の電化システム。 (5) The vessel electrification system according to (3), wherein the buffer tank has an electrolyte storage capacity of 1/10 or less of the main tank.

(6) 前記セルスタックと前記主タンクとの間に設けられ、配管を介して、前記セルスタックと前記主タンクに接続されるCタンクを、更に備え、
前記第2流体制御部は、前記セルスタックから排出された電解液を前記Cタンクに送り、前記Cタンクに収容された電解液を前記主タンクに送ることを特徴とする(4)に記載の船舶の電化システム。
(6) further comprising a C tank provided between the cell stack and the main tank and connected to the cell stack and the main tank via a pipe;
The second fluid control unit according to (4), wherein the electrolyte discharged from the cell stack is sent to the C tank, and the electrolyte stored in the C tank is sent to the main tank. Ship electrification system.

(7) 前記船の喫水及びトリムの調整を電解液で行う場合、前記第2流体制御部は、前記船の喫水及びトリムの調整のための電解液を移動させるポンプの制御を行うことを特徴とする(4)に記載の船舶の電化システム。 (7) When the draft and trim of the ship are adjusted using an electrolytic solution, the second fluid control unit controls a pump that moves the electrolytic solution for adjusting the draft and trim of the ship. The ship electrification system according to (4).

(8) 前記船外で充電された充電済み電解液を利用可能であることを特徴とする(1)から(7)のいずれかに記載の船舶の電化システム。 (8) The vessel electrification system according to any one of (1) to (7), wherein the charged electrolytic solution charged outside the vessel can be used.

(9) 電解液の比重は、0.8以上1.8以下であることを特徴とする(1)から(8)のいずれかに記載の船舶の電化システム。 (9) The ship electrification system according to any one of (1) to (8), wherein the electrolyte has a specific gravity of 0.8 or more and 1.8 or less.

発明の効果Effect of the invention

本発明によれば、船舶の安全運航対策に相応しつつ、船舶の電化のために、十分な量の電力を供給可能な船舶の電化システムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a ship electrification system capable of supplying a sufficient amount of electric power for the electrification of a ship while complying with measures for safe operation of the ship.

本電池の電解液タンクの配置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of electrolyte tanks of the present battery; バラスト水領域に電解液タンクを設置するときの新しい電池システムを示す図である。Fig. 3 shows the new battery system when installing electrolyte tanks in the ballast water area; MW級の電池システムの場合における緩衝タンクを詳細に説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining in detail a buffer tank in the case of a MW-class battery system; 出力が1MWの時の電池システムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a battery system with an output of 1 MW; Cタンクを設定した電池システムを示す図である。It is a figure which shows the battery system which set the C tank.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、同一又は類似の構成には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and their descriptions are omitted or simplified.

まず、フローバッテリーの概要について説明する。
フローバッテリーは、最も代表的なものとしてバナジウムレドクッスフローバッテリー(以下VRFBと称する。)、亜鉛を基材にしてレドクッス反応を起こす相手物質としてペアーを組む形のフローバッテリーが数多く開発中または製品化されている。例えば、亜鉛―ボロン電池(ZBBと称する。)、亜鉛-臭素電池(ZIFBと称する。)、亜鉛―鉄(Fe)電池、そのほか相手物質として、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)などのフローバッテリーがあり、船舶の電化に用いる場合はそれぞれの電解液の比重、その化学成分が異なる。本実施形態においては、VRFBを例に説明する。
First, an outline of the flow battery will be explained.
The most typical flow battery is a vanadium redox flow battery (hereinafter referred to as VRFB). Many flow batteries in which zinc is used as a base material to create a redox reaction in pairs are under development or have been commercialized. It is For example, zinc-boron batteries (referred to as ZBB), zinc-bromine batteries (referred to as ZIFB), zinc-iron (Fe) batteries, and other mating materials such as chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co ), and when used to electrify a ship, the specific gravity of each electrolyte and its chemical composition are different. In this embodiment, VRFB will be described as an example.

前述の種々のフローバッテリーの電解液の比重が、1.0以上1.8以下の範囲のものとして、これを代表してバナジウムフローバッテリー(以下、本電池と称する。)をもって以下説明する。 A vanadium flow battery (hereinafter referred to as "the present battery") will be described below as a representative of the above-described various flow batteries, in which the specific gravity of the electrolyte is in the range of 1.0 or more and 1.8 or less.

本実施形態では、本電池のセルスタックから電解液タンク間の距離を特定せずまた配管の材料、形状、寸法などを特定せず電解液タンクを、船内のバラスト水タンクを収納する空間に設置することとした。バラスト水は、特に船が空荷時に大量に入れ、喫水対策をとる。
また、例えば、2千トンのコンテナー船で1000kmを運航するには、1MW出力の電池で、1MWhの電力を消費する(以下、「船舶例1」と称する。)。
In this embodiment, without specifying the distance between the cell stack of this battery and the electrolyte tank, and without specifying the material, shape, dimensions, etc. of the piping, the electrolyte tank is installed in the space where the ballast water tank is stored in the ship. It was decided to. A large amount of ballast water should be added, especially when the ship is empty, and draft measures should be taken.
Further, for example, in order to operate a 2,000-ton container ship for 1,000 km, a 1 MW output battery consumes 1 MWh of electric power (hereinafter referred to as "ship example 1").

船舶例1の場合は、バラスト水が700トンと決まっている。航続距離が1,000Kmに必要な電解液は50KL(重量65トン)となる。電解液は、希硫酸成分として化学物質分類に毒性物質ではなく船内でバラスト水の役割を果たすことができる。電解液を搭載した時は、バラスト水を700-65=635トンにする。 In the case of Vessel Example 1, the amount of ballast water is determined to be 700 tons. The electrolyte required for a cruising distance of 1,000 km is 50 KL (weight: 65 tons). The electrolyte is not a toxic substance classified as a dilute sulfuric acid component, but can play the role of ballast water onboard. When the electrolyte is loaded, the ballast water is 700 - 65 = 635 tons.

図1は、本電池の電解液タンクの配置を示す図である。
セルスタック1には、主タンクの一例である電解液タンクとして、一つは負の電解液タンク2、もう一つは正の電解液タンク3で、それぞれのタンクから各セルの負の側と正の側に、電解液を配管4,5(以下、「送液配管」と称する。)を経由して、ポンプ6,7で電解液を流入する。電解液は、セルスタックを通り、出口からそれぞれのタンク2,3に戻る。電解液は、それぞれ戻る時には、配管8,9(以下、「戻り配管」と称する。)を経由する。この戻り配管にはポンプをつけない。
FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of electrolyte tanks of the present battery.
The cell stack 1 includes, as electrolyte tanks, which are examples of main tanks, a negative electrolyte tank 2 and a positive electrolyte tank 3, each of which is connected to the negative side of each cell. Electrolyte solution is supplied to the positive side by pumps 6 and 7 via pipes 4 and 5 (hereinafter referred to as "liquid feed pipes"). The electrolyte passes through the cell stack and returns to the respective tanks 2, 3 through outlets. The electrolytic solutions pass through pipes 8 and 9 (hereinafter referred to as "return pipes") when returning respectively. Do not attach a pump to this return line.

電池全体の運転には、セルスタックの電圧、電流、出力を検知するため、電解液充電の度合い(以下、「充電深度」と称する。)、電解液の温度、を検知して制御する制御キットとして電池制御システム(以下、「BMS」と称する。)が取りつけられている。BMSは、電解液をポンプ6,7の回転を増減して制御する。BMSは、ポンプ6,7を制御することで、電解液が、セルスタック1の中で穏やかで均一な流となる様に流速、流量を設定し、全体をまとめて制御する。 A control kit that detects and controls the degree of electrolyte charge (hereinafter referred to as "charge depth") and the temperature of the electrolyte in order to detect the voltage, current, and output of the cell stack for the operation of the entire battery. A battery control system (hereinafter referred to as "BMS") is installed as a The BMS controls the electrolyte by increasing or decreasing the rotation of pumps 6 and 7 . By controlling the pumps 6 and 7, the BMS sets the flow velocity and flow rate so that the electrolyte flows gently and uniformly in the cell stack 1, and controls the entire system.

電解液のタンクを船体下部などに設置する場合、セルスタックの設置場所は、垂直方向(以下、「Y軸」と称する。)から見て、上部が必然であり、そのY軸の高さは、第2デックでも第3デックの位置でも構わない。セルスタックからの電気配線を通じ、どの位置のコンロール室でも構わないが、セルスタックと電解液の循環系は、Y軸の高さで短いほど良いが、10メーター以内が望ましい。一方、電解液タンクは、喫水およびトリム調整のため、ある程度、その量と位置を変動できるが、セルスタックは、一旦設置が完了すると位置変更が出来ない。このセルスタックと電解液の重さ比は、船舶の航続距離が長くなるほど電解液の方が大きくなる。例えば、船舶例1では、1MWの出力が可能なセルスタックを設置する場合、航続距離に関係なく、電解液の重さは5~6トン程度となる。航続距離が1,000キロメーターの場合、1MWh分の電解液50KL必要だが、7,000キロメーターとなると350KL必要となる。即ち、電解液は、従来のバラスト水の喫水基準で計算すればよいが、新たに設置するセルスタックに関しては、船舶の喫水及びトリム調整の影響を考慮して設置する。 When the electrolyte tank is installed in the lower part of the hull, etc., the cell stack must be installed in the upper part when viewed from the vertical direction (hereinafter referred to as "Y-axis"), and the height of the Y-axis is , 2nd deck or 3rd deck. It does not matter which position the control chamber is placed through the electrical wiring from the cell stack, but the shorter the Y-axis height of the cell stack and the electrolytic solution circulation system, the better, but preferably within 10 meters. Electrolyte tanks, on the other hand, can vary in volume and position to some extent for draft and trim adjustments, but cell stacks cannot be repositioned once installed. The weight ratio of the cell stack to the electrolyte increases as the cruising distance of the ship increases. For example, in Vessel Example 1, when a cell stack capable of outputting 1 MW is installed, the weight of the electrolytic solution is about 5 to 6 tons regardless of the cruising distance. If the cruising distance is 1,000 kilometers, 50 KL of electrolyte for 1 MWh is required, but if it is 7,000 kilometers, 350 KL is required. That is, the electrolytic solution can be calculated based on the conventional ballast water draft standard, but the newly installed cell stack is installed in consideration of the draft of the ship and the effects of trim adjustment.

図2は、バラスト水領域に電解液タンクを設置するときの新しい電池システムを示す図である。
新しい電池システムは、セルスタック1と電解液タンク間の送液配管4,5を、同じ内径などの大きさの配管で連結せず、途中で電解液を一旦受けて貯めるタンク(以下、「緩衝タンク」と称する。)10,11を設け、その下の電解液タンク2,3(以下、「主タンク」と称する。)に接続される別の送液配管12、13と、ポンプ14,15と戻り配管16,17を備える。新しい電池システムにおいて、主タンク2,3の送りポンプ14,15の制御は、BMS18で行う。主タンク2,3は、空間または周辺温度が0度~35度以下の水もしくは他の液体中に設置することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the new battery system when installing the electrolyte tank in the ballast water area.
In the new battery system, the liquid feed pipes 4 and 5 between the cell stack 1 and the electrolyte tank are not connected by pipes of the same inner diameter or other size, but a tank that temporarily receives and stores the electrolyte on the way (hereinafter referred to as "buffer tanks") 10, 11, and separate liquid feed pipes 12, 13 connected to electrolytic solution tanks 2, 3 (hereinafter referred to as "main tanks") below them, and pumps 14, 15. and return lines 16,17. In the new battery system, the BMS 18 controls the feed pumps 14, 15 of the main tanks 2, 3. The main tanks 2, 3 can be placed in a space or in water or other liquid with an ambient temperature of 0°C to 35°C or less.

緩衝タンク10,11とポンプ14,15は、ある高さ位置に設置し、そこで電解液の流速をゼロに落し、その上部の内径の小さい送液配管4,5につないでセルスタックに電解液の流れを層流化してセルスタックへ送液するものである。 Buffer tanks 10, 11 and pumps 14, 15 are installed at a certain height, the flow rate of the electrolyte is reduced to zero, and the electrolyte is supplied to the cell stack by connecting to the liquid feed pipes 4, 5 having a small inner diameter above them. laminar flow and sent to the cell stack.

図3は、MW級の電池システムの場合における緩衝タンクを詳細に説明するための図である。
図3に示す例では、主タンク2から登ってくる電解液が、緩衝タンク19で一旦止まって、セルスタックに送液される配管を説明するために、負の電解液だけを図示している。また、図3の図の概念は、船内で、主タンクを、バラスト水タンクの位置にし、セルスタックなどは、垂直方向で、主タンクの真上または第2または第3デックの場所に置くという想定である。電解液は、主タンク2から、配管12とポンプ14によってくみ上げられ緩衝タンク19に来るが、配管12では設計値によるがレイノルド数がかなり高い乱流となる。電解液は、緩衝タンク19からセルスタックへ向かう配管20において、その流速ではなく、複数の分枝送液配管を経由して、低速化されてセルスタックに入流する。緩衝タンク19のもう一つの目的は、船体の重心が出来るだけ低くなるようにすることである。したがって、緩衝タンクは、低い位置に設けられ、重量が軽いほうがよい。
FIG. 3 is a diagram for explaining in detail the buffer tank in the case of the MW class battery system.
In the example shown in FIG. 3, only the negative electrolyte is shown in order to explain the piping in which the electrolyte coming up from the main tank 2 temporarily stops at the buffer tank 19 and is sent to the cell stack. . In addition, the concept of the diagram in Figure 3 is that the main tanks are placed in the ship's ballast water tanks, and the cell stacks, etc. are placed vertically above the main tanks or in the second or third deck. It is an assumption. The electrolyte is pumped up from the main tank 2 by the pipe 12 and the pump 14 and comes to the buffer tank 19. In the pipe 12, the flow becomes turbulent with a considerably high Reynolds number depending on the design value. The electrolyte flows into the cell stack at a reduced speed via a plurality of branched liquid transfer pipes rather than at the flow rate in the pipe 20 from the buffer tank 19 to the cell stack. Another purpose of the buffer tank 19 is to make the center of gravity of the hull as low as possible. Therefore, the buffer tank should be provided at a low position and should be light in weight.

図3に示す例において、負の電解液緩衝タンク及び正の電解液緩衝タンクの大きさは、合わせて、船舶において電池システムが稼働する時に、5分間に必要な流量に相当する流量の体積と同程度に設計する。例えば、船舶例1の船が航行する時の電解液流量は、一分間に800Lである。したがって、緩衝タンクに5分間に負及び正の電解液をくみ上げる量は、負が2,000L,同じく正が2,000Lとなる。緩衝タンクの大きさは、3~6分の流量相当の範囲で決めることができる。 In the example shown in FIG. 3, the size of the negative electrolyte buffer tank and the positive electrolyte buffer tank together provide a volume of flow that corresponds to the flow required for 5 minutes when the battery system is operating on a ship. Design to the same extent. For example, the flow rate of the electrolytic solution when the ship of Ship Example 1 is sailing is 800 L per minute. Therefore, the amount of negative and positive electrolyte pumped into the buffer tank in 5 minutes is 2,000 L negative and 2,000 L positive. The size of the buffer tank can be determined within a range corresponding to a flow rate of 3 to 6 minutes.

図3に示す緩衝タンク19から上に延びる配管20上端の二重丸は、図4に示す同じ配管20の二重丸に続く。また、配管20のような電解液送り配管は、断面積が小さい複数の配管にしても構わないが、全体の電解液送り量は変更しない。 The double circle at the upper end of the pipe 20 extending upward from the buffer tank 19 shown in FIG. 3 continues to the double circle of the same pipe 20 shown in FIG. Also, the electrolytic solution feeding pipe such as the pipe 20 may be a plurality of pipes having a small cross-sectional area, but the total electrolytic solution feeding amount is not changed.

図4は、出力が1MWの時の電池システムを示す図である。
図4に示す例では、出力250kWにまとめたセルスタックを、4組配列して負の電解液を、配管20からポンプ21で、セルスタック組22,23と、同時に右側のセルスタック組24,25にもポンプ26で送液する。一方、正の電解液は、図3に示す緩衝タンク19から配管27を通って上がてくる。この上がってきた電解液を、ポンプ28,29で4組の全部のセルスタック22,23,24,25(4組)に送液する。
FIG. 4 is a diagram showing a battery system with an output of 1 MW.
In the example shown in FIG. 4, four cell stacks with an output of 250 kW are arranged, and the negative electrolytic solution is supplied from the pipe 20 by the pump 21 to the cell stack groups 22 and 23, and simultaneously to the cell stack groups 24 and 24 on the right side. 25 is also fed by the pump 26 . On the other hand, the positive electrolyte rises from buffer tank 19 shown in FIG. Pumps 28 and 29 feed the electrolytic solution that has risen up to all four sets of cell stacks 22, 23, 24 and 25 (four sets).

主タンクを、バラスト水が貯留される位置に設置する場合について説明する。
図5は、Cタンクを設定した電池システムを示す図である。
バラスト水が貯留される位置に、電解液タンクを設置した場合、場所によってはその設置可能な大きさ、形が様々でまた同じ平面ではなく段差なども考えられる。そこで、一つの主タンクで対応できない場合のために、ある程度の大きさを持つ複数のタンクを決め、負と正の電解液タンクに分けたCタンクを設定する。なお、図5に示す例でも、セルスタックへ、電解液を送液する役割は主タンクから行うことはかわらない。図5に示す例では、負の電解液の主タンク30をもって説明し、正の電解液の送液の主タンクは図示を省略した。
A case where the main tank is installed at a position where ballast water is stored will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a battery system with a C tank.
When an electrolyte tank is installed at a position where ballast water is stored, it is conceivable that the size and shape of the tank may vary depending on the location, and that the tank may not be on the same plane and may have steps. Therefore, in case a single main tank cannot cope with the problem, a plurality of tanks having a certain size are determined, and a C tank is set, which is divided into negative and positive electrolytic solution tanks. In the example shown in FIG. 5 as well, the role of feeding the electrolyte to the cell stack remains unchanged from the main tank. In the example shown in FIG. 5, the main tank 30 for the negative electrolytic solution has been described, and the illustration of the main tank for feeding the positive electrolytic solution has been omitted.

1MW級に関する図4に示す例のような場合にもおいても、セルスタックを通過した戻り電解液は、主タンクと、Cタンク31,32に、ポンプなしでまっすぐ落流する。ここで、Cタンク31,32は、セルスタックからの戻り配管35,36で電解液を受け、再び主タンク30へ移動させる。なお、主タンク30へ電解液を戻す時、Cタンク31,32には、ポンプ33,34と逆流防止バルブ37,38をつけている。その理由は、戻って来た電解液と、これから送液される電解液のイオン濃度に不均一がないようにするためである、その理由は下記の通りである。
放電時に負の電解液は、バナジウムイオンの
2+→V3+の反応で、2価イオンは減り、
正の電解液は、V5+→V4+の反応で、5価イオンが減る。
充電時は、両方とも逆の反応が起こる。この反応は、セルスタックを通る度に、例えば、負極では、2価と3価のイオン比率が変化するので、送液前にイオン比率が変化したものと、まだ変化してないものを均等に混ぜる必要がある。図5で示す今まで例のない場合に参考にする電解液の中で均等化する試験研究報告はない。例えば、一分間に送る電解液の20倍以上の主タンクであれば、特に撹拌などを行う必要はない。
Even in cases such as the example shown in FIG. 4 for the 1 MW class, the return electrolyte that has passed through the cell stack flows directly into the main tank and C tanks 31 and 32 without a pump. Here, the C tanks 31 and 32 receive the electrolytic solution through the return pipes 35 and 36 from the cell stack and transfer it to the main tank 30 again. When the electrolyte is returned to the main tank 30, the C tanks 31 and 32 are equipped with pumps 33 and 34 and backflow prevention valves 37 and 38, respectively. The reason for this is to ensure that there is no non-uniformity in the ion concentration of the returned electrolytic solution and that of the electrolytic solution to be sent from this. The reason is as follows.
At the time of discharge, the negative electrolyte solution has a reaction of V 2+ →V 3+ of vanadium ions, and divalent ions decrease,
In the positive electrolyte, pentavalent ions decrease in the reaction of V 5+ →V 4+ .
During charging, the opposite reaction occurs in both. In this reaction, each time the cell stack passes through, for example, the ratio of divalent and trivalent ions changes at the negative electrode. need to mix. There is no test research report on equalization in the electrolytic solution for reference in the unprecedented case shown in FIG. For example, if the main tank has a capacity of 20 times or more of the electrolytic solution sent per minute, there is no particular need to stir.

電解液を貯留するタンクを、船内のバラスト水タンクの位置に設置し電力を供給するために使うのが主な目的であるが、多くの船舶において、空荷の時に決められたバラスト水の半分以下相当の電解液(体積計算)で、航続距離7,000キロメートルの航行が出来る。その場合、バラスト水の残り全量を本電解液に置き換えることができる。 The main purpose is to install a tank that stores electrolyte at the position of the ballast water tank on board and use it to supply power, but on many ships, half of the ballast water determined when empty With electrolyte equivalent to the following (volume calculation), cruising distance of 7,000 kilometers is possible. In that case, the rest of the ballast water can be replaced with the electrolytic solution.

電解液は、その比重が0.5~1.5の範囲であればよく、例えば、比重が1.0の時は、同量の体積のバラスト水に置き替えられ、その目的の電解液は廃棄や浄化、交換、充電などを必要としない。バラスト水の置き換え電解液は、充電しないままが望ましい(以下、「無充電電解液」と称する。)。船舶の積み荷が満載であり、喫水重量が不要な場合は、無充電電解液を、港湾に保管し、別の空荷の船舶に使うことが可能である。 The electrolyte may have a specific gravity in the range of 0.5 to 1.5. For example, when the specific gravity is 1.0, it is replaced with the same volume of ballast water. No need to dispose, clean, replace or recharge. The replacement electrolyte for ballast water is preferably left uncharged (hereinafter referred to as "non-charged electrolyte"). If the ship is fully loaded and no draft weight is required, the uncharged electrolyte can be stored at port and used on another empty ship.

船内における電池は、船内で発電しない限り、出航する前に充電して置く。
その方法は2通りある。一つは、出航港で通常の方法の充電、もう一つは、あらかじめ陸地のどこかで、別のセルスタックを使って充電した電解液(以下、「充電済電解液」と称する。)だけを、船内の電解液タンクに注入する方法である。充電済み電解液は、密閉した容器に入れ、陸運搬や港で、送液用のチュウブ管などを用いて、船内のタンクに注入搭載できる。充電済み電解液(同じ船内で充電してないもの)の場合は、必ず、充電条件、例えば、少なくとも充電電流、充電時間、充電深度を記録して、放電して利用する時のデータ(以下、「充電記録」と称する。)として、船の管理者等に提供することが望ましい。船が出航する時、充電済み電解液と、充電記録を元に放電することで、動力を得ることができる。船が寄港してからは、放電が終わった電解液を、船内の電池を稼働して通常の方法で再充電するか、陸地で充電した充電済みの電解液と、航行中に放電して使いきった電解液(以下、「放電済み電解液」と称する。)と交換する。放電済み電解液の放電深度が90%以上の時は、無充電電解液と同等の扱いをしてよい。
Batteries on board should be charged before sailing, unless electricity is generated on board.
There are two methods. One is charging in the normal way at the port of departure, and the other is just the electrolyte (hereinafter referred to as "charged electrolyte") previously charged somewhere on land using a separate cell stack. is injected into the onboard electrolyte tank. The charged electrolyte can be placed in a sealed container and injected into a tank onboard a ship using a tube for transporting the electrolyte during land transportation or at a port. In the case of charged electrolyte (those that have not been charged in the same ship), be sure to record the charging conditions, such as at least the charging current, charging time, and charging depth, and record the data when discharging and using (hereinafter referred to as It is desirable to provide it to the ship's manager, etc. as a "charging record". When the ship sets sail, power can be obtained by discharging based on the charged electrolyte and the charge record. Once the ship is in port, the discharged electrolyte can be recharged in the normal way by operating the batteries on board, or the charged electrolyte charged on land and the discharged electrolyte during voyage can be used. Replace with a discharged electrolyte (hereinafter referred to as "discharged electrolyte"). When the depth of discharge of the discharged electrolyte is 90% or more, it may be treated in the same way as the non-charged electrolyte.

船上で太陽光などの発電を行う場合は、本電池を用い船上で発電電力を充電することができる。船上で太陽光などの発電を行う前例は一体型電池を用いる例が数件認められる。しかし、船舶の推進系(M/E)にも適用するために一体型及び本電池の利用報告はない。 When generating power such as solar power on board, this battery can be used to charge the generated power on board. There are several precedents for using integrated batteries to generate power such as solar power on board. However, there is no report on the use of the integrated type and the present battery for application to the propulsion system (M/E) of ships.

本電池の場合、再生可能エネルギー又はその他の船上発電(以下、「船上発電」と称する。)を行い、これを蓄電するために用いられる。特に、再生可能エネルギー(以下、「RE」と称する。)に対しては、発電した全電力を蓄電せず、一部を蓄電し、残りは電気制御技術で直接使用できる。 In the case of this battery, it is used to generate renewable energy or other shipboard power generation (hereinafter referred to as "shipboard power generation") and store it. In particular, for renewable energy (hereinafter referred to as "RE"), all generated power is not stored, but a part of it is stored and the rest can be directly used by electrical control technology.

REの中で、今後、太陽光(以下、「PV」と称する。)を用いたいもので本格的に船上発電が可能と推測される。PVの発電効率が30%に達すると、船舶例1では、PVパネルまたはPVシートを取り付ける面積が500平米メーター以上あれば、日照時間が日本の関東並みの条件で、1MWhの電力が得られる。これを蓄電する場合、電解液は、空荷時のバラスト水700KLの1/7の50KLで、充電と放電を常時行うことができる。船上での日照時間で、PV発電力を直接使用する場合、必要な電解液は50KL以下でも構わない。このようは方法が船舶の電化において最も望ましい。 Among the RE, it is assumed that full-scale onboard power generation will be possible for those that want to use solar power (hereinafter referred to as "PV") in the future. When the power generation efficiency of PV reaches 30%, in Ship Example 1, if the area where PV panels or PV sheets are attached is 500 square meters or more, 1 MWh of power can be obtained under the conditions of sunshine hours comparable to those in the Kanto region of Japan. When storing this, the electrolyte is 50 KL, which is 1/7 of 700 KL of unloaded ballast water, and charging and discharging can be performed at all times. When the PV power is directly used during the sunshine hours on board, the required electrolytic solution may be 50 KL or less. Such methods are most desirable in ship electrification.

フローバッテリーの一つであるバナジウムフローバッテリーは、セルスタックの中における電解液の流れは、例えば、A4サイズの紙表面を全面均等に直角に通りぬけるように流速などを調整する。上述の例えである紙表面は、セルスタックでは電極を意味する。電極は、黒鉛材のスポンジ形の板状で、その厚さは数ミリメーターである。電解液がこの中を通ると、イオン反応が起き、その中の特定反応物質が、イオン交換膜に拡散する構造である。故に、船内では、近海での横揺れ、沖合での縦揺れが絶えず起きるため、セルスタックの中の電解液の流れを検証する必要がある。 In a vanadium flow battery, which is one type of flow battery, the flow rate of the electrolyte in the cell stack is adjusted so that, for example, the entire surface of A4 size paper can be evenly passed through at right angles. The above analogy, the paper surface, means the electrode in the cell stack. The electrode is a sponge-like plate made of graphite material, and its thickness is several millimeters. It is a structure in which an ionic reaction occurs when an electrolytic solution passes through it, and a specific reactant therein diffuses into the ion exchange membrane. Therefore, it is necessary to verify the flow of the electrolyte in the cell stack because rolling in the near sea and pitching in the offshore are constantly occurring in the ship.

このため、船舶の電池による電化において、もう一つの課題が船舶の揺れに電池の機能がどう変化するかである。以下の実験と検証では、船舶の揺れ周期を1分以下の短周期、1分以上の長周期、何らかの事情で、船舶が長時間傾斜したままの3つの場合を想定して実験を行い、運用に支障のない条件を導いた。ただし揺れなどのよる船の重心軸の傾斜を35度以内とした。 For this reason, another issue in electrifying ships with batteries is how the function of the batteries changes when the ship shakes. In the following experiments and verifications, experiments were conducted assuming three cases in which the ship's swaying period was short (less than 1 minute), long (longer than 1 minute), and for some reason the ship remained tilted for a long period of time. This led to conditions that did not interfere with However, the inclination of the center of gravity axis of the ship due to rocking etc. was set within 35 degrees.

「実験と検証」
試験条件;
(1)セルスタック;イオン化反応断面積が493平米センチメーター セルを40セル積層した商用スタック
(2)平地における仕様は、電解液流量が一分間の3Lから6Lまで
(3)傾斜35度にして20時間連続して充放電試験を、
流量が一分間に7L,4L,2Lに対して試験
但し、試験初期短周期揺れ、長周期間揺れを2回ずつ行い、セルスタックを揺らし試験記録に異常がないときはそのまま継続した。
(4)試験温度;常温
(5)電解液;バナジウム金属―1.6モール、硫酸濃度2.0モール。
(6)43A充電、64Vでカットオフ,定格電圧は60V.
"Experiment and Verification"
Test conditions;
(1) Cell stack; Commercial stack with 40 cells stacked with an ionization reaction cross-sectional area of 493 square meters (2) Specifications on flat ground, electrolyte flow rate from 3 L to 6 L per minute (3) At an inclination of 35 degrees Charge and discharge test continuously for 20 hours,
Test for flow rates of 7 L, 4 L, and 2 L per minute. However, at the beginning of the test, short period shaking and long period shaking were performed twice each.
(4) Test temperature: room temperature (5) Electrolyte: vanadium metal - 1.6 mol, sulfuric acid concentration 2.0 mol.
(6) 43A charge, cutoff at 64V, rated voltage is 60V.

結果;各試験毎に、蓄電容量のAhで計算
但し、電解液の理論値は
26.8Ah/mole,L.試験には15L(負、正合わせ30L)の電解液使用
(1)7L/分の場合;215Ah
(2)4L/分の場合:430Ah
(3)2L/分の場合;399Ah
なお、短周期及び長周期揺れ2分では、異常が認められなかった。
Result: Calculated with Ah of storage capacity for each test. However, the theoretical value of the electrolyte is 26.8 Ah/mole, L. Use 15 L (negative and positive combined 30 L) electrolyte for testing (1) 7 L / min; 215 Ah
(2) 4 L/min: 430 Ah
(3) 2 L/min; 399 Ah
No abnormalities were observed in short period and long period shaking of 2 minutes.

考察、検証;
傾斜35度の場合、電解液送液ヘッドに係るセルスタックの高さは23センチメーターで、4センチ低くなる。これを流速ヘッド比にすると1.01倍早くなる。
同セルスタックの平地における仕様が一分間に3L~6Lであるので、試験条件を考えると一分間に7Lは多すぎるが、2Lの場合は傾斜分を考えても流量が不足するにもかかわらず、充電容量が大きく悪化してない理由は、セル内での電解液の速度が1秒間に1.7ミリセンチで多孔性の電極中を移動するため、初めの試験で、多めに送液された滞留電解液の影響と考えられる。
同じ理由で、短周期の揺れ及び2分程度の長周期揺れも影響がないと思われる。
consideration, verification;
At a 35 degree tilt, the height of the cell stack associated with the electrolyte delivery head is 23 centimeters, which is 4 centimeters lower. If this is taken as the flow velocity head ratio, it will be 1.01 times faster.
Since the specification of the same cell stack on flat ground is 3 to 6 liters per minute, 7 liters per minute is too much considering the test conditions, but in the case of 2 liters, the flow rate is insufficient even considering the slope. , The reason why the charge capacity did not deteriorate greatly is that the speed of the electrolyte in the cell moves through the porous electrode at 1.7 mm per second. This is thought to be due to the influence of the retained electrolyte.
For the same reason, short period shaking and long period shaking of about 2 minutes seem to have no effect.

結論;
船舶内では、揺れなどに対して、電解液の送液流量を、次のようにその仕様を決める。
流量;一分間に3Lから5.5Lとし電池の稼働時間を制限しない。
Conclusion;
In a ship, the flow rate of the electrolytic solution is determined as follows for shaking and the like.
Flow rate: 3 L to 5.5 L per minute without limiting battery operation time.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.

1,22,23,24,25 セルスタック
2,3,30 主タンク(電解液タンク)
4,5,12,13 送液配管
6,7,14,15,21,26,28,29,33,34 ポンプ
8,9,16,17,20,27,35,36 配管
10,11,19 緩衝タンク
31,32 Cタンク
37,38 逆流防止バルブ
1, 22, 23, 24, 25 Cell stack 2, 3, 30 Main tank (electrolyte tank)
4, 5, 12, 13 liquid feeding pipes 6, 7, 14, 15, 21, 26, 28, 29, 33, 34 pumps 8, 9, 16, 17, 20, 27, 35, 36 pipes 10, 11, 19 Buffer tanks 31, 32 C tanks 37, 38 Backflow prevention valve

Claims (9)

船内で使うフローバッテリーにおいて、
セルスタックと、
配管を介して、前記セルスタックに接続され、電解液を収容する主タンクと、を備え、
前記主タンクは、前記船内のバラスト水を収納する場所及びその近傍に設置されることを特徴とする船舶の電化システム。
In the flow battery used on board,
a cell stack;
a main tank connected to the cell stack via a pipe and containing an electrolytic solution;
The electrification system for a ship, wherein the main tank is installed at or near a place for storing ballast water in the ship.
前記主タンクを、バラスト水を収納する場所に設置する場合、バラスト水の量を前記主タンクに収容されている電解液が占める重量分だけ減量するか、バラスト水の全量を電解液で置き換えることによって、電解液を喫水調整用に使用することを特徴とする請求項1に記載の船舶の電化システム。 When the main tank is installed in a place where ballast water is stored, the amount of ballast water should be reduced by the weight of the electrolyte stored in the main tank, or the entire amount of ballast water should be replaced with electrolyte. 2. The vessel electrification system according to claim 1, wherein the electrolytic solution is used for draft adjustment. 前記セルスタックと前記主タンクとの間に設けられ、配管を介して、前記セルスタックと前記主タンクに接続される緩衝タンクと、
前記主タンクから前記緩衝タンクに電解液を送るポンプと、を更に備え、
前記ポンプにより、前記主タンクから前記緩衝タンクに電解液を送り、前記セルスタックに送る電解液の流速を抑えることを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶の電化システム。
a buffer tank provided between the cell stack and the main tank and connected to the cell stack and the main tank via a pipe;
a pump that delivers electrolyte from the main tank to the buffer tank;
3. The electrification system for a ship according to claim 1, wherein the electrolyte is sent from the main tank to the buffer tank by the pump, and the flow rate of the electrolyte sent to the cell stack is suppressed.
前記主タンクから前記セルスタックに向かう電解液の流れを制御する第1流体制御部と、
前記前記セルスタックから前記主タンクに向かう電解液の流れを制御する第2流体制御部と、を更に備える請求項1から3のいずれかに記載の船舶の電化システム。
a first fluid control unit that controls the flow of electrolyte from the main tank toward the cell stack;
4. The vessel electrification system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second fluid control section that controls a flow of electrolyte from said cell stack toward said main tank.
前記緩衝タンクは、電解液収容容積が、前記主タンクの1/10以下であることを特徴とする請求項3に記載の船舶の電化システム。 4. The vessel electrification system according to claim 3, wherein said buffer tank has an electrolyte storage capacity of 1/10 or less of said main tank. 前記セルスタックと前記主タンクとの間に設けられ、配管を介して、前記セルスタックと前記主タンクに接続されるCタンクを、更に備え、
前記第2流体制御部は、前記セルスタックから排出された電解液を前記Cタンクに送り、前記Cタンクに収容された電解液を前記主タンクに送ることを特徴とする請求項4に記載の船舶の電化システム。
Further comprising a C tank provided between the cell stack and the main tank and connected to the cell stack and the main tank via a pipe,
5. The apparatus according to claim 4, wherein the second fluid control unit sends the electrolyte discharged from the cell stack to the C tank, and sends the electrolyte stored in the C tank to the main tank. Ship electrification system.
前記船の喫水及びトリムの調整を電解液で行う場合、前記第2流体制御部は、前記船の喫水及びトリムの調整のための電解液を移動させるポンプの制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の船舶の電化システム。 When the draft and trim of the ship are adjusted using an electrolytic solution, the second fluid control unit controls a pump that moves the electrolytic solution for adjusting the draft and trim of the ship. Item 5. The vessel electrification system according to Item 4. 前記船外で充電された充電済み電解液を利用可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の船舶の電化システム。 8. The vessel electrification system according to any one of claims 1 to 7, wherein the charged electrolyte charged outside the vessel can be used. 電解液の比重は、0.8以上1.8以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の船舶の電化システム。 9. The vessel electrification system according to any one of claims 1 to 8, wherein the electrolyte has a specific gravity of 0.8 or more and 1.8 or less.
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