JP7017251B2 - レドックスフロー電池 - Google Patents
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Description
本発明は、硫酸バナジウム水溶液が電解液として使用でき、充放電状態の程度を測定できるレドックスフロー電池に関するものである。レドックスフロー電池は、２種類のイオン溶液を陽イオン交換膜で隔て、両方の溶液に設けた電極（炭素製）上で酸化反応と還元反応を同時に進めることによって、充放電を行うものである。
レドックスフロー電池の全体の構成は、正極電極と、負極電極と、これら両電極間に介在される隔膜とを備え、正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うものである。
前記負極電解液は、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、及び亜鉛イオンから選択される少なくとも一種の金属イオンを含有し、前記正極電解液が含有する添加金属イオンは、アルミニウムイオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、アンチモンイオン、イリジウムイオン、金イオン、鉛イオン、ビスマスイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一種を含有する。
レドックスフロー電池の全体の構成は、正極電極と、負極電極と、これら両電極間に介在される隔膜とを備え、正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うものである。
前記負極電解液は、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、及び亜鉛イオンから選択される少なくとも一種の金属イオンを含有し、前記正極電解液が含有する添加金属イオンは、アルミニウムイオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、アンチモンイオン、イリジウムイオン、金イオン、鉛イオン、ビスマスイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一種を含有する。
詳しくは、正極電解液は、マンガンイオンと、添加金属イオンとを含有し、負極電解液は、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、及び亜鉛イオンから選択される少なくとも一種の金属イオンを含有する。そして、正極電解液が含有する添加金属イオンは、アルミニウムイオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、アンチモンイオン、イリジウムイオン、金イオン、鉛イオン、ビスマスイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一種である。
上記に例示した各金属イオン以外にも、リチウムイオン、ベリリウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、スカンジウムイオン、ニッケルイオン、亜鉛イオン、ガリウムイオン、ゲルマニウムイオン、ルビジウムイオン、ストロンチウムイオン、イットリウムイオン、ジルコニウムイオン、ニオブイオン、テクネチウムイオン、ロジウムイオン、セシウムイオン、バリウムイオン、ランタノイド元素（但しセリウムを除く）のイオン、ハフニウムイオン、タンタルイオン、レニウムイオン、オスミウムイオン、白金イオン、タリウムイオン、ポロニウムイオン、フランシウムイオン、ラジウムイオン、アクチニウムイオン、トリウムイオン、プロトアクチニウムイオン、ウランイオンが添加金属イオンとして挙げられる。
特許文献１、特許文献２に掲載されたレドックスフロー電池とは活物質が液状であり、正極、負極の電池活物質を液透過型の電解槽に流通せしめ、酸化還元反応を利用して充放電を行うものである。他の二次電池と比べて次の利点を有している。
（１）活物質量を増加させるには貯蔵容器容量を大きくすればよく、出力を大きくしない限り、電解槽自体は大きくする必要がない。
（２）正極、負極活物質は容器に完全に分離して貯蔵でき、自己放電の可能性が少ない。
（３）使用する液透過型炭素多孔質電極においては、活物質イオンの充放電特性（電極反応）は、単に、電極表面で電子の交換を行うのみで、電極に析出することなく、電池の反応が単純である。
（１）活物質量を増加させるには貯蔵容器容量を大きくすればよく、出力を大きくしない限り、電解槽自体は大きくする必要がない。
（２）正極、負極活物質は容器に完全に分離して貯蔵でき、自己放電の可能性が少ない。
（３）使用する液透過型炭素多孔質電極においては、活物質イオンの充放電特性（電極反応）は、単に、電極表面で電子の交換を行うのみで、電極に析出することなく、電池の反応が単純である。
このレドックスフロー型電池は、イオン交換膜からなる隔膜とその両側に設けられたカーボンクロス電極（正極及び負極）と、更にその外側に設けられたエンドプレートからなり、正極電解液及び負極電解液はそれぞれ正極電解液容器及び負極電解液容器から正極と負極に送られる。
初充電においては、正極ではバナジウム４価は５価に酸化され、負極ではバナジウム４価は３価に還元され、負極ではバナジウム３価は２価に還元されるが、正極では過充電及び酸素発生を生ずる。これを避けるため、正極液が完全充電状態になったときにその電解液を４価のバナジウム液と交換する必要があった。この状態で、電池を充電状態にすると正極側ではバナジウムの４価から５価への酸化が行われ、他方負極側ではバナジウムの３価から２価への還元が行われる。放電状態では逆の反応が生じることになる。
初充電においては、正極ではバナジウム４価は５価に酸化され、負極ではバナジウム４価は３価に還元され、負極ではバナジウム３価は２価に還元されるが、正極では過充電及び酸素発生を生ずる。これを避けるため、正極液が完全充電状態になったときにその電解液を４価のバナジウム液と交換する必要があった。この状態で、電池を充電状態にすると正極側ではバナジウムの４価から５価への酸化が行われ、他方負極側ではバナジウムの３価から２価への還元が行われる。放電状態では逆の反応が生じることになる。
また、何れも二次電池の能力を推定するのに使用されている。しかし、二次電池自体の繰り返しの充放電特性が経年変化し、しかも、その経年変化が大きいから、通常の使用状態では、過充電側になる傾向が高い。即ち、決め手になる程度に電池の能力を判断する正確な方法は存在していなかった。
そして、二次電池自体が大型化し、一般家庭用には向かなかった。
そして、二次電池自体が大型化し、一般家庭用には向かなかった。
そこで、上記従来の問題点を解消すべく、特に、硫酸バナジウム水溶液を電解液として用いるレドックスフロー電池の構造を共通部品化し、かつ、単純化することにより、複雑な二次電池の構造を単純化したレドックスフロー電池の提供を課題とするものである。
請求項１の発明のレドックスフロー電池は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の充放電循環路と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の充放電循環路とを具備する硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池にあって、前記電解液を循環させる液体循環ポンプから送出し、前記電解液を拡散させる筒体及び前記筒体を収容する電解液容器と、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外に排出する前記筒体に並行して配設した排出管とを具備する。
請求項１の発明の硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池は、４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなるものである。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
即ち、正極側の充放電循環路は二次電池として正電極を形成するもので、電流を取り出す端子である。また、負極側の充放電循環路は二次電池として負電極を形成するもので、電流が流れ込む端子である。正極側及び負極側の充放電循環路には、独立した正極側と負極側の充放電循環路が形成され、そこを流れる電解液によって起電力が生成されている。
そして、上記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプから送出された価の異なる電解液を平均化するように拡散させるもので、前記筒体を収容する電解液容器は前記電解液の収容容器である。
更に、上記排出管は、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外に管路、セルスタックを経て循環するもので、前記筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
更に、上記排出管は、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外に管路、セルスタックを経て循環するもので、前記筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
請求項１の発明の硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池の正極側の充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる。また、負極側の充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる。
液体循環ポンプから送出した前記電解液は循環する。前記電解液を拡散させる筒体及び前記筒体を収容する電解液容器は、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外、即ち、管路を経てセルスタックに循環する。
液体循環ポンプから送出した前記電解液は循環する。前記電解液を拡散させる筒体及び前記筒体を収容する電解液容器は、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外、即ち、管路を経てセルスタックに循環する。
したがって、液体循環ポンプから送出した前記電解液は、前記液体循環ポンプから送出した前記電解液容器の前記電解液を循環し、前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器を循環する前記電解液を拡散させる。よって、セルスタックに管路を循環する前記電解液容器の前記電解液が価数の異なるバナジウムとして均一に分布する。
また、液体循環ポンプから送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタックに循環する前記電解液容器の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池の起電力が安定する。
また、液体循環ポンプから送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタックに循環する前記電解液容器の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池の起電力が安定する。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
［実施の形態］
図１において、公知のソーラーパネル３０１は太陽電池の集合体で、１個の起電力は小さいが、それを複数直列に接続することで特定の電圧まで昇圧させている。レドックスフロー電池３００を充電するには、ソーラーパネル３０１側の起電力の印加電圧で、概略的に１．４～１．６倍程度になるように電圧を印加している。最初の充電電圧を低く、充電の進行に合わせて充電電圧を高くさせるものもある。１個の電池（１セル）の発電できる電力は、概略、一辺が数１０ｃｍならば、１０～１００ワット程度である。住宅用として用いられる太陽光発電システムでは、複数のソーラーパネル３０１が用いられていて、接続箱を介してパワーコンディショナーに接続されている。ソーラーパネル３０１で発電された電力はインバータ３０４を介して家庭内で消費され、または売電の電線を介して他の家庭に送電され、売電の規定によって、売電電力網と繋がっている。この場合は売電電力網へと電力が供給される。なお、この接続箱の説明は省略し、逆流防止用ダイオード３０２，３０３のみ説明する。
図１において、公知のソーラーパネル３０１は太陽電池の集合体で、１個の起電力は小さいが、それを複数直列に接続することで特定の電圧まで昇圧させている。レドックスフロー電池３００を充電するには、ソーラーパネル３０１側の起電力の印加電圧で、概略的に１．４～１．６倍程度になるように電圧を印加している。最初の充電電圧を低く、充電の進行に合わせて充電電圧を高くさせるものもある。１個の電池（１セル）の発電できる電力は、概略、一辺が数１０ｃｍならば、１０～１００ワット程度である。住宅用として用いられる太陽光発電システムでは、複数のソーラーパネル３０１が用いられていて、接続箱を介してパワーコンディショナーに接続されている。ソーラーパネル３０１で発電された電力はインバータ３０４を介して家庭内で消費され、または売電の電線を介して他の家庭に送電され、売電の規定によって、売電電力網と繋がっている。この場合は売電電力網へと電力が供給される。なお、この接続箱の説明は省略し、逆流防止用ダイオード３０２，３０３のみ説明する。
また、逆流防止用ダイオード３０２，３０３はレドックスフロー電池３００を充電する際には、レドックスフロー電池３００をソーラーパネル３０１で短絡させないように、逆流防止用ダイオード３０２，３０３を両端に接続している。この逆流防止用ダイオード３０２，３０３の順方向電圧降下は、レドックスフロー電池３００を充電する際に、ソーラーパネル３０１側の起電力を大きくすることにより無視できる。
しかし、逆流防止用ダイオード３０２，３０３は、逆耐電圧が高いので、ソーラーパネル３０１の保護として使用できる。パワーダイオードを使用すれば、耐圧電圧を高くできるし、ダイオードをｎ個直列に接続すれば、逆耐電圧をｎ倍等等のすることができる。
インバータ３０４は、直流を所定の周波数、所定の電圧の交流に変換する装置で、技術的には、ＰＷＭ変調等を行っている。交流の電圧や周波数は、交流のままでは変換がし難いので、交流を一旦直流に変換し、再度交流に戻す技術を採用している。この交流から直流に変換し、再度交流に戻す装置のことを「インバータ回路」または「インバータ装置」と云い、一般に、交流から直流にする回路を「コンバータ」、直流から再度交流に変換する回路を、ここでは「インバータ」という。
図１において、商用電源３０５は単相１００［Ｖ］であるが、売電として２００［Ｖ］としてもよいし、他の電圧としてもよい。
図１において、商用電源３０５は単相１００［Ｖ］であるが、売電として２００［Ｖ］としてもよいし、他の電圧としてもよい。
レドックスフロー電池３００の出力電圧はＶａ［Ｖ］、ソーラーパネル３０１の出力電圧はＶｂ［Ｖ］とするとき、ソーラーパネル３０１の端子でレドックスフロー電池３００を充電するときには、Ｖｂ＞Ｖａであり、リード線２７Ｂ、セルスタック６０の正極６５を通して、セルスタック６０の負極６４及びリード線２６Ｂを経て、更に、セルスタック２０のリード線２６Ｂ、正極２５を通して、セルスタック２０の負極２４とリード線２６Ａの充電回路となる。
また、ソーラーパネル３０１の出力が低下し、Ｖｂ＜Ｖａになると、レドックスフロー電池３００の電圧が維持される。ソーラーパネル３０１の出力がなくなっても、レドックスフロー電池３００の充電電力があれば、そのレドックスフロー電池３００の電圧が維持される。
Ｖｂ＜Ｖａになると、逆流防止用ダイオード３０２，３０３は逆方向バイアス状態となる。即ち、逆流防止用ダイオード３０２，３０３はオフ状態となる。このとき、インバータ３０４はレドックスフロー電池３００のリード線２７Ｂ、正極６５と、セルスタック２０の負極２４のリード線２６Ａからレドックスフロー電池３００からの電力を取出し、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源(売電)３０５側に出力を行うことができる。
なお、ソーラーパネル３０１の出力を常時インバータ３０４の出力とし、その余剰電力をレドックスフロー電池３００の充電用に使用することもできる。
Ｖｂ＜Ｖａになると、逆流防止用ダイオード３０２，３０３は逆方向バイアス状態となる。即ち、逆流防止用ダイオード３０２，３０３はオフ状態となる。このとき、インバータ３０４はレドックスフロー電池３００のリード線２７Ｂ、正極６５と、セルスタック２０の負極２４のリード線２６Ａからレドックスフロー電池３００からの電力を取出し、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源(売電)３０５側に出力を行うことができる。
なお、ソーラーパネル３０１の出力を常時インバータ３０４の出力とし、その余剰電力をレドックスフロー電池３００の充電用に使用することもできる。
そして、ソーラーパネル３０１によって逆流防止用ダイオード３０２及び逆流防止用ダイオード３０３を順方向に流しても、レドックスフロー電池３００の放電残量(充電電化量)が少ないとき、まず、レドックスフロー電池３００の電力量を充電により増加させる。
殊に、図１０に示す色彩検出部４４の電解液の色彩を「黄色」を１００％、・・・「青色」を０％側、また、色彩検出部４４の電解液の色彩を「紫色」を１００％、・・・「緑色」を０％と設定したとき、放電残量が少ない０％側の放電完了の「青色」、「緑色」になるように、レドックスフロー電池３００の充電を行う。
殊に、図１０に示す色彩検出部４４の電解液の色彩を「黄色」を１００％、・・・「青色」を０％側、また、色彩検出部４４の電解液の色彩を「紫色」を１００％、・・・「緑色」を０％と設定したとき、放電残量が少ない０％側の放電完了の「青色」、「緑色」になるように、レドックスフロー電池３００の充電を行う。
また、ソーラーパネル３０１の出力増によって逆流防止用ダイオード３０２及び逆流防止用ダイオード３０３を順方向に流しても、レドックスフロー電池３００の放電残量が多いとき、レドックスフロー電池３００の電力量を増加させる必要がないので、例えば、色彩検出部４４の電解液の色彩をその色彩に対応したＬＥＤ表示を行い、充電によるレドックスフロー電池３００の放電残量を増加させないこともできる。
通常状態では、放電残量が「黄色」で１００％の残量、「紫色」で１００％の残量とするものであり、閾値の設定により、前記１００％を９０％または８０％等に変更することができる。何れにせよ、レドックスフロー電池３００の放電残量をディスプレイ１７の点灯するＬＥＤ１８で数値表現等の段階表現できればよい。
これをまとめると、この実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル３０１と、硫酸バナジウム水溶液１５，３５及び硫酸バナジウム水溶液５５，７５を電解液として使用するレドックスフロー電池３００と、前記ソーラーパネル３０１及び／または前記レドックスフロー電池３００の直流出力を交流に変換するインバータ３０４とを具備し、前記ソーラーパネル３０１の起電力が高く、前記ソーラーパネル３０１に接続した１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の一対のカソード側から前記インバータ３０４の入力及び前記レドックスフロー電池３００の充電入力を得、前記ソーラーパネル３０１の出力が低くなったとき、前記ソーラーパネル３０１と前記インバータ３０４及び前記レドックスフロー電池３００との電気的接続を遮断するものである。
ソーラーパネル３０１の出力は、天候によって大きく変化する。例えば、１個のセルが
１．１～１．６［Ｖ］の出力とすると、１個のセルスタックが４４［Ｖ］から６４［Ｖ］となり、仮にインバータの入力が６０［Ｖ］から４００［Ｖ］であると、ソーラーパネルの出力を利用する場合には、６０［Ｖ］未満の電力を捨ててしまうことになり、効率の良い太陽光の利用はできなかった。
１．１～１．６［Ｖ］の出力とすると、１個のセルスタックが４４［Ｖ］から６４［Ｖ］となり、仮にインバータの入力が６０［Ｖ］から４００［Ｖ］であると、ソーラーパネルの出力を利用する場合には、６０［Ｖ］未満の電力を捨ててしまうことになり、効率の良い太陽光の利用はできなかった。
ソーラーパネル３０１の出力を効率よく利用するには、ＤＣ－ＤＣコンバータ等のコンデンサの容量の大きなものが必要となり、かつ、昇圧のために電力が必要となった。
そこで、上記従来の問題点を自動的に解消すべく、特に、二次電池に充電をしていない
定電圧状態でも、１個のセルスタックの電解液の流れを並列接続のごとき接続にすることにより低流体抵抗とし、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、ソーラーパネルの電力を直接通常のインバータを介して売電でき、インバータの使用できる入力電圧を高くすることができる
そこで、上記従来の問題点を自動的に解消すべく、特に、二次電池に充電をしていない
定電圧状態でも、１個のセルスタックの電解液の流れを並列接続のごとき接続にすることにより低流体抵抗とし、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、ソーラーパネルの電力を直接通常のインバータを介して売電でき、インバータの使用できる入力電圧を高くすることができる
これらソーラーパネル３０１、インバータ３０４、レドックスフロー電池３００を含めて、レドックスフロー電池構成体と呼ぶこととする。
このように、レドックスフロー電池３００の出力電圧はＶａ［Ｖ］、ソーラーパネル３０１の出力電圧はＶｂ［Ｖ］とするとき、Ｖａ≦Ｖｂとして運転される。１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３を使用すると、１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の順方向電圧降下により、Ｖａ≦ＶｂはＶａ＜Ｖｂとなる。
このように、レドックスフロー電池３００の出力電圧はＶａ［Ｖ］、ソーラーパネル３０１の出力電圧はＶｂ［Ｖ］とするとき、Ｖａ≦Ｖｂとして運転される。１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３を使用すると、１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の順方向電圧降下により、Ｖａ≦ＶｂはＶａ＜Ｖｂとなる。
本実施の形態のレドックスフロー電池３００では、負極側の光ファイバー４６(図１０参照)で色彩検出部４４の電解液の色彩(色)を導いている。その端部を色彩検出部４４からカラーセンサ１７に色彩を導き、各出力をディスプレイとしてのＬＥＤ１８に放電残量を出力している。
放電残量は、光ファイバー４６の上端にあるカラーセンサ１７に「黄色」を９０～１００％の残量、「紫色」を９０～１００％の残量と表示させることができる。
何れにせよ、レドックスフロー電池３００の放電残量の大きさを、表現することができる。
放電残量は、光ファイバー４６の上端にあるカラーセンサ１７に「黄色」を９０～１００％の残量、「紫色」を９０～１００％の残量と表示させることができる。
何れにせよ、レドックスフロー電池３００の放電残量の大きさを、表現することができる。
色彩検出部４４の電解液の色彩から、電解液の「紫色」と「緑色」の領域、「黄色」と「青色」の領域の何れかに該当する色彩が存在すると、光ファイバー４６の上端にあるカラーセンサ１７で検出できる。このとき、ＬＥＤ等のディスプレイ１８との数値は、原理的には、同一であるべきである。しかし、その数値が大きく離れるときがある。その理由としては、負極側または正極側の電解液に異物が混入したとき、光ファイバー４６及びカラーセンサ１７の異常のときである。
ディスプレイ１８との数値が大きく開いたときには、本実施の形態のレドックスフロー電池３００の異常であるから、それに気づいて早く修理する必要がある。電解液に異物が入ったときも、何れも、レドックスフロー電池３００としての特性がなくなるので、早く修理する必要がある。
勿論、光ファイバー４６及びカラーセンサ１７からなる色彩ディスプレイは、現実には両色彩から計算した値が正確に合致しないから、ディスプレイ１８を負極側と正極側の２個配設するよりも１個の方が廉価である。
勿論、光ファイバー４６及びカラーセンサ１７からなる色彩ディスプレイは、現実には両色彩から計算した値が正確に合致しないから、ディスプレイ１８を負極側と正極側の２個配設するよりも１個の方が廉価である。
したがって、ソーラーパネル３０１によって逆流防止用ダイオード３０２及び逆流防止用ダイオード３０３を順方向に流れるときに、レドックスフロー電池３００の放電残量が多いとき、レドックスフロー電池３００の放電残量が少ないときの動作を分割し、例えば、放電残量が６０％以下の場合に、レドックスフロー電池３００の電力量を１００％に持ち上げてから通常制御に入るようにしている。例えば、色彩検出部４４の電解液の色彩を「黄色」１００％以下のとき、または、色彩検出部４４の電解液の色彩を「紫色」１００％以下のとき、放電残量が１００％になるようにする場合がある。
この場合には、ソーラーパネル３０１によって逆流防止用ダイオード３０２及び逆流防止用ダイオード３０３を順方向に流し、ソーラーパネル３０１でレドックスフロー電池３００を充電しながら、インバータ３０４で商用電源３０５に対する売電として使用する。
この場合には、ソーラーパネル３０１によって逆流防止用ダイオード３０２及び逆流防止用ダイオード３０３を順方向に流し、ソーラーパネル３０１でレドックスフロー電池３００を充電しながら、インバータ３０４で商用電源３０５に対する売電として使用する。
放電残量を、例えば、光ファイバー４６の端部にあるカラーセンサ１７により「黄色」を１００％未満の残量、「紫色」を１００％未満の残量と設定した場合、インバータ制御によりインバータ３０４の入力を断ち、レドックスフロー電池３００を充電することができる。この場合には、レドックスフロー電池３００に１００％の充電された状態からスタートすることになり、レドックスフロー電池３００の充電に要する電力のみを供給する。本来の余剰電力は、インバータ３０４側を動作させ、ソーラーパネル３０１の出力が低下しても、インバータ３０４はその制御を継続する。
このように、カラーセンサ１７によるディスプレイとしてのＬＥＤ１８が電解液の「黄色」、「紫色」に相当するとき、インバータ３０４の入力を断ち、レドックスフロー電池３００を１００％の充電完了からスタートすることができる。また、レドックスフロー電池３００に１日分の残量を持たせ、レドックスフロー電池３００からも出力することができる。
図１に示すように、負極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５が充填されている。硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５は液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２によって、必要数の隔膜２３Ａ、２３Ｂを積層したセルスタック２０，６０と電解液容器１５，２５，５５，７５との間を、循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、循環管路１３ｃによって電解液の循環管路を形成している。同時に、セルスタック２０，６０と電解液容器１１，１５との間を循環管路５３ａ、液体循環ポンプ５２、循環管路５３ｂ、循環管路５３ｃによって電解液の循環管路を形成している。なお、循環管路１３と、循環管路３３については、添字のａ，ｂ，ｃ，ｄを省略する場合がある。
同様に、正極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５が充填されている。硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５は液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２によって、必要数の隔膜を積層したセルスタック２０，６０と電解液容器１５，２５，５５，７５との間を循環管路３３ａ，７３ａ、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２、循環管路３３ｂ，７３ｂ、循環管路３３ｃ，７３ｃによって循環する循環管路を形成している。
次に、本実施の形態として、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すセルスタック２０，６０の積層工程について説明する。
複数の正極電極１０２、隔膜１０３、負極電極１０４、双極板１０５、一対の集電板、一対のクッション層、金属層が形成された双極板１０５及びその外周に装着されたフレーム１０１を有する単セル（最小単位のセル）の集合によりセルスタック２０，６０を構成している。
複数の正極電極１０２、隔膜１０３、負極電極１０４、双極板１０５、一対の集電板、一対のクッション層、金属層が形成された双極板１０５及びその外周に装着されたフレーム１０１を有する単セル（最小単位のセル）の集合によりセルスタック２０，６０を構成している。
更に詳しくは、一対のエンドプレート１０１及びそのエンドプレート１０１を締付ける締付機構１０７を用意する。この締付機構１０７は、締付軸１０８と、その締付軸１０８の両端に螺合されるナット１１０と、そのナット１１０とエンドプレート１０１の間に介在される。
セルスタック２０，６０の全体は、上部に熱交換器として機能するフィンに沿ってファン１１１の風路を配設しているセルフタック容器１２０に格納されている。セルフタック容器１２０には、セルスタック２０，６０を冷却する必要数の冷却用のファン１１１が配設され、必要に応じて冷却を行えるようになっている。
セルスタック２０，６０の底面側も、セルスタック２０，６０からセルフタック容器１２０が浮き上がる波構造１１２となっている。即ち、セルスタック２０，６０は、セルフタック容器１２０に格納され、セルスタック２０，６０とセルフタック容器１２０によって冷却されるようになっている。
そして、エンドプレート１０１に締付軸１０８とナット１１０を取付ける。締付軸１０８を取付けたエンドプレート１０１を設置面に平行にして、そのエンドプレート１０１に集電板を配置し、その上にクッション層を介在させて、金属層が形成された双極板１０５を具えるセルフレームを積層する。続けて、正極電極１０２、負極電極１０４、隔膜１０４、負極電極１０４（正極電極１０２）からなる単セルを繰り返し積層する。この積層工程は、集電構造上に、順次正極電極１０２、隔膜１０３、負極電極１０４を一枚ずつ積み重ねる。所定数のセルフレームや正極電極１０２、隔膜１０３、負極電極１０４を積層した積層体をエンドプレート１０１上の集電構造に載せることを繰り返して行っても良い。そして、所望のセル数を積層した後、再び、金属層が形成された双極板１０５を有するセルフレームを最後のセルに抱き合わせ、クッション層を介在させて集電板を積層する。
双極板１０５に、双極板１０５よりも導電率の高い金属材料からなる金属層を形成することで、電極板１０２，１０２と双極板１０５とを導通させ易くなる。加えて、可撓性を有するクッション層を双極板１０５と集電板との間、特に、双極板に形成される金属層と集電板との間に介在させることで、負圧下においても、金属層と集電板との導通面積を多くとることができる。したがって、集電板と双極板１０５との間における抵抗を低減できるとともに、抵抗の上昇を抑制することもできる。
集電板と双極板１０５との間の抵抗を低減でき、かつ、負圧下における抵抗の上昇を抑制できるので、電池出力の低下や、電池容量の低下等、抵抗による電気的損失を低減することができる。したがって、電気的損失の少ない電池となる。
集電板と双極板１０５との間の抵抗を低減でき、かつ、負圧下における抵抗の上昇を抑制できるので、電池出力の低下や、電池容量の低下等、抵抗による電気的損失を低減することができる。したがって、電気的損失の少ない電池となる。
セルスタック２０，６０は、電極板１０２が交互に配設され、負極２４，６４と正極２５，６５との間の隔膜２３Ａ，２３Ｂにより負極側セル路２１，６１または正極側セル路２２,８２に分かれ、リード線２６Ａ，２７Ｂによって充放電回路が形成されている。
即ち、セルスタック２０，６０は、電解液容器１１，３１，５１，７１の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が循環する負極側セル路２１，６１と、正極側セル路２２，６２を形成し、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２によって電解液が循環されている。
即ち、セルスタック２０，６０は、電解液容器１１，３１，５１，７１の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が循環する負極側セル路２１，６１と、正極側セル路２２，６２を形成し、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２によって電解液が循環されている。
本実施の形態のレドックスフロー電池３００は、その端子電圧が低いとき、ソーラーパネル３０１から充電を行う。正確には、逆流防止用ダイオード３０２，３０３の順方向電圧降下の２倍をソーラーパネル３０１の出力に加算した電圧以上で、ソーラーパネル３０１からレドックスフロー電池３００の充電を行う。
レドックスフロー電池３００の端子電圧が、ソーラーパネル３０１の出力電圧値のとき、インバータ３０４は直流を交流に変換して、商用電源３０５側に電力を出力する。
レドックスフロー電池３００の端子電圧が、ソーラーパネル３０１の出力電圧値のとき、インバータ３０４は直流を交流に変換して、商用電源３０５側に電力を出力する。
このとき、ソーラーパネル３０１の出力が低下したとすると、ソーラーパネル３０１は逆流防止用ダイオード３０２，３０３で逆バイアス状態になるから、ソーラーパネル３０１はレドックスフロー電池３００から保護される。ところが、レドックスフロー電池３００はインバータ３０４の入力となっているから、レドックスフロー電池３００の充電電圧を使用してしまう可能性がある。
そこで、図１、図２に示すように、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４の接続点に、逆流防止用ダイオード３０２を順方向に接続し、また、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４の接続点に接続する側のリード線２６Ａ、２７Ｂに、逆流防止用ダイオード３０２を順方向に接続する。
そこで、図１、図２に示すように、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４の接続点に、逆流防止用ダイオード３０２を順方向に接続し、また、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４の接続点に接続する側のリード線２６Ａ、２７Ｂに、逆流防止用ダイオード３０２を順方向に接続する。
これによって、ソーラーパネル３０１の起電力はインバータ３０４に出力され、インバータ３０４側の負荷の少ないとき、ソーラーパネル３０１の起電力の大きいときには、レドックスフロー電池３００の充電を行うこともできる。
したがって、インバータ３０４の負荷が軽い場合には、ソーラーパネル３０１の起電力はレドックスフロー電池３００の充電を主として行い、通常状態では、ソーラーパネル３０１の起電力は、インバータ３０４の負荷に合わせて出力し、余剰電力で、レドックスフロー電池３００の充電を行う。
夜間のようなソーラーパネル３０１の起電力がないとき、レドックスフロー電池３００の放電により、インバータ３０４から出力する。この出力は家庭内負荷として、家庭外負荷として使用できる。
したがって、インバータ３０４の負荷が軽い場合には、ソーラーパネル３０１の起電力はレドックスフロー電池３００の充電を主として行い、通常状態では、ソーラーパネル３０１の起電力は、インバータ３０４の負荷に合わせて出力し、余剰電力で、レドックスフロー電池３００の充電を行う。
夜間のようなソーラーパネル３０１の起電力がないとき、レドックスフロー電池３００の放電により、インバータ３０４から出力する。この出力は家庭内負荷として、家庭外負荷として使用できる。
本実施の形態で使用している液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は、実施例ではスムーズフローポンプ（株式会社タクミナ製造）を使用したが、例えば、オール樹脂水中ポンプセムポン、ソレノイド駆動式ダイヤフラム定量ポンプ（セムコーポレーション）等のように合成樹脂で電解液の流路全体がカバーされているものであればよい。液体循環ポンプ機能の全体が樹脂で覆われていればよい。何れにせよ、液体送給用のポンプを構成する構成材が、合成樹脂により構成されてもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル等で電硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を送給する構成を形成している。
特に、図２は図１の実施例のセルスタック２０，６０をそのまま使用し、その直流出力をセルスタック２０とセルスタック６０との直列接続としたものである。セルスタック２０の負極側セル路２１は負極を出力し、セルスタック２０の正極側セル路２２は正極を出力する。また、セルスタック６０の負極側セル路６１は負極を出力し、セルスタック６０の正極側セル路６２は正極を出力する。
そして、電解液容器１１は２台の液体循環ポンプ１２，５２を介して負極側セル路２１が負極側セル路２１に電解液を送給する。また、電解液容器３１は２台の液体循環ポンプ３２，７２を介して正極側セル路２２が負極側セル路６２に電解液を送給する。
そして、電解液容器１１は２台の液体循環ポンプ１２，５２を介して負極側セル路２１が負極側セル路２１に電解液を送給する。また、電解液容器３１は２台の液体循環ポンプ３２，７２を介して正極側セル路２２が負極側セル路６２に電解液を送給する。
本実施の形態のレドックスフロー電池は、２個以上のセルスタック２０，６０の出力を直列接続した少なくともリード線２６Ａ，２６Ｂ,２７Ａ，２７Ｂからなる出力回路と、前記セルスタック２０，６０を通過する電解液を収容する正極側電解液容器３１，７１と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液を収容する負極側電解液容器１１，５１と、前記セルスタック２０，６０を通過する電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする正極側充放電循環路３３，７３と、セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする負極側充放電循環路１３，５３と、正極側充放電循環路３３，７３の前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、正極側電解液容器３１，７１との間の流速を増加させる正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２と、負極側充放電循環路１３，５３の前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、負極側電解液容器１１，３１，５１，７１との間の流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１とを具備するものである。
図５に示す共通する液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２について説明する。
液体循環ポンプ１２は、負極側セル路２１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂから電解液容器１１の硫酸バナジウム水溶液１５に入り、循環管路１３ａを介する負極性の循環路を形成する。
また、液体循環ポンプ５２は、負極側セル路６１から循環管路５３ａ、液体循環ポンプ５２、循環管路５３ｂから電解液容器１５の硫酸バナジウム水溶液１５に入り、循環管路１３ｃ、循環管路１３ｄを介して負極性の循環路を形成する。
液体循環ポンプ１２は、負極側セル路２１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂから電解液容器１１の硫酸バナジウム水溶液１５に入り、循環管路１３ａを介する負極性の循環路を形成する。
また、液体循環ポンプ５２は、負極側セル路６１から循環管路５３ａ、液体循環ポンプ５２、循環管路５３ｂから電解液容器１５の硫酸バナジウム水溶液１５に入り、循環管路１３ｃ、循環管路１３ｄを介して負極性の循環路を形成する。
液体循環ポンプ３２は、正極側セル路２２から循環管路３３ａ、液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂから電解液容器３１の硫酸バナジウム水溶液３５に入り、循環管路３３ｃを介する負極性の循環路を形成する。
また、液体循環ポンプ７２は、正極側セル路６２から循環管路７３ａ、液体循環ポンプ７２、循環管路７３ｂから電解液容器３１の硫酸バナジウム水溶液３５に入り、循環管路１３ｃ、循環管路１３ｄを介して負極性の循環路を形成する
このように、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、負極側セル路２１，６１の硫酸バナジウム水溶液１５，５５,３５，６５を循環させ、負極側セル路２１，６１に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
また、液体循環ポンプ７２は、正極側セル路６２から循環管路７３ａ、液体循環ポンプ７２、循環管路７３ｂから電解液容器３１の硫酸バナジウム水溶液３５に入り、循環管路１３ｃ、循環管路１３ｄを介して負極性の循環路を形成する
このように、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、負極側セル路２１，６１の硫酸バナジウム水溶液１５，５５,３５，６５を循環させ、負極側セル路２１，６１に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
図５は、負極側セル路２１から循環管路１３ａ、１台の液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、電解液容器１１、循環管路１３ｃ、負極側セル路２１と硫酸バナジウム水溶液１５が循環する。同時に、正極側は、液体循環ポンプ３２の回転により、正極側セル容器３１から循環管路３３ａ、１台の液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂ、正極側セル容器３１と硫酸バナジウム水溶液２５が循環する循環系を示すものである。
また、負極側セル路６１から循環管路５３ａ、１台の液体循環ポンプ５２、循環管路５３ｂ、電解液容器５１、循環管路５３ｃ、負極側セル路６１と硫酸バナジウム水溶液５１が循環する。同時に、液体循環ポンプ７２の回転により、正極側セル容器６２から循環管路７３ａ、１台の液体循環ポンプ７２、循環管路７３ｂ、電解液容器７１、循環管路７３ｃ、負極側セル容器６１と硫酸バナジウム水溶液１５が循環する循環系を示すものである。
また、負極側セル路６１から循環管路５３ａ、１台の液体循環ポンプ５２、循環管路５３ｂ、電解液容器５１、循環管路５３ｃ、負極側セル路６１と硫酸バナジウム水溶液５１が循環する。同時に、液体循環ポンプ７２の回転により、正極側セル容器６２から循環管路７３ａ、１台の液体循環ポンプ７２、循環管路７３ｂ、電解液容器７１、循環管路７３ｃ、負極側セル容器６１と硫酸バナジウム水溶液１５が循環する循環系を示すものである。
図６は液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２の他の例で、２台使用した動作を説明する説明図である。
負極側セル路２１，６１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２ａ、循環管路１３ｂによって、電解液容器１１ａの中の硫酸バナジウム水溶液１５ａが挿入循環管路５３ａから排出し、そして、撹拌し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液１５を管路６１ａから吸収し、更に、循環管路１３b1、液体循環ポンプ１２ｂ、循環管路１３b2から電解液容器１１ｂの硫酸バナジウム水溶液１５ｂ中の挿入循環管路５３ｂから排出し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液１５，５５を管路６１ｂから吸収し、循環管路１３ｃを介して、負極側セル路２１，６１に戻る液体の第１の循環経路及び第２の循環経路である。負極側セル路２１，６１の硫酸バナジウム水溶液１５を循環させ、負極側セル路２１に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
負極側セル路２１，６１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２ａ、循環管路１３ｂによって、電解液容器１１ａの中の硫酸バナジウム水溶液１５ａが挿入循環管路５３ａから排出し、そして、撹拌し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液１５を管路６１ａから吸収し、更に、循環管路１３b1、液体循環ポンプ１２ｂ、循環管路１３b2から電解液容器１１ｂの硫酸バナジウム水溶液１５ｂ中の挿入循環管路５３ｂから排出し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液１５，５５を管路６１ｂから吸収し、循環管路１３ｃを介して、負極側セル路２１，６１に戻る液体の第１の循環経路及び第２の循環経路である。負極側セル路２１，６１の硫酸バナジウム水溶液１５を循環させ、負極側セル路２１に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
図１及び図２に示す液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２としてのインペラポンプの概略図を図４としてまとめる。他に、ギヤポンプ、ベーンポンプ等も使用でき、本発明を実施するには、インペラポンプに限定さるものではない。
図４において、インペラポンプは電動機を収容した本体部２０１と、吸入口２０６及び吐出口２０７を本体部２０１のフランジ２０４に、ポンプ部２０９のフランジ２０３を取付けている。インペラ２０８は本体部２０１の電動機のシャフトに取付けられており、電動機と同一回転数で回転する。
なお、インペラ２０８の吐出口２０７の逆方向に配設されているのは、座部２０２である。
したがって、本体部２０１の内部の電動機が回転すると、電解液に遠心力が加わり、吐出口２０７から放射方向に飛び出し、吸入口２０６側を負圧とする。よって、インペラポンプは液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２として機能する。
通常、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、空気を巻き込まない構成として使用される。
図４において、インペラポンプは電動機を収容した本体部２０１と、吸入口２０６及び吐出口２０７を本体部２０１のフランジ２０４に、ポンプ部２０９のフランジ２０３を取付けている。インペラ２０８は本体部２０１の電動機のシャフトに取付けられており、電動機と同一回転数で回転する。
なお、インペラ２０８の吐出口２０７の逆方向に配設されているのは、座部２０２である。
したがって、本体部２０１の内部の電動機が回転すると、電解液に遠心力が加わり、吐出口２０７から放射方向に飛び出し、吸入口２０６側を負圧とする。よって、インペラポンプは液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２として機能する。
通常、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、空気を巻き込まない構成として使用される。
ここで、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２を定速回転とし、負極側セル路２１，６１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、電解液容器１１、循環管路１３ｃ、負極側セル路２１，６１と硫酸バナジウム水溶液１５，５５が循環する。同時に、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２の回転により、正極側セル路２２から循環管路３３ａ、液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂ、電解液容器３１、循環管路３３ｃ、正極側セル路２２，６２と硫酸バナジウム水溶液３５，７５が循環する。
このとき、ソーラーパネル３０１は、レドックスフロー電池３００に充放電を行い、インバータ３０４は、特定のプログラムに従って、売電の交流発電機３０５側に電力を供給する。ソーラーパネル３０１の出力は、所定の直流電圧として、リード線２６Ａによって負の電圧を、リード線２７Ｂに正の電圧を印加する。
このとき、ソーラーパネル３０１は、レドックスフロー電池３００に充放電を行い、インバータ３０４は、特定のプログラムに従って、売電の交流発電機３０５側に電力を供給する。ソーラーパネル３０１の出力は、所定の直流電圧として、リード線２６Ａによって負の電圧を、リード線２７Ｂに正の電圧を印加する。
また、液体循環ポンプ１２と液体循環ポンプ３２を正圧側と負圧側に２台配設しても、インペラ２０８の吸入口２０６側から吐出口２０７の間には、インペラ２０８とポンプ部２０９が密閉状態にないから、流体抵抗が小さく液体の流れを流れ難くすることがなく、１／２台の負荷で運転できる。
そして、液体循環ポンプ１２の２台と、液体循環ポンプ３２の２台を同時駆動させたときは、インペラ２０８の吸入口２０６側から吐出口２０７の間には各々２倍の流速の電解液の流れが生じるから、０．５倍と２倍の能力で駆動させることができる。液体循環ポンプ１２の３台及び液体循環ポンプ３２の３台配設した場合も同様となり、必要に応じて設定された能力で駆動させることができる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２が直列使用する説明としているが、それらを並列接続としてもよいし、直並列接続としてもよい。
そして、液体循環ポンプ１２の２台と、液体循環ポンプ３２の２台を同時駆動させたときは、インペラ２０８の吸入口２０６側から吐出口２０７の間には各々２倍の流速の電解液の流れが生じるから、０．５倍と２倍の能力で駆動させることができる。液体循環ポンプ１２の３台及び液体循環ポンプ３２の３台配設した場合も同様となり、必要に応じて設定された能力で駆動させることができる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２が直列使用する説明としているが、それらを並列接続としてもよいし、直並列接続としてもよい。
図６は負極側セル路２１から循環管路１３ａ、１台の液体循環ポンプ１２ａ、循環管路１３ｂ、電解液容器１１ａの循環管路１３b1、他の１台の液体循環ポンプ１２ｂ、電解液容器１１ｂの循環管路１３b2、電解液容器１１ｂの循環管路１３ｃ、負極側セル路２１と循環する。
また、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５は、次の化学式のように変化する。
正極反応は ＶＯ2+ ＋ Ｈ2Ｏ →／← ＶＯ2 + ＋ ｅ- ＋ ２Ｈ+
（４価（青）） （５価（黄））
負極反応は ＶＯ3+ ＋ ｅ- →／← ＶＯ2+
（３価（緑）） （２価（紫））
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができる。
このように、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５に劣化が生じない。
正極反応は ＶＯ2+ ＋ Ｈ2Ｏ →／← ＶＯ2 + ＋ ｅ- ＋ ２Ｈ+
（４価（青）） （５価（黄））
負極反応は ＶＯ3+ ＋ ｅ- →／← ＶＯ2+
（３価（緑）） （２価（紫））
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができる。
このように、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５に劣化が生じない。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫色」、３価バナジウムは「緑色」、また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
したがって、これを図８のカラートライアングルで示すと、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」となり、「黄色」と「青色」との間を直線で結ぶ領域上の色彩を移動することになる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を直線で結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。論理的には、色彩は直線的に変化するが、誤差等により領域を変化するといえる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を直線で結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。論理的には、色彩は直線的に変化するが、誤差等により領域を変化するといえる。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極は、２価バナジウムが「紫色」、３価バナジウムが「緑色」、また、正極は４価バナジウムが「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
したがって、これを図８のカラートライアングルで示すと、正極の４価バナジウムは「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」となり、図７に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色を移動することになる。負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ線上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。
なお、図７は波長と感度の関係を示すものである。
なお、図７は波長と感度の関係を示すものである。
図示のように光の三原色の「赤色（Red波長:６２５～７４０ｎｍ）」、「緑色（Green波長:５００～５６０ｎｍ）」、「青色（Blue波長:４４５～４８５ｎｍ）」は光の三原色であるが、本実施の形態では、「黄色」と「青色」、「紫色」と「緑色」の間の色彩をカラーセンサ１７で検出するものであるから、色彩の検出として光の三原色を使用していない。勿論、カラーセンサ１７は色彩を３色としてもよい。
そこで、「黄色」と「青色」または「紫色」と「緑色」の変化として、波長３８０～７８０［ｎｍ］の単色の「黄色変化」または「青色の変化」とみることができる。それぞれ単色の変化、複数色の変化としてカラーセンサ１７で検出することができる。
また、発明者らの実験によれば、波長３８０～７８０［ｎｍ］の単色の検出で実現できることを確認した。
また、発明者らの実験によれば、波長３８０～７８０［ｎｍ］の単色の検出で実現できることを確認した。
例えば、分光測色計（ＣＭ－７００ｄ；コニカミノルタ株式会社）１６の入力にｄｅ：８°の受光を行うように光ファイバー（８φ）の下端からの光を導いている。充電開始と放電完了を測定し、正極の反応を図８のカラートライアングルに示すと充電完了により５価「黄」となり、放電完了により４価の「青」となる。現在の放電残量は、「黄」と「青」とを結ぶ線に放電残量の値が存在することになる。
なお、白は「黄」と「青」とを結ぶ線上位置を移動するものである。通常の放電残量は、充電完了の「黄」と放電完了の「青」とを領域上で、「黄」が１００％の容量であり、「青」が０％の放電残量であった。
発明者らの実験によれば、読み取り誤差が大きいが、略比例関係が確認された。
なお、白は「黄」と「青」とを結ぶ線上位置を移動するものである。通常の放電残量は、充電完了の「黄」と放電完了の「青」とを領域上で、「黄」が１００％の容量であり、「青」が０％の放電残量であった。
発明者らの実験によれば、読み取り誤差が大きいが、略比例関係が確認された。
分光測色計（ＣＭ－７００ｄ；コニカミノルタ株式会社）としてのカラーセンサ１７は、Strawberry Linux（登録商標）社製のカラーセンサ（ＴＣＳ３４７２５）搭載回路で、代替を試みている。その他、オプテックス・エフエー社製のＤＭ－１８ＴＮ等も、樹脂コーティングすれば使用できることを確認した。
ＴＣＳ３４７２５を搭載したカラーセンサ１６のモジュールは、カラーセンサ１７を環境の色が変化しないように、また、白色ＬＥＤを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
ＴＣＳ３４７２５を搭載したカラーセンサ１６のモジュールは、カラーセンサ１７を環境の色が変化しないように、また、白色ＬＥＤを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
白色発光ダイオード、即ち、ＬＥＤ４５は、基準色の発光光に近似し、色彩検出部４４の周囲が暗くなるのを防止している。また、透過光、散乱光または反射光により、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液の色彩を正確に検出できるようにしている。そのため、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５中に電解液が均一に分散し易いようになっている。色彩検出部４４に配設されている光ファイバーの下端は、透過光、散乱光または反射光により、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液の色彩を正確に検出するものである。オプティカルファイバーの上端は、分光測色計（ＣＭ－７００ｄ；コニカミノルタ株式会社）の検出孔に接続している。
図８のカラートライアングルに示す正極側の充電完了により５価「黄」となり、放電完了により４価の「青」となる。現在の放電残量は、「黄」と「青」とを結ぶ線上に放電残量値があることになる。
また、負極側からみれば、「紫」と「緑」とを結ぶ線上に放電残量があり、充電完了の「紫」と放電完了の「緑」とを領域上で、「紫」が１００％の容量であり、「緑」が０％の放電残量になる。
これらは独立に正極側の正電極と負極側の負電極に現れる。しかし、正極側と負極側が独立しているから、「黄」と「青」とを結ぶ線と「紫」と「緑」とを結ぶ線が混在することはない。したがって、同一情報を正極側と負極側の２系統から取得できることになる。
特に、正極側の充電完了により「黄」から「青」に、また、負極側の「紫」から「緑」に結ぶ線に放電残量があるように設定しているが、直線状の変化を特定の色彩を固定することにより、領域として検出することもできる。
また、負極側からみれば、「紫」と「緑」とを結ぶ線上に放電残量があり、充電完了の「紫」と放電完了の「緑」とを領域上で、「紫」が１００％の容量であり、「緑」が０％の放電残量になる。
これらは独立に正極側の正電極と負極側の負電極に現れる。しかし、正極側と負極側が独立しているから、「黄」と「青」とを結ぶ線と「紫」と「緑」とを結ぶ線が混在することはない。したがって、同一情報を正極側と負極側の２系統から取得できることになる。
特に、正極側の充電完了により「黄」から「青」に、また、負極側の「紫」から「緑」に結ぶ線に放電残量があるように設定しているが、直線状の変化を特定の色彩を固定することにより、領域として検出することもできる。
本実施の形態では「黄」から「青」、「紫」から「緑」とし、その間を８個または３個に分割し、放電残量の評価に使用している。勿論、任意に分割すればよい。「黄」から「青」で説明すると、「黄色」が１００％の充電された電力を保持する放電残量になる。逆に、「青色」が０％の放電残量になる。そこで、
１００％（黄）、７５％、５０％、２５％、０％（青）
と、「黄」から「青」で、また、「黄」から「青」で各５段階に区割けして説明することもできる。
１００％（黄）、７５％、５０％、２５％、０％（青）
と、「黄」から「青」で、また、「黄」から「青」で各５段階に区割けして説明することもできる。
正極の４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」を単純に波長を、「黄色５９０ｎｍ」、「黄色５８０ｎｍ」、
「黄色５７０ｎｍ」、「橙色５６０ｎｍ」、「橙色５５０ｎｍ」、「橙色５４０ｎｍ」、「黄緑色５３０ｎｍ」、「黄緑色５２０ｎｍ」、「黄色８１０ｎｍ」、「青色５００ｎｍ」の５個または１０個に区分することもできる。
「黄色５７０ｎｍ」、「橙色５６０ｎｍ」、「橙色５５０ｎｍ」、「橙色５４０ｎｍ」、「黄緑色５３０ｎｍ」、「黄緑色５２０ｎｍ」、「黄色８１０ｎｍ」、「青色５００ｎｍ」の５個または１０個に区分することもできる。
光ファイバー４６の上端にあるカラーセンサ１７は３色を検出し、各色１６ビットの分解能を有している。
白色ＬＥＤ（３８０～７８０色彩）は負極側電解液容器１１，５１，に入った電解液である硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５の色彩の判別ができるよう発光しており、白色ＬＥＤを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
このカラーセンサ１７の「赤色（Ｒｅd）」、「緑色（Ｇｒｅｅｎ）」、「青色（Ｂｌｕｅ）」の３色は、白色ＬＥＤ（３８０～７８０色彩）を得ていることから、相手方の出力とするフォトカプラとしての構成を示しており、勿論、積極的にフォトカプラとして構成してもよい。
白色ＬＥＤ（３８０～７８０色彩）は負極側電解液容器１１，５１，に入った電解液である硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５の色彩の判別ができるよう発光しており、白色ＬＥＤを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
このカラーセンサ１７の「赤色（Ｒｅd）」、「緑色（Ｇｒｅｅｎ）」、「青色（Ｂｌｕｅ）」の３色は、白色ＬＥＤ（３８０～７８０色彩）を得ていることから、相手方の出力とするフォトカプラとしての構成を示しており、勿論、積極的にフォトカプラとして構成してもよい。
そこで、負極においては２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量がある。また、正極においては４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下と推定される特定の波長に振幅に放電残量がある。
特に、充電中であっても、放電中であっても、放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充放電残量を測定するのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池ではレドックスフロー電池の負荷が加わっていると、加わっていないとに関係なく、その時点の充放電残量を測定できる。
特に、充電中であっても、放電中であっても、放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充放電残量を測定するのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池ではレドックスフロー電池の負荷が加わっていると、加わっていないとに関係なく、その時点の充放電残量を測定できる。
しかも、２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域、４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下で、当該硫酸バナジウム水溶液の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはＬＤＥ１８が特定の周波数（白色）で発光し、しかも、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５が循環するセルスタック２０，６０の負極側セル路２１と、その特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を少ない誤差で検出することができる。
また、発光にはＬＤＥ１８が特定の周波数（白色）で発光し、しかも、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５が循環するセルスタック２０，６０の負極側セル路２１と、その特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を少ない誤差で検出することができる。
特に、２個の発光色の検出が異なったとき、放電残量の少ない充放電残量の検出値を採用し、再度の充電のタイミングを効率よく行うようにする。
現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５からなる電解液の色が１走査の何れの波長３８０～７００［ｎｍ］にあるかを検出する。
現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５からなる電解液の色が１走査の何れの波長３８０～７００［ｎｍ］にあるかを検出する。
即ち、負極における２価バナジウムの「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」から５価バナジウムの「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色」（３８０ｎｍ）と３価バナジウムの「緑色（４９５ｎｍ）」または負極は２価バナジウムの「紫色（４５０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色」（５７０ｎｍ）と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が３８０～７００［ｎｍ］の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
即ち、電解液の波長が３８０～７００［ｎｍ］を
１００％（黄），９０％，８０％，・・・・，２０％，１０％，０％（青）
と均等に区分してもよいし、〇（黄），△，×（青）の３種類に重み付けを行ってもよい。通常、５段階程度に評価するのが望ましい。
１００％（黄），９０％，８０％，・・・・，２０％，１０％，０％（青）
と均等に区分してもよいし、〇（黄），△，×（青）の３種類に重み付けを行ってもよい。通常、５段階程度に評価するのが望ましい。
このように、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５に劣化が生じない。
レドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５に劣化が生じない。
レドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５に劣化が生じない。
次に、電解液容器１１，３１，５１，７１の端部を均一化する電解液分配器５０について説明する。
図１及び図２、図９乃至図１５に示すように、合成樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタラート等の耐電解液で形成されたパイプからなる循環管路１３，３３，５３，７３で、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１に接続され、電解液容器１１，３１，５１，７１から硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５の電解液を循環させている。これらの循環系を均一化するために、電解液分配器５０を標準化し、何れの電解液容器１１，３１，５１，７１にも適用できるようにしている。
図１及び図２、図９乃至図１５に示すように、合成樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタラート等の耐電解液で形成されたパイプからなる循環管路１３，３３，５３，７３で、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１に接続され、電解液容器１１，３１，５１，７１から硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５の電解液を循環させている。これらの循環系を均一化するために、電解液分配器５０を標準化し、何れの電解液容器１１，３１，５１，７１にも適用できるようにしている。
耐電解液で形成された熱可塑性樹脂としては、例えば、エンジニアリング・プラスチック（エンプラ）に属するポリアミド４６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂（ナイロン等）、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等や、スーパー・エンジニアリング・プラスチック（スーパーエンプラ）に属するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミドイミド樹脂等や、汎用樹脂に属するポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリルニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂等を使用できる。これらは１種を単独で用いても良いし２種以上を組み合わせて用いても良い。このような熱可塑性樹脂を使用した場合には、必要に応じて熱可塑性樹脂を可塑化するための可塑剤がある。
まず、電解液分配器５０は、循環管路１３，３３に挿入循環管路５３を接続している。また、循環管路１３，３３は挿入循環管路５３（１３）と一体的に形成されていてもよい。
循環管路１３，３３が排出する挿入循環管路５３（１３）に穿設された開口孔５４は複数配設されている。循環管路５３が下降を防止して分岐されている開口孔５４は、循環管路５３の開口断面積よりもその面積が大きくなっている。
電解液容器１１，３１に接続された挿入循環管路５３（１３）は、図示しないコネクタ、接着剤等の接続手段を使用して接続されている。勿論、シール性を高くするために、図示しないパッキング等も使用される。しかし、本発明を実施する場合には、電解液容器１１，３１と挿入循環管路５３は一体に接続され、必要に応じて彎曲させるのが望ましい。
循環管路１３，３３が排出する挿入循環管路５３（１３）に穿設された開口孔５４は複数配設されている。循環管路５３が下降を防止して分岐されている開口孔５４は、循環管路５３の開口断面積よりもその面積が大きくなっている。
電解液容器１１，３１に接続された挿入循環管路５３（１３）は、図示しないコネクタ、接着剤等の接続手段を使用して接続されている。勿論、シール性を高くするために、図示しないパッキング等も使用される。しかし、本発明を実施する場合には、電解液容器１１，３１と挿入循環管路５３は一体に接続され、必要に応じて彎曲させるのが望ましい。
電解液分配器５０の循環管路１３ａ，３３ａは、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に接続されており、電解液分配器５０の外部から循環管路１３ａ，３３ａを通り、大径管路８０の内部に電解液が液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１によって上から下に向かって循環する。
即ち、循環管路１３ａ，３３ａは電解液分配器５０の上端部を挿通し、電解液分配器５０と挿入循環管路９３及び循環管路５１、循環管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成されている。この電解液分配器５０の長さは、電解液容器１１，３１の長さの比率の７／１０～１０／１０、好ましくは、８／１０～９／１０の位置範囲とするのが望ましい。
また、電解液分配器５０の長さは、１／１０～８１０、好ましくは、２／１０～４／１０の範囲とするのが望ましい。電解液分配器５０と管路５１（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成される。
即ち、循環管路１３ａ，３３ａは電解液分配器５０の上端部を挿通し、電解液分配器５０と挿入循環管路９３及び循環管路５１、循環管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成されている。この電解液分配器５０の長さは、電解液容器１１，３１の長さの比率の７／１０～１０／１０、好ましくは、８／１０～９／１０の位置範囲とするのが望ましい。
また、電解液分配器５０の長さは、１／１０～８１０、好ましくは、２／１０～４／１０の範囲とするのが望ましい。電解液分配器５０と管路５１（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成される。
電解液分配器５０の循環管路５１（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）は、循環管路１３ｃとして形成され、循環管路５１（１３ｂ）の下端は、電解液分配器５０から電解液容器１１，３１を通り、具体的には、下方の循環管路５１（１３ｂ）から循環管路８２（１３ｂ）に電解液が移動するようにしている。
また、フィルタ８４は塵埃の除去、硫酸バナジウム水溶液１５，３５の呼吸用としている。電解液分配器５０の締め付け具８１は、堅固に電解液容器１１，３１に固定するため弾性パッキン、弾性フィルタ及び加工液が漏れないようなシール構造となっている。そして、締め付け具８１によって電解液容器１１，３１に堅固に取り付け可能となっている。
そして、電解液分配器５０の下部には色彩検出部４４が形成されていて、その基板４８の一面に白色ＬＥＤ４５が固定されている。白色ＬＥＤ４５は基板全面を合成樹脂でモールドされたものである。
また、フィルタ８４は塵埃の除去、硫酸バナジウム水溶液１５，３５の呼吸用としている。電解液分配器５０の締め付け具８１は、堅固に電解液容器１１，３１に固定するため弾性パッキン、弾性フィルタ及び加工液が漏れないようなシール構造となっている。そして、締め付け具８１によって電解液容器１１，３１に堅固に取り付け可能となっている。
そして、電解液分配器５０の下部には色彩検出部４４が形成されていて、その基板４８の一面に白色ＬＥＤ４５が固定されている。白色ＬＥＤ４５は基板全面を合成樹脂でモールドされたものである。
次に、電解液分配器５０の動作を説明する。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に接続されている電解液分配器５０の透明大径管体９２内の電解液は、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出され、循環管路１３ａ，３３ａ、挿入循環管路９３を通り、挿入循環管路９３に穿設された開口孔９４から、透明大径管体９２の内部に流れ、整流部４９となって色彩検出部４４に供給される。色彩検出部４４では、白色のＬＥＤ４５が電気的に導かれ、そこに整流部４９で整流された電解液が供給され、色彩検出部４４は所定の色彩を出力する。色彩検出部４４では光ファイバー４６の端部から色彩検出部４４の内部光を透過光、散乱光または反射光として検出している。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に接続されている電解液分配器５０の透明大径管体９２内の電解液は、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出され、循環管路１３ａ，３３ａ、挿入循環管路９３を通り、挿入循環管路９３に穿設された開口孔９４から、透明大径管体９２の内部に流れ、整流部４９となって色彩検出部４４に供給される。色彩検出部４４では、白色のＬＥＤ４５が電気的に導かれ、そこに整流部４９で整流された電解液が供給され、色彩検出部４４は所定の色彩を出力する。色彩検出部４４では光ファイバー４６の端部から色彩検出部４４の内部光を透過光、散乱光または反射光として検出している。
整流部４９は電解液の流れを、部分的に乱すことなく流すもので、公知の形状が使用できる。また、色彩検出部４４を流れる硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５の流量により、光ファイバー４６の端部から色彩検出部４４の内部光を透過光、散乱光または反射光として検出し、色彩検出部４４で光ファイバー４６が透過光、散乱光または反射光を検出するとき、光ファイバー４６の接着剤で固定した先端が、格別焦点を調節することなく、焦点距離を外すことにより、色彩のみを検出できるようにしている。また、色彩検出部４４の内部を白色とすることにより、透過光、散乱光または反射光を明確に判別できる。
また、大径の透明大径管体８６の下端側は合成樹脂で公知の手段によって端部材４０を一体に接合されている。その底面には、電解液を流す整流部４９がスリットとして形成されている。そして、挿入循環管路９３（１３ａ）の下部は端部材４０として、複数の開口孔９４が設けられた状態で、電解液の通路を形成されている。即ち、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１から送られた電解液は、挿入循環管路９３を下降し、複数の開口孔９４から挿入循環管路９３を出て、透明大径管体８６に入り、スリット４９ａを下降し、白色ＬＥＤ４５及び光ファイバー４６の先端で検出される。
なお、カラーセンサ１７としてオプテックス・エフエー社製のＤＭ－１８ＴＮ等を使用する場合には、白色ＬＥＤ４５及び図示しない「赤色」、「青色」、「緑色」の３個のフォトダイオードからなるフォトカプラでは、３８０～７００［ｎｍ］の波長をスイープ（Ｓｗｅｅｐ）させ、電解液の色が何れにあるかを検出する光検出能力を有している。
本実施の形態では、セコニックスペクトロマスターＣ-７０００によって実測し、負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」、同様に、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」を測定し、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を３～２０に分割している。
本実施の形態では、セコニックスペクトロマスターＣ-７０００によって実測し、負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」、同様に、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」を測定し、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を３～２０に分割している。
したがって、放電と充電を３～２０の均等目盛に分割される。即ち、カラーセンサ１７によって検出した放電残量の値を３～２０に分割する。
レドックスフロー電池３００の放電残量をディスプレイ１７で直接表示してもよいが、通常、運転に必要な電力を数値表現できればよいから、例えば、レドックスフロー電池３００の放電残量は、最小限度の３段に設定できればよい。特に、充電しなければならない事態が発生し難いので、２０段以上に細かく設定してもよい。但し、その重要度は高くない。
レドックスフロー電池３００の放電残量をディスプレイ１７で直接表示してもよいが、通常、運転に必要な電力を数値表現できればよいから、例えば、レドックスフロー電池３００の放電残量は、最小限度の３段に設定できればよい。特に、充電しなければならない事態が発生し難いので、２０段以上に細かく設定してもよい。但し、その重要度は高くない。
本実施の形態では、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は、合成樹脂で全体がカバーされ、ポンプ機能のみの全体が樹脂またはゴムで覆われていている物でもよいし、それらから構成されていてもよい。
負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」の電解液の循環に１台、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」の電解液の循環に１台を必要とし、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を「紫色」から「緑色」と、「青色」から「黄色」に前述したように、３～２０の評価に分割できる。
したがって、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は、少なくとも２台は必要である。いずれにせよ、液体循環ポンプ１２、液体循環ポンプ３２は２台追加したり、４台追加したりする場合には偶数台となる。これを対で見れば１対以上となる。
負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」の電解液の循環に１台、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」の電解液の循環に１台を必要とし、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を「紫色」から「緑色」と、「青色」から「黄色」に前述したように、３～２０の評価に分割できる。
したがって、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は、少なくとも２台は必要である。いずれにせよ、液体循環ポンプ１２、液体循環ポンプ３２は２台追加したり、４台追加したりする場合には偶数台となる。これを対で見れば１対以上となる。
次に、フロートセンサ１００について説明する。
負極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５が、正極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が充填されている。電解液容器１１，３１，５１，７１と電解液容器３１の液位を検出し、電解液容器１１，３１，５１，７１と電解液容器１１，３１，５１，７１の電解液の液面を知るフロートセンサ１００は、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が収容されている電解液容器１１，３１，５１，７１または電解液容器１１，３１，５１，７１に配設されている。フロートセンサ１００に形成された螺子部１０５によって、電解液容器１１，３１，５１，７１に締め付けられている。
フロートセンサ１００は中心には中心移動杆１０１が配設され、中心移動杆１０１の周囲をフロート１２３が上下動するようになっている。フロート１２３には永久磁石が埋設されており、中心移動杆１０１に埋設されたリードスイッチ１２４からなるフロートセンサ１００が配設されている。
なお、ガイド筒１０５は、中心移動杆１０１の周囲をフロート１２３が上下動するとき、周囲にフロート１２３が衝突しないようにしている。
負極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５,６５が、正極側の電解液容器１１，３１，５１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が充填されている。電解液容器１１，３１，５１，７１と電解液容器３１の液位を検出し、電解液容器１１，３１，５１，７１と電解液容器１１，３１，５１，７１の電解液の液面を知るフロートセンサ１００は、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が収容されている電解液容器１１，３１，５１，７１または電解液容器１１，３１，５１，７１に配設されている。フロートセンサ１００に形成された螺子部１０５によって、電解液容器１１，３１，５１，７１に締め付けられている。
フロートセンサ１００は中心には中心移動杆１０１が配設され、中心移動杆１０１の周囲をフロート１２３が上下動するようになっている。フロート１２３には永久磁石が埋設されており、中心移動杆１０１に埋設されたリードスイッチ１２４からなるフロートセンサ１００が配設されている。
なお、ガイド筒１０５は、中心移動杆１０１の周囲をフロート１２３が上下動するとき、周囲にフロート１２３が衝突しないようにしている。
したがって、例えば、正極側の電解液容器３１，７１には硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を入れる容器の上面から天板に設けた中心移動杆１０１の取付孔に取付けられる。フロートセンサ１００は、内部にリードスイッチ１２4が埋設された発泡合成樹脂からなるフロートセンサ１００で、フロートセンサ１００が距離Ｌだけ自在に移動し、フロートセンサ１００のフロートセンサ１００が距離Ｌの移動範囲に電解液の液面があり、所定の液位でフロートセンサ１００がオン・オフ信号を出力する。
なお、水位センサ摘み１２８は、負極側の電解液容器１１，５１，の螺子込みを行うものであり、フィルタ１０９は負極側の電解液容器１１，５１の変動する水位の呼吸用である。
また、本実施の形態では、フロートセンサ１００を電解液分配器５０と別に設けたものであるが、本発明を実施する場合は、電解液分配器５０にフロートセンサ１００を組み付けることができる。例えば、挿入循環管路９３（１３ａ）、管路８１（１３ｂ）にフロート１２３を取付けても良いし、或いは、電解液分配器５０の内部にフロートセンサ１００を設けてもよい。
なお、水位センサ摘み１２８は、負極側の電解液容器１１，５１，の螺子込みを行うものであり、フィルタ１０９は負極側の電解液容器１１，５１の変動する水位の呼吸用である。
また、本実施の形態では、フロートセンサ１００を電解液分配器５０と別に設けたものであるが、本発明を実施する場合は、電解液分配器５０にフロートセンサ１００を組み付けることができる。例えば、挿入循環管路９３（１３ａ）、管路８１（１３ｂ）にフロート１２３を取付けても良いし、或いは、電解液分配器５０の内部にフロートセンサ１００を設けてもよい。
電解液分配器５０の循環管路１３ａ，３３ａは、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に接続されており、電解液分配器５０の外部から循環管路１３ａ，３３ａを通り、大径管路８０の内部に電解液が液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１によって上から下に向かって循環する。
即ち、循環管路１３ａ，３３ａは電解液分配器５０の上端部を挿通し、電解液分配器５０と挿入循環管路９３及び循環管路８３、循環管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成されている。この電解液分配器５０の長さは、電解液容器１１，３１の長さの比率の７／１０～１０／１０、好ましくは、８／１０～９／１０の位置範囲とするのが望ましい。
また、電解液分配器５０の長さは、１／１０～８１０、好ましくは、２／１０～４／１０の範囲とするのが望ましい。電解液分配器５０と管路８３（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成される。
即ち、循環管路１３ａ，３３ａは電解液分配器５０の上端部を挿通し、電解液分配器５０と挿入循環管路９３及び循環管路８３、循環管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成されている。この電解液分配器５０の長さは、電解液容器１１，３１の長さの比率の７／１０～１０／１０、好ましくは、８／１０～９／１０の位置範囲とするのが望ましい。
また、電解液分配器５０の長さは、１／１０～８１０、好ましくは、２／１０～４／１０の範囲とするのが望ましい。電解液分配器５０と管路８３（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）が合成樹脂管によって一体に形成される。
電解液分配器５０の循環管路８３（１３ｂ）、管路８２（１３ｂ）は、循環管路１３ｃとして形成され、循環管路８３（１３ｂ）の下端は、電解液分配器５０から電解液容器１１，３１を通り、具体的には、下方の循環管路８３（１３ｂ）から循環管路８２（１３ｂ）に電解液が移動するようにしている。
また、フィルタ８４は塵埃の除去、硫酸バナジウム水溶液１５，３５の呼吸用としている。電解液分配器５０の締め付け具８１は、堅固に電解液容器１１，３１に固定するため弾性パッキン、弾性フィルタ及び加工液が漏れないようなシール構造となっている。そして、締め付け具８１によって電解液容器１１，３１に堅固に取り付け可能となっている。
そして、電解液分配器５０の下部には色彩検出部４４が形成されていて、その基板４８の一面に白色ＬＥＤ４５が固定されている。白色ＬＥＤ４５は基板全面を合成樹脂でモールドされたものである。
また、フィルタ８４は塵埃の除去、硫酸バナジウム水溶液１５，３５の呼吸用としている。電解液分配器５０の締め付け具８１は、堅固に電解液容器１１，３１に固定するため弾性パッキン、弾性フィルタ及び加工液が漏れないようなシール構造となっている。そして、締め付け具８１によって電解液容器１１，３１に堅固に取り付け可能となっている。
そして、電解液分配器５０の下部には色彩検出部４４が形成されていて、その基板４８の一面に白色ＬＥＤ４５が固定されている。白色ＬＥＤ４５は基板全面を合成樹脂でモールドされたものである。
電解液容器１１，３１，５１，７１には、各々取手１９ａ,１９ｂが形成されていて、移動自在になっている。負極側セル路２１の電解液容器１１，３１，５１，７１と正極側セル２２の電解液容器３１の２個を１対としている。電解液容器１１，３１，５１，７１は、負極側セル路２１、正極側セル路２２に分割されたセルスタック２０に電解液を循環させる。
このとき、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は各々１台配設したが、前述のように、各々２台または２台以上直列に配設してもよい。当然ながら、硫酸バナジウム水溶液１５及び硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５の拡販を均一化する液体循環ポンプを１台以上配設してもよい。
例えば、図１３に示すように、液体循環ポンプ１２を負極側セル路２１の電解液容器１１と正極側セル路２２の電解液容器３１の２個を１対としたり、図１５に示すように、負極側セル路２１の電解液容器１１と正極側セル路２２の電解液容器３１の２個を１対とする２対設けたり、図示ないが３対、或いは４対設けることもできる。
本実施の形態では、電解液分配器５０とフロートセンサ１００、電解液容器１１，３１，５１，７１を標準化しているから、電池収納本体４００との選択で標準化したレドックスフロー電池３００が形成できる。
図１３は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池３００で使用する電解液容器１１，３１，５１，７１に装着するフロートセンサ１００及び電解液分配器５０の配設を枠体に対して行う説明図である。
電池収納本体４００の電池枠体４０１は、断面４角金属杆を合成樹脂でモールドして、酸に腐食し難いように構成している。電池枠体４０１の内側には、電解液容器１１または電解液容器３１が上から挿入自在な容器空間４０２，４０３が一体化され、また、制御器格納空間４０４も一体化され、容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となって、電解液容器１１及び電解液容器３１の１／３～２／３の高さの位置までを電解液漏れを生じた場合には、その内側の容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となった容器で液漏れを防止している。
図１３は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池３００で使用する電解液容器１１，３１，５１，７１に装着するフロートセンサ１００及び電解液分配器５０の配設を枠体に対して行う説明図である。
電池収納本体４００の電池枠体４０１は、断面４角金属杆を合成樹脂でモールドして、酸に腐食し難いように構成している。電池枠体４０１の内側には、電解液容器１１または電解液容器３１が上から挿入自在な容器空間４０２，４０３が一体化され、また、制御器格納空間４０４も一体化され、容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となって、電解液容器１１及び電解液容器３１の１／３～２／３の高さの位置までを電解液漏れを生じた場合には、その内側の容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となった容器で液漏れを防止している。
また、本実施の形態の容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４で一体となった容器は、合成樹脂のフイルム等を用いてブロー成型しているが、容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４の下部を連通させるよう整形してもよい。
制御器格納空間４０４の上部には、負極側セル路２１を格納する空間が形成されていて、そこにセルスタック２０，６０が接続されている。
本実施の形態では、制御器格納空間４０４の上部がセルスタック４０Ｂを格納する空間及び蓋体４０６の裏面で電解液のコントローラを構成している。
制御器格納空間４０４の上部には、負極側セル路２１を格納する空間が形成されていて、そこにセルスタック２０，６０が接続されている。
本実施の形態では、制御器格納空間４０４の上部がセルスタック４０Ｂを格納する空間及び蓋体４０６の裏面で電解液のコントローラを構成している。
蓋体２０６の上面には、マイクロコンピュータからなる制御装置ＣＰＵ、及びその制御線が、下面には図１５に示す液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２並びに各配管が配設されている。
例えば、電解液分配器５０の白色のＬＥＤ４５のリード線、フロートセンサ１００のリード線、容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となった容器の湿度センサまたは水漏れセンサ、水センサ等がマイクロコンピュータＣＰＵに接続されている。また、正常に運転しているか否か、充電中であるか、放電中であるかの表示等も行われている。
例えば、電解液分配器５０の白色のＬＥＤ４５のリード線、フロートセンサ１００のリード線、容器空間４０２，４０３及び制御器格納空間４０４が一体となった容器の湿度センサまたは水漏れセンサ、水センサ等がマイクロコンピュータＣＰＵに接続されている。また、正常に運転しているか否か、充電中であるか、放電中であるかの表示等も行われている。
図１３は１個の電解液容器１１と１個の電解液容器３１とし、電解液容器１１，３１を基本的に正極及び負極１対の２個とし、かつ、同一形状とすることにより、異なった部品点数を少なくしたものである。また、図１４は、２個の電解液容器１１と２個の電解液容器３１とし、電解液容器１１，３１を基本的に２倍とし、かつ、同一形状とすることにより、異なった部品点数を少なくしたものである。
本実施の形態の特徴は、１個の電解液容器１１，３１，５１，７１を何倍かに使用できるようにしたものである。他の構成は、図１３と相違するものではない。１個の電解液容器１１，３１，５１，７１は４倍、６倍、８倍、・・・しても、１対毎に増加できることを示すものである。
本実施の形態の特徴は、１個の電解液容器１１，３１，５１，７１を何倍かに使用できるようにしたものである。他の構成は、図１３と相違するものではない。１個の電解液容器１１，３１，５１，７１は４倍、６倍、８倍、・・・しても、１対毎に増加できることを示すものである。
また、図１４では、電解液容器１１を２個、電解液容器３１を２個配設したものである。
勿論、負極側は、負極側セル路２１、循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、硫酸バナジウム水溶液１５、循環管路１３ｃ、正極側セル路２１と循環して正極側セル路２１に戻る。また、正極側は、液体循環ポンプ３２対して直列に正極側セル路２２、循環管路３３ａ、液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂ、硫酸バナジウム水溶液３５、循環管路３３ｃ、負極側セル路２１と循環して、正極側セル路２２に戻る系統を付け加えるものである。
勿論、負極側は、負極側セル路２１、循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、硫酸バナジウム水溶液１５、循環管路１３ｃ、正極側セル路２１と循環して正極側セル路２１に戻る。また、正極側は、液体循環ポンプ３２対して直列に正極側セル路２２、循環管路３３ａ、液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂ、硫酸バナジウム水溶液３５、循環管路３３ｃ、負極側セル路２１と循環して、正極側セル路２２に戻る系統を付け加えるものである。
このとき、負極側セル路２１の硫酸バナジウム水溶液１５の出口と正極側セル路２２の硫酸バナジウム水溶液３５の出口を同一端部としたり、負極側セル路２１の硫酸バナジウム水溶液１５の両者の出口を反対側端部とすることができる。
本実施の形態における硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間、及び／または４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間、及び／または２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側充放電状態検出部を具備し、前記正極側充放電状態検出部及び／または前記負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設したＬＥＤの透過光または散乱光、反射光のうちの何れか１以上の検出値により、放電残量の波長（周波数）を算出し、前記波長（周波数）から放電残量を特定する。
正極反応は ＶＯ2+ ＋ Ｈ2Ｏ →／← ＶＯ2
+ ＋ ｅ- ＋ ２Ｈ+
（４価（青）） （５価（黄））
負極反応は ＶＯ3+ ＋ ｅ- →／← ＶＯ2+
（３価（緑）） （２価（紫））
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５事態に劣化が生じない。
（４価（青）） （５価（黄））
負極反応は ＶＯ3+ ＋ ｅ- →／← ＶＯ2+
（３価（緑）） （２価（紫））
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５事態に劣化が生じない。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫」、３価バナジウムは「緑色」、また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
したがって、これを図８のカラートライアングルで示すと、正極の４価バナジウムは「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」間の変化となり、図８に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色彩を移動することになる。
同様に、負極の２価バナジウムは「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」、３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」で、５価バナジウムの「黄色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上の色を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
同様に、負極の２価バナジウムは「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」、３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」で、５価バナジウムの「黄色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上の色を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」、３価バナジウムは「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」、また、正極の４価バナジウムは「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」である。負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
したがって、これを図８のカラートライアングルで示すと、正極は４価バナジウムは「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」となり、図５に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色を移動することになる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。
発光素子を構成する白色ＬＥＤ４５に対し、３８０～７００［ｎｍ］を含む周波数の波長を出力させる。受光素子は、特定の波長３８０～７００［ｎｍ］の発光光に対して受光素子の出力のピークが特定の波長３８０～７００［ｎｍ］の何れかにあるから、前記ピーク値から負極においては２価バナジウムの「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」、また、正極においては４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」から５価バナジウムの「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」として変化する。
したがって、負極においては２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量がある。また、正極においては４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下と推定される特定の波長に振幅に充放電残量があることがわかる。
したがって、負極においては２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量がある。また、正極においては４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下と推定される特定の波長に振幅に充放電残量があることがわかる。
特に、充電中であっても、放電中であっても、充放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充放電残量を測定するのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００ではレドックスフロー電池３００の負荷が加わっていると、加わっていないとに関係なく、その時点の充放電残量を測定できる。
しかも、２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域、４価バナジウムの青色と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下で、当該硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはＬＤＥが特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数をシャープに検出することができる。
しかも、２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域、４価バナジウムの青色と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下で、当該硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはＬＤＥが特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数をシャープに検出することができる。
特に、２個の発光色の放電残量が異なったとき、充電残量を少なくする放電残量の検出値を採用し、再度の充電のタイミングを効率よく行う。
例えば、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色が１回約３８０～７００［ｎｍ］の走査のうち何れにあるかを検出する。
即ち、負極における２価バナジウムの「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」から５価バナジウムの「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色（３８０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（４９５ｎｍ）」または負極は２価バナジウムの「紫色（４５０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（５７０ｎｍ）」と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が３８０～７００［ｎｍ］の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
例えば、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色が１回約３８０～７００［ｎｍ］の走査のうち何れにあるかを検出する。
即ち、負極における２価バナジウムの「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」から５価バナジウムの「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色（３８０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（４９５ｎｍ）」または負極は２価バナジウムの「紫色（４５０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（５７０ｎｍ）」と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が３８０～７００［ｎｍ］の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
本実施の形態における硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間、及び／または前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間、及び／または前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の色彩と負極側のカラーセンサ１７の検出値によって決せられる充放電状態検出部を具備し、前記正極側充放電状態検出部及び／または前記負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設した発光ダイオードの透過光または散乱光、反射光の検出値により、放電残量の波長（周波数）を算出し、前記波長（周波数）の検出値の小さい方を充電電力量として特定したものである。
この実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００は、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部は、電解液の循環管路１１，３１，５１，７１に配設した透過光または反射光の検出値により、放電残量の波長（周波数）を算出し、前記波長（周波数）の検出値の小さい方を放電残量として特定した。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５に劣化が生じ難い。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５に劣化が生じ難い。
また、硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００においては、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間、前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間、前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設した発光ダイオードの透過光または反射光のピーク値を基に充電電力量の波長（周波数）を色彩から算出するものであるから、現在の充電状況を正確に知ることができる。
そして、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００においては、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部が、電解液の循環管路１３，３３，５３，７３に配設した発光ダイオードの透過光または反射光のピーク値により、正極側充放電状態検出部または負極側充放電状態検出部の検出値の小さい方を充電電力量として算出するから、電池の使用において電圧が異常に低下することがない。
また、前記電解液の色彩を基に充電電力量を算出するものであるから、予備の電解液容器の切り替えタイミング時期が明確となり、複数の予備電解液容器の切り替えを正確に行うことができる。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部における電解液の循環管路１３，３３，５３，７３に配設した白色発光ダイオード４５の散乱光または反射光の検出は、正極側充電状態検出部及び／または負極側充電状態検出部の検出値が、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色が３８０～７００スキャニング［ｎｍ］の何れにあるかを検出する。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部における電解液の循環管路１３，３３，５３，７３に配設した白色発光ダイオード４５の散乱光または反射光の検出は、正極側充電状態検出部及び／または負極側充電状態検出部の検出値が、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色が３８０～７００スキャニング［ｎｍ］の何れにあるかを検出する。
即ち、負極における２価バナジウムの「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から３価バナジウムの「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色（４５０～４９５ｎｍ）」から５価バナジウムの「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色（３８０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（４９５ｎｍ）」または負極は２価バナジウムの「紫色（４５０ｎｍ）」と３価バナジウムの「緑色（５７０ｎｍ）」と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が３８０～７００［ｎｍ］の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、正極側の検出充放電状態検出部及び／または負極側の充放電状態検出部における電解液の循環管路１３，３３，５３，７３に配設した白色ＬＥＤの負極側充電状態検出部の検出値が、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液の「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」と「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」を結ぶ何れかの位置、「青色（４５０～４９５ｎｍ）」と「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」を結ぶ何れかの位置にあるかを検出し、放電残量を算出するものである。
このとき、「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」から「緑色」（４９５～５７０ｎｍ）の領域から得られる放電残量と、「青色」（４５０～４９５ｎｍ）から「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の領域から得られる放電残量とを単純平均して電解液の放電残量を出しても良いし、放電残量の放電量が少ない電力量または多い電力量を選択してもよい。
何れにせよ、繰り返し使用している間に両者間の差が少なくなるので、何れを選択しても大きな違いはない。
何れにせよ、繰り返し使用している間に両者間の差が少なくなるので、何れを選択しても大きな違いはない。
図１５は本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の事例であり、図１または図２との相違点のみ説明する。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は定速回転とし、循環管路１３ｂを介して硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を収容する電解液容器１１、循環管路１３ｃを介してセルスタック２０の負極側セル路２１、循環管路１３ｄを介して負極側セル路２１の順で回動する。
同様に、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は定速回転とし、循環管路３３ａを介して硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を収容する電解液容器３１、循環管路３３ｃを介してセルスタック２０の正極側セル路２２Ｂ、循環管路３３ｃを介してセルスタック２０の負極側セル路２１を回動する。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は定速回転とし、循環管路１３ｂを介して硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を収容する電解液容器１１、循環管路１３ｃを介してセルスタック２０の負極側セル路２１、循環管路１３ｄを介して負極側セル路２１の順で回動する。
同様に、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は定速回転とし、循環管路３３ａを介して硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を収容する電解液容器３１、循環管路３３ｃを介してセルスタック２０の正極側セル路２２Ｂ、循環管路３３ｃを介してセルスタック２０の負極側セル路２１を回動する。
ここで、負極側セル路２１から循環管路１３ａ、液体循環ポンプ１２、循環管路１３ｂ、電解液容器１１の硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５が循環する電解液容器１１及び負極側セル路２１、負極側セル路２１及び負極側セル路２１、循環管路１３ｄの循環管路、並びに、正極側セル路２２から循環管路３３ａ、液体循環ポンプ３２、循環管路３３ｂ、電解液容器３１の硫酸バナジウム水溶液３５が循環する電解液容器３１及び正極側セル路２２、循環管路３３ｄの循環管路を循環する。
なお、本実施の形態では、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１を増加させない事例である。
なお、本実施の形態では、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１を増加させない事例である。
このように、セルスタック２０，６０は、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５と、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の循環管路を独立させ、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を各々と独立させて硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５と硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の電解液容器１１と電解液容器３１の容積を大きくすることにより、出力時間を長くすることができる。
セルスタック２０，６０の循環方向に直列接続することによって、出力電圧を決定することができる。セルスタック２０，６０の電圧は、隔膜板２３を挟む正極電極２４及び負極電極２５によって決定され、正極電極２４及び負極電極２５の面積は、定格の通電電流を決定する。
セルスタック２０，６０の循環方向に直列接続することによって、出力電圧を決定することができる。セルスタック２０，６０の電圧は、隔膜板２３を挟む正極電極２４及び負極電極２５によって決定され、正極電極２４及び負極電極２５の面積は、定格の通電電流を決定する。
即ち、図１５は、セルスタック２０側の正極電極２４及び負極電極２５の面積と、セルスタック２０側の正極電極２４及び負極電極２５の面積とを同一とし、定格の通電電流を変化させず、セルスタック２０側の消費電力を大きくしたものである。
セルスタック２０とセルスタック２０の電力は、セルスタック２０を小消費電力とし、本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の制御機器の電力に使用するものである。
セルスタック２０とセルスタック２０の電力は、セルスタック２０を小消費電力とし、本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の制御機器の電力に使用するものである。
本発明を実施する場合には、必ずしも、セルスタック２０に分離する必要はないが、この実施の形態のようにセルスタック２０の構成を追加すると、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５として循環しており、充放電回数、電解液の再使用は変化していないから、セルスタック２０とを混合していても、不利になることはない。
特に、セルスタック２０側から本実施の形態のレドックスフロー電池の制御用の電力を使用すれば、セルスタック２０の劣化を低減することができる。
なお、セルスタック２０の出力電圧Ｖ１とセルスタック２０の出力電圧Ｖ２とは、Ｖ１＞Ｖ２の関係があるが、Ｖ１≧Ｖ２とすることもできる。
またそれらの定格電流を変化させることもできる。
特に、セルスタック２０側から本実施の形態のレドックスフロー電池の制御用の電力を使用すれば、セルスタック２０の劣化を低減することができる。
なお、セルスタック２０の出力電圧Ｖ１とセルスタック２０の出力電圧Ｖ２とは、Ｖ１＞Ｖ２の関係があるが、Ｖ１≧Ｖ２とすることもできる。
またそれらの定格電流を変化させることもできる。
本発明を実施する場合のセルスタック２０，６０は、電気的特性をレドックスフロー電池３００の起電力の変化及び充電完了の際のレドックスフロー電池３００の起電力の変化をみて、電気的特性等の違いを理解するためのものである。
特に、レドックスフロー電池３００の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５は、電解液として循環しており、充放電回数、電解液の再使用は変化しないから、セルスタック２０，６０は比例関係となる。しかし、レドックスフロー電池３００等の二次電池の特性を使用する電力によって変化させることができる。
特に、レドックスフロー電池３００の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５は、電解液として循環しており、充放電回数、電解液の再使用は変化しないから、セルスタック２０，６０は比例関係となる。しかし、レドックスフロー電池３００等の二次電池の特性を使用する電力によって変化させることができる。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部における前記電解液の循環管路１３，３３に配設した白色ＬＥＤ４５の透過光、散乱光または反射光による検出は、前記正極側充電状態検出部及び／または前記負極側充電状態検出部の検出値が、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液の「紫色（３８０～４５０ｎｍ）」と「緑色（４９５～５７０ｎｍ）」、「青色（４５０～４９５ｎｍ）」と「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」の領域の何れにあるかを検出すると共に、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の電解液の循環管路１５，３５に配設した補助セルの充放電特性から、放電残量を算出したり、それによって補正してもよい。
図１３は本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の制御構成について説明する。
レドックスフロー電池３００及びソーラーパネル３０１及びインバータ３０４、商用電源３０５は、図１及び図２と同じであるから、その説明を割愛する。
レドックスフロー電池３００及びソーラーパネル３０１及びインバータ３０４、商用電源３０５は、図１及び図２と同じであるから、その説明を割愛する。
制御装置ＣＰＵには、図示していないが、電解液容器１１及び電解液容器３１からの電解液の漏れ、また、セルフタック２０からセルフタック容器１２０に対する漏れを検出する必要数量の湿度センサの出力を二値入力している。
また、必要数量のフロートセンサ１００が制御装置ＣＰＵの二値入力としている。そして、必要数の白色ＬＥＤ４５を点灯させる出力を、必要数のカラーセンサ１７の検出出力を制御装置ＣＰＵから出力している。更に、レドックスフロー電池３００の放電残量をディスプレイ１８で表示するもので、表示対象を３～２０に分割している。液体循環ポンプ１２及び液体循環ポンプ３２についても、必要数の対の液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に電力を供給している。本実施の形態においては、通常、１００％の電力で回転させて充電及び放電を行い。また、充電及び放電が少ないときには、１／３～１／１０の回転数で充電及び放電を行う。
また、必要数量のフロートセンサ１００が制御装置ＣＰＵの二値入力としている。そして、必要数の白色ＬＥＤ４５を点灯させる出力を、必要数のカラーセンサ１７の検出出力を制御装置ＣＰＵから出力している。更に、レドックスフロー電池３００の放電残量をディスプレイ１８で表示するもので、表示対象を３～２０に分割している。液体循環ポンプ１２及び液体循環ポンプ３２についても、必要数の対の液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２に電力を供給している。本実施の形態においては、通常、１００％の電力で回転させて充電及び放電を行い。また、充電及び放電が少ないときには、１／３～１／１０の回転数で充電及び放電を行う。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００は、図１４のフローチャートのように制御される。
ステップＳ１でレドックスフロー電池３００の湿度センサから硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が漏れ出していないかを判断し、漏れ出しているのであれは、ステップＳ２で硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の正負の端子開放し、レドックスフロー電池３００からの充放電を停止し、ステップＳ３でＬＥＤからなるディスプレイ１８を点滅または片側または両側を赤色として連続点灯を行う。
このとき、カラーセンサ１７は何ら作用していない。湿度センサが動作すると、ステップＳ１乃至ステップＳ３のルーチンの処理を繰り返し実行する。
このとき、カラーセンサ１７は何ら作用していない。湿度センサが動作すると、ステップＳ１乃至ステップＳ３のルーチンの処理を繰り返し実行する。
ステップＳ１で湿度センサから硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が漏れ出していないと判断したとき、ステップＳ４でカラーセンサ１７によつてステップＳ５で、ＬＥＤからなるディスプレイ１８に数値または色彩を点灯させ、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の放電残量を示す。このディスプレイ１８に数値または色彩を点灯させるのは、レドックスフロー電池３００の使用中の問題ではなく、周囲の二次電池の維持管理に対する監視効果として提供するデータである。
ステップＳ６のフロートセンサ１００の値が所定の範囲内（高い値と低い値に挟まれた範囲）であるか判断し、実施例においては、フロートセンサ１００の値が所定の液位よりも高い値のとき、液体循環ポンプ１２の回転速度を低下させる。
ステップＳ６のフロートセンサ１００の値が所定の範囲内（高い値と低い値に挟まれた範囲）であるか判断し、実施例においては、フロートセンサ１００の値が所定の液位よりも高い値のとき、液体循環ポンプ１２の回転速度を低下させる。
逆に、フロートセンサ１００の値が所定の液位よりも低い値のとき、液体循環ポンプ１２の回転速度を高くする。ステップＳ６及びステップＳ７で液体循環ポンプ１５，３５，５５，７５も同様に速度制御される。
ステップＳ８で硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５をレドックスフロー電池３００の電解液として用いている。ここで、レドックスフロー電池３００の放電負荷が小さいとき、言い換えれば、レドックスフロー電池３００の充電負荷が小さいとき、これは、充電電流または放電電流が小さいとき、ステップＳ９で液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１の電流を１／２～１／１０程度に低下させる。少なくとも、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が循環させている。
ステップＳ８で硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５をレドックスフロー電池３００の電解液として用いている。ここで、レドックスフロー電池３００の放電負荷が小さいとき、言い換えれば、レドックスフロー電池３００の充電負荷が小さいとき、これは、充電電流または放電電流が小さいとき、ステップＳ９で液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１の電流を１／２～１／１０程度に低下させる。少なくとも、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が循環させている。
また、ステップＳ８でレドックスフロー電池３００の電解液として硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を用いているが、レドックスフロー電池３００の放電負荷が大きいとき、即ち、レドックスフロー電池３００の充電負荷が大きいとき、充電電流または放電電流が大きいことを意味するから、ステップＳ１０で液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１の電流を１００％に上昇し、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が電解液としての機能を果たせるように循環させている。
勿論、ステップＳ８では、レドックスフロー電池３００の充放電負荷が大きいときと、小さいときに区別し、２つに分けていたが、本発明を実施する場合には、１乃至５に分割してもよい。
勿論、ステップＳ８では、レドックスフロー電池３００の充放電負荷が大きいときと、小さいときに区別し、２つに分けていたが、本発明を実施する場合には、１乃至５に分割してもよい。
上記実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間、前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間、前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ１７で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側充放電状態検出部とを具備し、前記正極側充放電状態検出部及び／または前記負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設した色彩検出部の白色ＬＥＤ４５の透過光または散乱光、反射光のうちの何れか１以上のカラーセンサ１７の検出値により、放電残量を算出する。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５が原理的には劣化しないことになるから、電解液に劣化が生じない。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫色」、３価バナジウムは「緑色」、また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。
負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫色」、３価バナジウムは「緑色」、また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。
負極は充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
念のため、これを図８のカラートライアングルで示すと、正極の４価バナジウムは「青色（４５０～４９５ｎｍ）」、５価バナジウムは「黄色（５７０～５９０ｎｍ）」となり、「黄色」と「青色」との間の色を図８のように直線移動し、負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ線上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を原理的には移動することになる。しかし、誤差を考慮しても、正極の「青色」、「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００に使用する負極の２価バナジウムは「紫色」、３価バナジウムは「緑色」、また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。負極の充電完了のとき２価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、３価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき２価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、４価バナジウムは「青色」となる。
したがって、正極の４価バナジウムは「青色」、５価バナジウムは「黄色」となり、図８に示す「黄色」と「青色」との間の色彩領域を移動することになる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
負極の２価バナジウムの「紫色」、３価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の４価バナジウムの「青色」、５価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
そこで、発光素子からは特定の波長の発光を出力させ、受光素子を構成するフォトダイオードは、受光素子の出力のピーク値から、負極においては２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」、または、正極においては４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」として変化する。
したがって、負極においては２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量が検出できる。また、正極においては４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域上と推定される特定の波長に充放電残量があることがわかる。
したがって、負極においては２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量が検出できる。また、正極においては４価バナジウムの「青色」と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域上と推定される特定の波長に充放電残量があることがわかる。
特に、充電中であっても、放電中であっても、充放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充電時間が計算できるのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００ではそのレドックスフロー電池対する負荷が加わっている時でも、負荷が加わっていない時でも、その時点の充放電残量を測定できる。
しかも、２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ線、４価バナジウムの青色と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ線で、当該硫酸バナジウム水溶液の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはＬＤＥ１８が特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を正確に検出することができる。
しかも、２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」とを結ぶ線、４価バナジウムの青色と５価バナジウムの「黄色」とを結ぶ線で、当該硫酸バナジウム水溶液の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはＬＤＥ１８が特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を正確に検出することができる。
仮に、２個の色彩により負極と正極の放電残量が異なったとき、充電残量の少ない放電残量の検出値を、その検出値として採用しても良いし、放電残量の検出値の平均値を出してもよい。或いは、放電残量の検出値の大きい電力側を検出値としてもよい
即ち、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色彩が何れの波長にあるかを検出し、誤差があるときには、負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」または負極は２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」を変化することになる。少なくとも、電解液の色彩が何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
即ち、現在の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５からなる電解液の色彩が何れの波長にあるかを検出し、誤差があるときには、負極における２価バナジウムの「紫色」から３価バナジウムの「緑色」の電解液、同様に、正極における４価バナジウムの「青色」から５価バナジウムの「黄色」の電解液は、例えば、負極は２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」または負極は２価バナジウムの「紫色」と３価バナジウムの「緑色」を変化することになる。少なくとも、電解液の色彩が何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
ここで、充電残量の少ない放電残量を検出値とする場合には、繰り返しの充電で両者を一致させることになる。また、放電残量の検出値の平均値を出すものについても、放電残量の検出値の大きいものを検出値としたものでも、繰り返しの充電で両者を一致させることができる。即ち、負荷の変動で検出値に大小の変化があっても、連続的に充放電を行うことにより、正極及び負極のバランスが取れた定常状態となる。
前記正極側充放電状態検出部及び／または前記負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路１３，３３に色彩検出部４４を配設し、そこに配設した白色ＬＥＤ４５の透過光または散乱光、反射光により、正極及び／または負極の初期充填または補充電から満充電の間の放電残量があるかを検出する。
この硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部は、電解液の循環管路１３，３３に色彩検出部４４を配設し、そこに配設した白色ＬＥＤ４５の透過光または散乱光、反射光により、正極及び／または負極の初期充填または補充電から満充電の間の放電残量があるかを検出する。
前記電解液の循環管路１３，３３に色彩検出部４４を配設しているから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の澱みができない箇所であるから、カラーセンサ１７によって色彩を正確に判断できる。
この硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００の正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部は、電解液の循環管路１３，３３に色彩検出部４４を配設し、そこに配設した白色ＬＥＤ４５の透過光または散乱光、反射光により、正極及び／または負極の初期充填または補充電から満充電の間の放電残量があるかを検出する。
前記電解液の循環管路１３，３３に色彩検出部４４を配設しているから、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５の澱みができない箇所であるから、カラーセンサ１７によって色彩を正確に判断できる。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として用いるレドックスフロー電池３００において、正極側充放電状態検出部及び／または負極側充放電状態検出部における電解液の循環管路１３，３３に配設した白色ＬＥＤの透過光、散乱光または反射光による検出は、前記正極側充電状態検出部及び／または前記負極側充電状態検出部の検出値が、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液の「紫色」と「緑色」、「青色」と「黄色」の領域の何れにあるかを検出すると共に、前記電解液の循環管路１３，３３に配設したレドックスフロー電池の一部または全部の充放電特性から特定して放電残量を算出するものである。
例えば、初期充填または補充電から満充電の間の「紫色」から「緑色」の領域、「青色」から「黄色」の領域の何れにあるかを平均値または最小値または最大値を検出すると共に、それらの平均値または最小値または最大値からなる放電残量に対し、前記電解液の循環管路に配設した二次電池、例えば、レドックスフロー電池３００の一部または全部の充放電特性から特定して放電残量を算出するものである。
また、レドックスフロー電池構成体から見れば、レドックスフロー電池３００の出力電圧はＶａ［Ｖ］、ソーラーパネル３０１の出力電圧はＶｂ［Ｖ］とするとき、Ｖａ≦Ｖｂとして運転される。１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３を使用すると、１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の順方向電圧降下により、Ｖａ≦ＶｂはＶａ＜Ｖｂとなる。
そして、これは実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル３０１と、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として使用するレドックスフロー電池３００と、前記ソーラーパネル３０１及び／または前記レドックスフロー電池３００の直流出力を交流に変換するインバータ３０４とを具備し、前記ソーラーパネル３０１の起電力が高く、前記ソーラーパネル３０１に接続した１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の一対のカソード側から前記インバータ３０４の入力及び前記レドックスフロー電池３００の充電入力を得、前記ソーラーパネル３０１の出力が低くなったとき、前記ソーラーパネル３０１と前記インバータ３０４及び前記レドックスフロー電池３００との電気的接続を遮断するものである。
そして、これは実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル３０１と、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として使用するレドックスフロー電池３００と、前記ソーラーパネル３０１及び／または前記レドックスフロー電池３００の直流出力を交流に変換するインバータ３０４とを具備し、前記ソーラーパネル３０１の起電力が高く、前記ソーラーパネル３０１に接続した１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の一対のカソード側から前記インバータ３０４の入力及び前記レドックスフロー電池３００の充電入力を得、前記ソーラーパネル３０１の出力が低くなったとき、前記ソーラーパネル３０１と前記インバータ３０４及び前記レドックスフロー電池３００との電気的接続を遮断するものである。
この実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル３０１と、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液として使用するレドックスフロー電池３００と、前記ソーラーパネル３０１及び／または前記レドックスフロー電池３００の直流出力を交流に変換するインバータ３０４とを具備するものであり、前記ソーラーパネル３０１の起電力が順方向電圧降下を含み、Ｖａ≦Ｖｂのときには、前記ソーラーパネル３０１に接続した１対の逆流防止用ダイオード３０２，３０３の一対のカソード側からインバータ３０４の入力及びレドックスフロー電池３００の充電入力を得ている。
前記ソーラーパネル３０１の出力が低くなったとき、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４及びレドックスフロー電池３００との電気的接続を遮断している。このとき、レドックスフロー電池３００の出力はインバータ３０４の出力として取り出されるが、商用電源３０５の負荷が夜間に軽負荷となることから、その容量によって夜間の電力をレドックスフロー電池３００から供給できる。
また、レドックスフロー電池３００の容量の大きいときには、電力会社に電力を販売できる。
前記ソーラーパネル３０１の出力が低くなったとき、ソーラーパネル３０１とインバータ３０４及びレドックスフロー電池３００との電気的接続を遮断している。このとき、レドックスフロー電池３００の出力はインバータ３０４の出力として取り出されるが、商用電源３０５の負荷が夜間に軽負荷となることから、その容量によって夜間の電力をレドックスフロー電池３００から供給できる。
また、レドックスフロー電池３００の容量の大きいときには、電力会社に電力を販売できる。
上記実施の形態は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃからなる充放電循環路と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる充放電循環路とを有する硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００にあって、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２から送出し、前記電解液を拡散させる合成樹脂製の透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１と、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外に排出する前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した排出管とを具備する。
この発明の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池は、４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃからなる充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなるものである。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
即ち、正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄからなる充放電循環路は二次電池として正電極を形成するもので、電流を取り出す端子である。また、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，３３ｄからなる充放電循環路は二次電池として負電極を形成するもので、電流が流れ込む端子である。正極側及び負極側の充放電循環路には、独立した正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃからなる充放電循環路と、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる充放電循環路が形成され、そこを流れる電解液によって起電力が生成されている。
そして、上記透明大径管体８６からなる筒体及び透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は前記電解液の収容容器である。
なお、透明循環管路９２と挿入循環管路９３は、基本的に循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと相違するものではない。
更に、上記排出管８１，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタック２０，６０に循環させるもので、前記透明大径管体５２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
なお、透明循環管路９２と挿入循環管路９３は、基本的に循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと相違するものではない。
更に、上記排出管８１，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタック２０，６０に循環させるもので、前記透明大径管体５２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
殊に、硫酸バナジウム水溶液１５，２５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃからなる充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる。また、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液を循環し、前記電解液を拡散させる透明大径管体８５からなる筒体及び前記透明大径管体８５からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外の管路を介してセルスタックに循環させる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液を循環し、前記電解液を拡散させる透明大径管体８５からなる筒体及び前記透明大径管体８５からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外の管路を介してセルスタックに循環させる。
したがって、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液を循環し、前記透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１を循環する前記電解液を拡散させる。よって、セルスタック２０，６０に循環する前記電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が価数の異なるバナジウムとして均一に分布する。
また、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタック２０に循環する電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の起電力が安定する。
また、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタック２０に循環する電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の起電力が安定する。
上記実施の形態のレドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１は、前記透明大径管体５２からなる筒体の上部に収容すべく取り付けたものである。
ここで、レドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記透明大径管体８６からなる筒体の上部に収容し、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に一体化させることにより、外形を前記透明大径管体９２からなる筒体のおおきさにまとめることができる。
ここで、レドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記透明大径管体８６からなる筒体の上部に収容し、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に一体化させることにより、外形を前記透明大径管体９２からなる筒体のおおきさにまとめることができる。
このレドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記筒体の上部に収容すべく取り付けたものであるから、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に収容する液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２を取り付けたものであるから、前記透明大径管体９５２からなる筒体の上部に液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２が収まると、前記透明大径管体９２からなる筒体に各種部品を収容でき、故障時に部品交換が透明大径管体９２からなる筒体単位で可能になる。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定するＬＥＤ照明と、その白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７は、ＬＥＤ照明は周囲の光源とするもので、白色が好ましいが、他の色彩も使用できないものではない。カラーセンサ１７は、電解液の色彩を判断するもので、明暗は当然ながら、色彩が判断れきればよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定する白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７を具備するから、レドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩をＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとでカラーセンサ１７により検出するものであるから、前記電解液の深さに影響を受けず、かつ、使用年数にも影響を受けないのでメンテナンスの必要性がない。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定する白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７を具備するから、レドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩をＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとでカラーセンサ１７により検出するものであるから、前記電解液の深さに影響を受けず、かつ、使用年数にも影響を受けないのでメンテナンスの必要性がない。
また、この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、透明大径管体８６からなる筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサを前記透明大径管体８６からなる筒体内に設けたものである。
ここで、フロートセンサ１００は所定の液位で動作するものであるから、２台のセンサによって動作させたり、湿度センサ、水位センサ等とすることができる。
この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、前記筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ１００を前記透明大径管体８６からなる筒体内に設けものであるから、前記透明径管体または断面四角形の管体からなる筒体で、前記フロートセンサ１００の管理ができ、その管理状態で移動が可能であるから、緩衝材等で保護する手間が省ける。
ここで、フロートセンサ１００は所定の液位で動作するものであるから、２台のセンサによって動作させたり、湿度センサ、水位センサ等とすることができる。
この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、前記筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ１００を前記透明大径管体８６からなる筒体内に設けものであるから、前記透明径管体または断面四角形の管体からなる筒体で、前記フロートセンサ１００の管理ができ、その管理状態で移動が可能であるから、緩衝材等で保護する手間が省ける。
そして、この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、透明大径管体９２からなる筒体の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものであるから、外気温の変化に対する電解液の外気温の容積変化は、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の容積変化と相殺されるから、本来の呼吸用の空気の変化量に対してその変化が少ない。また、フィルタ８４を通過する空気量は、少ない空気量の変化となり、塵埃等を引き込むことがない。
更に、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものである。
ここで、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔は、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上面に限定されるものではなく、側面の上部位置であってもよい。また、フィルタ８４は前記電解液の吸湿性のないものが好ましく、液体をはじくことにより、液体の遮断効果を得ることができる。
更に、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものである。
ここで、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔は、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上面に限定されるものではなく、側面の上部位置であってもよい。また、フィルタ８４は前記電解液の吸湿性のないものが好ましく、液体をはじくことにより、液体の遮断効果を得ることができる。
前記電解液の液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものである。
ここで、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側とは、電解液容器１１，３１，５１，７１の上面の平面上の平面またはその裏面を意味する。前記液体循環ポンプ１２，３１の取り付けは、上平またはその下の位置とすることができ、電解液容器１１，３１，５１，７１の作業性が確保できるものであれば、何れの位置でもよい。特に、可動部分として部品交換が容易な位置であれはばよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものであるから、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上面側に配設するものであるから、メンテナンスが自在であり、その作業性を上げることができる。
ここで、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側とは、電解液容器１１，３１，５１，７１の上面の平面上の平面またはその裏面を意味する。前記液体循環ポンプ１２，３１の取り付けは、上平またはその下の位置とすることができ、電解液容器１１，３１，５１，７１の作業性が確保できるものであれば、何れの位置でもよい。特に、可動部分として部品交換が容易な位置であれはばよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものであるから、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上面側に配設するものであるから、メンテナンスが自在であり、その作業性を上げることができる。
本実施の形態のレドックスフロー電池は、２個以上のセルスタック２０，６０の出力を直列接続したリード線２６Ａ、２６Ｂ、リード線２７Ａ、２７Ｂからなる出力回路と、前記セルスタック２０，６０を通過する電解液を収容する正極側電解液容器３１，７１と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液を収容する負極側電解液容器１１，５１と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする正極側充放電循環路３３，７３と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする負極側充放電循環路１３，５３と、前記正極側充放電循環路１３，３３，５３，７３の前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、前記正極側電解液容器３１，７１との間の流速を増加させる正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２と、前記負極側充放電循環路１３，３３，５３，７３の前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、前記負極側電解液容器１１，３１，５１，７１との間の流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１とを具備するものである。
そして、上記透明大径管体８６からなる筒体及び透明大径管体９２からなる筒体を収容
する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は前記電解液の収容容器である。
なお、透明循環管路９２と挿入循環管路９３は、基本的に循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと相違するものではない。
更に、上記排出管８３，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタック２０，６０に循環させるもので、前記透明大径管体５２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は前記電解液の収容容器である。
なお、透明循環管路９２と挿入循環管路９３は、基本的に循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと相違するものではない。
更に、上記排出管８３，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタック２０，６０に循環させるもので、前記透明大径管体５２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
そして、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする正極側充放電循環路及び負極側充放電循環路１１，３１，５１，７１は、前記電解液の流れが充電と放電共に単一方向であるから、前記正極側電解液容器１１，３１，５１，７１及び前記負極側電解液容器１１，３１，５１，７１、前記正極側充放電循環路３３，７３及び前記負極側充放電循環路３１，５１、前記正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１及び前記負極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２側では、レドックスフロー電池３００の充放電を制御するものではなく、外部から、例えば、ソーラーパネル３０１等からその起電力によって自然に充放電できる。
即ち、例えば、レドックスフロー電池３００等の二次電池の充電電圧が低くとも、１個のセルスタック２０，６０の電解液の流れを並列接続様に接続し、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、インバータ３０４の使用できる入力電圧を高くできるものである。
即ち、例えば、レドックスフロー電池３００等の二次電池の充電電圧が低くとも、１個のセルスタック２０，６０の電解液の流れを並列接続様に接続し、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、インバータ３０４の使用できる入力電圧を高くできるものである。
更に、インバータ３０４の入力は、レドックスフロー電池３００の充放電に関係なく、ソーラーパネル３０１等の起電力によって自然に交流に変換(変調)することができる。
前記正極側充放電循環路３３，７３の前記電解液流速を増加させる正極側液体循環ポンプ３２，７２及び前記負極側充放電循環路１３，５３の前記電解液流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，５２は、前記電解液を循環させる前記正極側充放電循環路３３，７３及び前記負極側充放電循環路１３，５３の何れかの位置に正極側液体循環ポンプ３２，７２、負極側液体循環ポンプ１２，５２を配設すればよいので設計自由度、メンテナンス自由度が高い。
前記正極側充放電循環路３３，７３の前記電解液流速を増加させる正極側液体循環ポンプ３２，７２及び前記負極側充放電循環路１３，５３の前記電解液流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，５２は、前記電解液を循環させる前記正極側充放電循環路３３，７３及び前記負極側充放電循環路１３，５３の何れかの位置に正極側液体循環ポンプ３２，７２、負極側液体循環ポンプ１２，５２を配設すればよいので設計自由度、メンテナンス自由度が高い。
本実施の形態のレドックスフロー電池３００は、前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路３３，７３及び複数の負極側充放電循環路１３，５３を前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものである。
したがって、このレドックスフロー電池３００の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路３３，７３及び複数の負極側充放電循環路１３，５３を前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものであるから、標準化が可能であり、逆に、前記正極側電解液容器１１，５１または前記負極側電解液容器１１，５１の形状及び容積は、任意のものとすることができる。
したがって、このレドックスフロー電池３００の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路３３，７３及び複数の負極側充放電循環路１３，５３を前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものであるから、標準化が可能であり、逆に、前記正極側電解液容器１１，５１または前記負極側電解液容器１１，５１の形状及び容積は、任意のものとすることができる。
本実施の形態のレドックスフロー電池は、正極側電解液容器３１，７１及び負極側電解液容器１３，５３、正極側充放電循環路３３，７３及び負極側充放電循環路１３，５３、正極側液体循環ポンプ３２，７２及び負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設けているから、単一のセルスタック２０，６０に対する液体圧力の上昇が少なくて住む。また、充放電が場所によって変化しないので、部分電流によって電極２４,２５,６４,６５が温度上昇することがない。
故に、正極側電解液容器３１，７１及び負極側電解液容器１１，５１、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び前記負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、前記正極側液体循環ポンプ３２，７２及び前記負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設け他ものである。
故に、正極側電解液容器３１，７１及び負極側電解液容器１１，５１、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び前記負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、前記正極側液体循環ポンプ３２，７２及び前記負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設け他ものである。
上記実施の形態は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃからなる充放電循環路と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路とを有する硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００にあって、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出し、前記電解液を拡散させる合成樹脂製の透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１と、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外に排出する前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した排出管とを具備する。
この発明の硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００は、４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃからなる充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなるものである。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
また、２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる。
即ち、正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃからなる充放電循環路は二次電池として正電極を形成するもので、電流を取り出す端子である。また、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路は二次電池として負電極を形成するもので、電流が流れ込む端子である。正極側及び負極側の充放電循環路１３，３３，５３，７３には、独立した正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃからなる充放電循環路と、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路が形成され、そこを流れる電解液によって起電力が生成されている。
そして、上記透明大径管体９２からなる筒体及び透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は前記電解液の収容容器である。
更に、上記排出管８１，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタックに循環させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
更に、上記排出管８１，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタックに循環させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
殊に、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の正極側の循環管路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃからなる充放電循環路は、充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の流れからなる。また、負極側の循環管路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃからなる充放電循環路は、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の流れからなる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液を循環し、前記電解液を拡散させる透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１外の管路を介してセルスタックに循環させる。
液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液を循環し、前記電解液を拡散させる透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１外の管路を介してセルスタックに循環させる。
したがって、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液を循環し、前記透明大径管体９２からなる筒体及び前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１を循環する前記電解液を拡散させる。よって、セルスタック２０に循環する前記電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が価数の異なるバナジウムとして均一に分布する。
また、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタック２０に循環する電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の起電力が安定する。
また、液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液は、２重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタック２０に循環する電解液容器１１，３１，５１，７１の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液１５，３５，５５，７５を電解液とするレドックスフロー電池３００の起電力が安定する。
上記実施の形態のレドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に収容すべく取り付けたものである。
ここで、レドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１１，３１，５１，７１は、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に収容し、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に一体化させることにより、外形を前記透明大径管体９２からなる筒体のおおきさにまとめることができる。
ここで、レドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１１，３１，５１，７１は、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に収容し、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に一体化させることにより、外形を前記透明大径管体９２からなる筒体のおおきさにまとめることができる。
このレドックスフロー電池３００の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記筒体の上部に収容すべく取り付けたものであるから、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に収容する液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２を取り付けたものであるから、前記透明大径管体９２からなる筒体の上部に液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２が収まると、前記透明大径管体９２からなる筒体に各種部品を収容でき、故障時に部品交換が透明大径管体９２からなる筒体単位で可能になる。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定するＬＥＤ照明と、その白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７は、ＬＥＤ照明は周囲の光源とするもので、白色が好ましいが、他の色彩も使用できないものではない。カラーセンサ１７は、電解液の色彩を判断するもので、明暗は当然ながら、色彩が判断れきればよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定する白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７を具備するから、レドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩をＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとでカラーセンサ１７により検出するものであるから、前記電解液の深さに影響を受けず、かつ、使用年数にも影響を受けないのでメンテナンスの必要性がない。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩を決定する白色ＬＥＤ４５からなるＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ１７を具備するから、レドックスフロー電池３００の前記電解液の色彩をＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明のもとでカラーセンサ１７により検出するものであるから、前記電解液の深さに影響を受けず、かつ、使用年数にも影響を受けないのでメンテナンスの必要性がない。
また、この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、透明大径管体９２からなる筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ１００を前記透明大径管体９２からなる筒体内に設けたものである。
ここで、フロートセンサ１００は所定の液位で動作するものであるから、２台のセンサによって動作させたり、湿度センサ、水位センサ等とすることができる。
この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、前記筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ１００を前記透明大径管体９２からなる筒体内に設けものであるから、前記透明径管体または断面四角形の管体からなる筒体で、前記フロートセンサ１００の管理ができ、その管理状態で移動が可能であるから、緩衝材等で保護する手間が省ける。
ここで、フロートセンサ１００は所定の液位で動作するものであるから、２台のセンサによって動作させたり、湿度センサ、水位センサ等とすることができる。
この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、前記筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ１００を前記透明大径管体９２からなる筒体内に設けものであるから、前記透明径管体または断面四角形の管体からなる筒体で、前記フロートセンサ１００の管理ができ、その管理状態で移動が可能であるから、緩衝材等で保護する手間が省ける。
そして、この発明のレドックスフロー電池３００は、更に、透明大径管体９２からなる筒体の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものであるから、外気温の変化に対する電解液の外気温の容積変化は、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の容積変化と相殺されるから、本来の呼吸用の空気の変化量に対してその変化が少ない。また、フィルタ８４を通過する空気量は、少ない空気量の変化となり、塵埃等を引き込むことがない。
更に、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものである。
ここで、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔は、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上面に限定されるものではなく、側面の上部位置であってもよい。また、フィルタ８４は前記電解液の吸湿性のないものが好ましく、液体をはじくことにより、液体の遮断効果を得ることができる。
更に、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔及びフィルタ８４を組付けたものである。
ここで、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上部に呼吸孔は、前記透明大径管体９２からなる筒体内の上面に限定されるものではなく、側面の上部位置であってもよい。また、フィルタ８４は前記電解液の吸湿性のないものが好ましく、液体をはじくことにより、液体の遮断効果を得ることができる。
前記電解液の液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものである。
ここで、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側とは、電解液容器１１，３１，５１，７１の上面の平面上の平面またはその裏面を意味する。前記液体循環ポンプ１２，３２の取り付けは、上平またはその下の位置とすることができ、電解液容器１１，３１，５１，７１の作業性が確保できるものであれば、何れの位置でもよい。特に、可動部分として部品交換が容易な位置であれはばよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものであるから、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上面側に配設するものであるから、メンテナンスが自在であり、その作業性を上げることができる。
ここで、電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側とは、電解液容器１１，３１，５１，７１の上面の平面上の平面またはその裏面を意味する。前記液体循環ポンプ１２，３２の取り付けは、上平またはその下の位置とすることができ、電解液容器１１，３１，５１，７１の作業性が確保できるものであれば、何れの位置でもよい。特に、可動部分として部品交換が容易な位置であれはばよい。
この発明のレドックスフロー電池３００の前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２は、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上平面側に配設したものであるから、前記電解液容器１１，３１，５１，７１の全体が形成する上面側に配設するものであるから、メンテナンスが自在であり、その作業性を上げることができる。
本実施の形態のレドックスフロー電池３００は、２個以上のセルスタック２０，６０の出力を直列接続したリード線２６Ａ、２６Ｂ、リード線２７Ａ、２７Ｂからなる出力回路と、前記セルスタック２０，６０を通過する電解液を収容する正極側電解液容器３１，７１と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液を収容する負極側電解液容器１１，５１と、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄと、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、前記正極側電解液容器３１，７１との間の流速を増加させる正極側液体循環ポンプ３２，７２と、前記負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの前記電解液を、前記セルスタック２０，６０、前記負極側電解液容器１１，５１との間の流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，５２とを具備するものである。
そして、上記透明大径管体９２からなる筒体及び透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ１２，３２から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体を収容する電解液容器１１，３１，５１，７１は前記電解液の収容容器である。
更に、上記排出管８３，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタックに循環させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
更に、上記排出管８３，８２は、前記液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器１１，３１，５１，７１内の前記電解液を前記電解液容器１１，３１，５１，７１外、即ち、管路を介してセルスタックに循環させるもので、前記透明大径管体９２からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
そして、前記セルスタック２０，６０を通過する前記電解液の流れが充電と放電共に同一方向とする正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、前記電解液の流れが充電と放電共に単一方向であるから、前記正極側電解液容器３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び前記負極側電解液容器１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び前記負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、前記正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７１及び前記負極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２側では、レドックスフロー電池３００の充放電を制御するものではなく、外部から、例えば、ソーラーパネル３０１等からその起電力によって自然に充放電できる。
即ち、例えば、レドックスフロー電池３００等の二次電池の充電電圧が低くとも、１個のセルスタック２０，６０の電解液の流れを並列接続様に接続し、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、インバータ３０４の使用できる入力電圧を高くできるものである。
即ち、例えば、レドックスフロー電池３００等の二次電池の充電電圧が低くとも、１個のセルスタック２０，６０の電解液の流れを並列接続様に接続し、その出力を直列とする二次電圧を高くすることによって、インバータ３０４の使用できる入力電圧を高くできるものである。
更に、インバータ３０４の入力は、レドックスフロー電池３００の充放電に関係なく、ソーラーパネル３０１等の起電力によって自然に交流に変換(変調)することができる。
前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの前記電解液流速を増加させる正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの前記電解液流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，５２は、前記電解液を循環させる前記正極側充放電循環路１３，３３，５３，７３及び前記負極側充放電循環路１３，５３の何れかの位置に正極側液体循環ポンプ３２，７２、負極側液体循環ポンプ１２，５２を配設すればよいので設計自由度、メンテナンス自由度が高い。
特に、レドックスフロー電池３００のセルスタック２０，６０が短くでき、流体抵抗が高くしなくても、正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの電流容量を確保できる。
前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの前記電解液流速を増加させる正極側液体循環ポンプ１２，３２，５２，７２及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの前記電解液流速を増加させる負極側液体循環ポンプ１２，５２は、前記電解液を循環させる前記正極側充放電循環路１３，３３，５３，７３及び前記負極側充放電循環路１３，５３の何れかの位置に正極側液体循環ポンプ３２，７２、負極側液体循環ポンプ１２，５２を配設すればよいので設計自由度、メンテナンス自由度が高い。
特に、レドックスフロー電池３００のセルスタック２０，６０が短くでき、流体抵抗が高くしなくても、正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの電流容量を確保できる。
本実施の形態のレドックスフロー電池３００は、正極側電解液容器３１，７１または負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路及び複数の負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものである。
したがって、このレドックスフロー電池３００の正極側電解液容器３１，７１または負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び複数の負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものであるから、標準化が可能であり、逆に、前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１の形状及び容積は、任意のものとすることができる。
したがって、このレドックスフロー電池３００の正極側電解液容器３１，７１または負極側電解液容器１１，５１は、単一の前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１に対して複数の正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び複数の負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを前記セルスタック２０，６０の隔膜を除き独立配管したものであるから、標準化が可能であり、逆に、前記正極側電解液容器３１，７１または前記負極側電解液容器１１，５１の形状及び容積は、任意のものとすることができる。
この発明のレドックスフロー電池３００の正極側電解液容器３１，７１及び前記負極側電解液容器１１，５１、正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路、前記正極側液体循環ポンプ３２，７２及び前記負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設けているから、単一のセルスタック２０，６０に対する液体圧力の上昇が少なくて住む。また、充放電が場所によって変化しないので、部分電流によって電１５極が温度上昇することがない。
故に、正極側電解液容器３１，７１及び負極側電解液容器１１，５１、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、正極側液体循環ポンプ３２，７１及び前記負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設け他ものである。
故に、正極側電解液容器３１，７１及び負極側電解液容器１１，５１、前記正極側充放電循環路３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ及び負極側充放電循環路１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、正極側液体循環ポンプ３２，７１及び前記負極側液体循環ポンプ１２，５２は、単一のセルスタック２０，６０に対して１個以上設け他ものである。
１１，３１，５１，７１ 電解液容器
１２，３２，５２，７２ 液体循環ポンプ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 循環管路
１５，３５，５５，７５ 硫酸バナジウム水溶液
３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 循環管路
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 循環管路
７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ 循環管路
１７ カラーセンサ
２０，６０ セルスタック
２１ 負極側セル路
２２ 正極側セル路
６１ 負極側セル路
６２ 正極側セル路
４４ 色彩検出部
４５ 白色ＬＥＤ
４６ 光ファイバー
５０ 電解液分配器
９２ 透明大径管体
９３ 挿入循環管路
１００ フロートセンサ
１２１ 中心移動杆
１２３ フロート
１２４ リードスイッチ
３００ レドックスフロー電池
４００ 電池収納本体
１２，３２，５２，７２ 液体循環ポンプ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 循環管路
１５，３５，５５，７５ 硫酸バナジウム水溶液
３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 循環管路
５３，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 循環管路
７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ 循環管路
１７ カラーセンサ
２０，６０ セルスタック
２１ 負極側セル路
２２ 正極側セル路
６１ 負極側セル路
６２ 正極側セル路
４４ 色彩検出部
４５ 白色ＬＥＤ
４６ 光ファイバー
５０ 電解液分配器
９２ 透明大径管体
９３ 挿入循環管路
１００ フロートセンサ
１２１ 中心移動杆
１２３ フロート
１２４ リードスイッチ
３００ レドックスフロー電池
４００ 電池収納本体
Claims (1)
- 充電により４価バナジウムを５価バナジウムに変化させる間または放電により５価バナジウムを４価バナジウムに変化させる間の前記４価バナジウム及び５価バナジウムからなる電解液の正極側の充放電循環路と、放電により３価バナジウムを２価バナジウムに変化させる間または充電により２価バナジウムを３価バナジウムに変化させる間の前記２価バナジウム及び３価バナジウムからなる電解液の負極側の充放電循環路とを具備する硫酸バナジウム水溶液を電解液とするレドックスフロー電池にあって、
前記正極側の充放電循環路に配設され前記正極側の電解液を収容する正極側電解液容器と、
前記負極側の充放電循環路に配設され前記負極側の電解液を収容する負極側電解液容器と、
前記各電解液容器に対し締め付け具により着脱自在に取付けられて前記各電解液容器内に収容され、前記電解液を循環させる液体循環ポンプから送出した前記電解液を拡散させる筒体と、
前記液体循環ポンプから送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器内の前記電解液を前記電解液容器外に排出する前記筒体に一体に並行に配設した排出管と、
を具備することを特徴とするレドックスフロー電池。
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