JPS6169339A - 複合電池構造 - Google Patents
複合電池構造Info
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- JPS6169339A JPS6169339A JP59191172A JP19117284A JPS6169339A JP S6169339 A JPS6169339 A JP S6169339A JP 59191172 A JP59191172 A JP 59191172A JP 19117284 A JP19117284 A JP 19117284A JP S6169339 A JPS6169339 A JP S6169339A
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- Japan
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- battery
- cell
- solar cell
- redox flow
- cells
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、太陽電池と、太陽電池より得られる出力電
力を貯蔵するための蓄電池とを有する複合電池構造の改
良に関する。
力を貯蔵するための蓄電池とを有する複合電池構造の改
良に関する。
従来の技術
太陽電池から得られる電力を有効に利用するために、従
来Ｊ：す、太陽電池と、電力貯蔵用蓄電池とを組合わせ
た複合電池構造が提案されている。
来Ｊ：す、太陽電池と、電力貯蔵用蓄電池とを組合わせ
た複合電池構造が提案されている。
従来のこの種の複合電池構造では、たとえば蓄電池とし
て鉛蓄電池などが用いられている。
て鉛蓄電池などが用いられている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、鉛蓄電池などの従来の蓄電池を用いた複
合電池構造では、太陽電池の出力を有効に利用すること
はできなかった。以下、この理由を説明する。
合電池構造では、太陽電池の出力を有効に利用すること
はできなかった。以下、この理由を説明する。
第２図は、太陽電池の出力電流−出力電圧１４性を示す
図である。ここで、曲線△１．Ａ２おＪ：びＡ、は、そ
れぞれ、入射光ｍが次第に減少した場合の特性曲線を示
す。この特性曲線Ａ＋＋Δ２およびＡ８から明らかなよ
うに、太陽電池の出ツノ特性は、入射光間の減少により
刻々と変化するものである。今、動作点をＰｏと仮定す
ると、その際に１７られる電力損は、斜線でハツチング
された部分の面積で表わされる。したがって、最大電力
ｍを１ｑるには、最適動作点Ｐ、で動作さけな（）れば
ならない。
図である。ここで、曲線△１．Ａ２おＪ：びＡ、は、そ
れぞれ、入射光ｍが次第に減少した場合の特性曲線を示
す。この特性曲線Ａ＋＋Δ２およびＡ８から明らかなよ
うに、太陽電池の出ツノ特性は、入射光間の減少により
刻々と変化するものである。今、動作点をＰｏと仮定す
ると、その際に１７られる電力損は、斜線でハツチング
された部分の面積で表わされる。したがって、最大電力
ｍを１ｑるには、最適動作点Ｐ、で動作さけな（）れば
ならない。
しかしながら、蓄電池と太陽電池とを組合わμた複合電
池１Ｍ造では、太陽電池の動作点は、蓄電池側で決定さ
れるものである。、イｒぜならば、蓄電池の充電電圧は
、各蓄電池の種類により成る程度定められている固有の
値であるからである。それゆえに、たどえば入用光■△
、の際の４ｊｉ性曲線において、Ｐ、がＹＳＮの動作点
であることがわかっていても、組合わける蓄電池の充電
電圧からの制約により、このＪ：うな最適動作点で動作
させることは事実」−不可０ヒであった。
池１Ｍ造では、太陽電池の動作点は、蓄電池側で決定さ
れるものである。、イｒぜならば、蓄電池の充電電圧は
、各蓄電池の種類により成る程度定められている固有の
値であるからである。それゆえに、たどえば入用光■△
、の際の４ｊｉ性曲線において、Ｐ、がＹＳＮの動作点
であることがわかっていても、組合わける蓄電池の充電
電圧からの制約により、このＪ：うな最適動作点で動作
させることは事実」−不可０ヒであった。
また、たとえ当初に最適動作点に設定し１９たしても、
第３図に開放電圧、短絡電流−入用光特性を示ＪＪ：う
に、ならびに第４図に周囲温度が変化した場合の出力電
流−出力電圧特性を示すように、日射量あるいは温度の
変化に伴い、最適動作点は刻々とずれるものでｄうる。
第３図に開放電圧、短絡電流−入用光特性を示ＪＪ：う
に、ならびに第４図に周囲温度が変化した場合の出力電
流−出力電圧特性を示すように、日射量あるいは温度の
変化に伴い、最適動作点は刻々とずれるものでｄうる。
それゆえに、従来の鉛蓄電池等の蓄電池と、太陽電池ど
を相合わＩした複合電池構造では、太陽電−□
池の出ノフをｆｆ効に利用して充電を行なうことは不
可能であった。
を相合わＩした複合電池構造では、太陽電−□
池の出ノフをｆｆ効に利用して充電を行なうことは不
可能であった。
この発明の目的は、上）ホの問題点を解潤し、最１ｉ２
Ｊ ａｈ ｆｆ点にて太陽電池の出ノＪ電力を効率良く
充電づ−ることか常に可能な、複合電池構造を提ｆＪｔ
づ゛ることにある。
Ｊ ａｈ ｆｆ点にて太陽電池の出ノＪ電力を効率良く
充電づ−ることか常に可能な、複合電池構造を提ｆＪｔ
づ゛ることにある。
問題点を解決するための手段
この発明は、上記したような太陽電池と蓄電池とからな
る複合電池構造において、該蓄電池が、２以上のセルを
有するレドックス・フロー電池からなり、かつ太陽電池
の動作電圧に応じて、レドックス・フロー電池の各セル
の入力端子を断続づる端子切換機構を右づ−ることを特
徴とづ−る、複合電池構造である。
る複合電池構造において、該蓄電池が、２以上のセルを
有するレドックス・フロー電池からなり、かつ太陽電池
の動作電圧に応じて、レドックス・フロー電池の各セル
の入力端子を断続づる端子切換機構を右づ−ることを特
徴とづ−る、複合電池構造である。
作用
この発明では、レドックス・フロー電池の各セルの入力
端子を断続する端子切換機４１４にＪ：す、セル端子電
圧が可変とされる。づ−なわち、太陽電池の出力電力に
応じで、端子切換機構によりレドックス・フロー電池の
セル数の増減を図ることが可能とされている。
端子を断続する端子切換機４１４にＪ：す、セル端子電
圧が可変とされる。づ−なわち、太陽電池の出力電力に
応じで、端子切換機構によりレドックス・フロー電池の
セル数の増減を図ることが可能とされている。
実施例
第１図は、この発明の一実施例の概略栴成図である。第
１図を参照して、この発明の複合電池構）告は、太陽電
池１と、レドックス・フロー電池とを組合わせた横）告
を有する。ここで用いられるレドックス・フロー電池は
複数の流通型電解セルからなるセル構造２を有し、該セ
ル構造２に対して、正極液タンク３おにび負極液タンク
４から、ポンプＰ １＋ Ｐ ２を介して正極液および
負極液が供給されるＪ：うに構成されている。このレド
ックス・フ１］−電池どしては、従来から公知の構造、
たとえば２タンク方式あるいは４タンク方式と呼ばれる
にうなレドックス・フ［１−電池を用いることができる
。
１図を参照して、この発明の複合電池構）告は、太陽電
池１と、レドックス・フロー電池とを組合わせた横）告
を有する。ここで用いられるレドックス・フロー電池は
複数の流通型電解セルからなるセル構造２を有し、該セ
ル構造２に対して、正極液タンク３おにび負極液タンク
４から、ポンプＰ １＋ Ｐ ２を介して正極液および
負極液が供給されるＪ：うに構成されている。このレド
ックス・フ１］−電池どしては、従来から公知の構造、
たとえば２タンク方式あるいは４タンク方式と呼ばれる
にうなレドックス・フ［１−電池を用いることができる
。
この発明では、このレドックス・フロー電池のセル（１
４造２と、太陽電池１との間に、レドックス・フロー電
池の各セルの入力端子５ａ、５ｂ、５Ｃを断続する端子
切換機構６が設けられている。
４造２と、太陽電池１との間に、レドックス・フロー電
池の各セルの入力端子５ａ、５ｂ、５Ｃを断続する端子
切換機構６が設けられている。
該端子切換機構６は、太陽電池の動作電圧に応じて、セ
ル構造２の各セルの入力端子を断続するものであり、そ
れによって太陽電池の動作電圧の値に応じて、接続され
るセルの数を選択し得るように構成されている。
ル構造２の各セルの入力端子を断続するものであり、そ
れによって太陽電池の動作電圧の値に応じて、接続され
るセルの数を選択し得るように構成されている。
同様に、セル構造２の各セルの出力端子７ａ。
７１＞、７Ｃ側においても、端子切換機ｆｆ！ ８が設
（−］られている。端端子切換機構は、負荷９の大きさ
に応じた出力をレドックス・フロー電池Ｊ：り取出すた
めに設けられているものである。
（−］られている。端端子切換機構は、負荷９の大きさ
に応じた出力をレドックス・フロー電池Ｊ：り取出すた
めに設けられているものである。
この実施例では、上述のように、レドックス・フロー電
池の複数のセルからなるセル構造２の入力端子５ａ、５
ｂ、５０が、端子切換機構６にＪ：り太陽電池の動作電
圧に応じて断続し得るように構成されているため、レド
ックス・フロー電池の入力端子電圧を可変することが可
能であり、すなわち太陽電池の出力電力の値に応じて接
続されるセルの数を可変することができるので、常に刻
々と変わる太陽電池最適動作点において充電動作を行な
うことが可能である。
池の複数のセルからなるセル構造２の入力端子５ａ、５
ｂ、５０が、端子切換機構６にＪ：り太陽電池の動作電
圧に応じて断続し得るように構成されているため、レド
ックス・フロー電池の入力端子電圧を可変することが可
能であり、すなわち太陽電池の出力電力の値に応じて接
続されるセルの数を可変することができるので、常に刻
々と変わる太陽電池最適動作点において充電動作を行な
うことが可能である。
また、出力側においても端子切換機ｌ１１ｓ８を有する
ため、負荷９の値に応じて、接続されるべきセルの数を
可変とすることができ、したがって充電された電力を有
効に利用し得ることができる。
ため、負荷９の値に応じて、接続されるべきセルの数を
可変とすることができ、したがって充電された電力を有
効に利用し得ることができる。
６一
さらに、第３図の特性図において、斜線でハツチングさ
れた部分は、入射光仔が少ないときに太陽電池のセル電
圧が低下し、蓄電池の充電電圧以下となつＩ、：場合に
充電不可能となる領域を示すものであるが、従来の蓄電
池では、このような太陽電池のセル電圧の低下により、
比較的速く蓄電池充電電圧以下どなり、充電が不可能で
あったが、この発明のレドックス・フロー電池では、上
述の端子切換機構６により接続されるセルの数を減少さ
せれば、充電電圧を減少ざ口ることが可能であり、した
がって入射光量が比較的少ない場合であっても常に効果
的に充電し得ることがわかる。
れた部分は、入射光仔が少ないときに太陽電池のセル電
圧が低下し、蓄電池の充電電圧以下となつＩ、：場合に
充電不可能となる領域を示すものであるが、従来の蓄電
池では、このような太陽電池のセル電圧の低下により、
比較的速く蓄電池充電電圧以下どなり、充電が不可能で
あったが、この発明のレドックス・フロー電池では、上
述の端子切換機構６により接続されるセルの数を減少さ
せれば、充電電圧を減少ざ口ることが可能であり、した
がって入射光量が比較的少ない場合であっても常に効果
的に充電し得ることがわかる。
同様に、太陽電池の出力を日射量の増減および温度変化
にかかわらず最大限に利用し得るため、装置全体の構造
もまた、従来の鉛蓄電池等を用いた複合電池構造に比べ
て小さくなることがわかる。
にかかわらず最大限に利用し得るため、装置全体の構造
もまた、従来の鉛蓄電池等を用いた複合電池構造に比べ
て小さくなることがわかる。
従来のす１）蓄電池等においても、セルの入力端子、・
切換えを可能とすれば、上記のようイ１効果が
生じ１ｑるど考えられるかもしれない。しかしながら、
従来の鉛蓄電池等では、たとえ入力端子切換機構を設置
Ｊだとしても、各セル内の電極活物質が相Ｕに分離され
ている。したがって、各セルの充電状態にばらつきが生
じ、上記のような効果ＩＩＩ： 午じない。
切換えを可能とすれば、上記のようイ１効果が
生じ１ｑるど考えられるかもしれない。しかしながら、
従来の鉛蓄電池等では、たとえ入力端子切換機構を設置
Ｊだとしても、各セル内の電極活物質が相Ｕに分離され
ている。したがって、各セルの充電状態にばらつきが生
じ、上記のような効果ＩＩＩ： 午じない。
これに対して、この発明の場合には、レドックス・フロ
ー電池にお（Ｊる電極活物質は、各はルとは別に、正極
液タンク３あるいは負極液タンク４に収納されており、
づなわら複数のけルの電極活物質はすべて共通にされて
いる。それゆえに、未／ご充電されていないセルにＪ−
３いても、該セルに供給される電極液の活物質′ａ度は
、既に充′ｔ′Ｆｉ動作が行なわれたセルにおＣ）る活
物貿澗度と等しくされている。したがって、上記のよう
な効果を生じるのである。
ー電池にお（Ｊる電極活物質は、各はルとは別に、正極
液タンク３あるいは負極液タンク４に収納されており、
づなわら複数のけルの電極活物質はすべて共通にされて
いる。それゆえに、未／ご充電されていないセルにＪ−
３いても、該セルに供給される電極液の活物質′ａ度は
、既に充′ｔ′Ｆｉ動作が行なわれたセルにおＣ）る活
物貿澗度と等しくされている。したがって、上記のよう
な効果を生じるのである。
次に、上述の説明が正しいものであることを示すために
、従来の一定セル数の蓄電池を用いた複合電池構造と、
上記実施例のセル数可変構造を右Ｊるレドックス・フロ
ー電池を用いた複合電池構造とを比較する。
、従来の一定セル数の蓄電池を用いた複合電池構造と、
上記実施例のセル数可変構造を右Ｊるレドックス・フロ
ー電池を用いた複合電池構造とを比較する。
まず、蓄電池充電電圧変化による最適動作点のずれにＸ
（づき、太ＩＩｇ電池出力の変化を計算すると、一般に
蓄電池の充電電圧は充電動作に伴い２０％程度変化する
。この変化を考慮して、第２図の特性曲線をもとに、充
電電力損を８１算づると、最適動作点での充電電力ｍに
比べて、充電電圧の２０％程度の変化により、充電電力
損は６〜７％Ｐｉ１度減少することがわかる。この発明
では、最適動作点が、」二）ホのＪ：うにずれないため
、このような６〜７％程度の充電電力量の減少は生じな
い。
（づき、太ＩＩｇ電池出力の変化を計算すると、一般に
蓄電池の充電電圧は充電動作に伴い２０％程度変化する
。この変化を考慮して、第２図の特性曲線をもとに、充
電電力損を８１算づると、最適動作点での充電電力ｍに
比べて、充電電圧の２０％程度の変化により、充電電力
損は６〜７％Ｐｉ１度減少することがわかる。この発明
では、最適動作点が、」二）ホのＪ：うにずれないため
、このような６〜７％程度の充電電力量の減少は生じな
い。
次（こ、従来の蓄電池を用いた複合電池構造では、第３
図に示した特性から明らかなように、入射光量の減少に
より、太陽電池の出力電圧が低下した場合、充電不可能
となる電力量は斜線でハツチングして示づ゛ように全体
の約５％程度存在する。これが、この発明の複合電池Ｉ
ｆｌＳ造によれば、上）本のように太陽電池の出力電圧
が低下したとしても、セル数を減少させることにより、
充電可能となり、したがって充電不可能となる電力量は
極めて少なくなる。
図に示した特性から明らかなように、入射光量の減少に
より、太陽電池の出力電圧が低下した場合、充電不可能
となる電力量は斜線でハツチングして示づ゛ように全体
の約５％程度存在する。これが、この発明の複合電池Ｉ
ｆｌＳ造によれば、上）本のように太陽電池の出力電圧
が低下したとしても、セル数を減少させることにより、
充電可能となり、したがって充電不可能となる電力量は
極めて少なくなる。
さらに、太陽電池の温度変化の面から考察すると、第４
図から明らかなように、常福１（約２７℃とする。）か
ら、５０〜７０℃稈度Ｊ、で変化ｌノた場合、最適の充
電電力量に比べ、実際の充電電力損は、８５％程度ノ）
臼ろ４５％稈度：ｌＸＴ減少１ｊる。
図から明らかなように、常福１（約２７℃とする。）か
ら、５０〜７０℃稈度Ｊ、で変化ｌノた場合、最適の充
電電力量に比べ、実際の充電電力損は、８５％程度ノ）
臼ろ４５％稈度：ｌＸＴ減少１ｊる。
これに対して、この発明の複合電池構造では、太陽電池
の出力電圧の変化に応じて、レドックス・フロー電池の
セル数を増減し１ｑるので、太陽電池より得られる出力
電力を無駄なく充電づ−ることが可能であり、このよう
な充電電力ｍの減少を避ＬＪることかできる。
の出力電圧の変化に応じて、レドックス・フロー電池の
セル数を増減し１ｑるので、太陽電池より得られる出力
電力を無駄なく充電づ−ることが可能であり、このよう
な充電電力ｍの減少を避ＬＪることかできる。
発明の効果
以上のように、この発明にＪ：れば、蓄電池が、２以上
のセルを有するレドックス・フロー電池からなり、かつ
太陽電池の動作電圧に応じてレドックス・フロー電池の
各セルの入力０ｉ；子をＩＵる端子切換機構を有するた
め、太陽電池の出力電圧に応じて、太陽電池に接続され
るレドックス・フロー電池のセル数を可変とすることが
でき、したがって常に最適動作点において太陽電池のｌ
ｊ力電ノｊを最大限に利用することが可能となる。Ｊ、
た、日用■が減少し、太陽電池の出力電圧が低下したど
しても、レドックス・フロー電池のセル数を減少さ迂る
ことにより、常に充電動作を行なうことが可能となる。
のセルを有するレドックス・フロー電池からなり、かつ
太陽電池の動作電圧に応じてレドックス・フロー電池の
各セルの入力０ｉ；子をＩＵる端子切換機構を有するた
め、太陽電池の出力電圧に応じて、太陽電池に接続され
るレドックス・フロー電池のセル数を可変とすることが
でき、したがって常に最適動作点において太陽電池のｌ
ｊ力電ノｊを最大限に利用することが可能となる。Ｊ、
た、日用■が減少し、太陽電池の出力電圧が低下したど
しても、レドックス・フロー電池のセル数を減少さ迂る
ことにより、常に充電動作を行なうことが可能となる。
さらに、このＪ：うに太陽電池の出力を最大限に利用し
１ワるため、システム全体を小型にすることも可能とな
る。
１ワるため、システム全体を小型にすることも可能とな
る。
第１図は、この発明の一実施例の概略構成図である。第
２図ないし第４図は、太陽電池の出力特性を示す図であ
り、第２図は入射光量の変化による出力電流−出力電圧
特性曲線の変化を示し、第３図は入射光ｍと開放電圧お
よび短絡電流との関係を示し、第４図は温度が変化した
場合の出力電流−出力電圧特性を示ず図である。 図において、１は太陽電池、２はレドックス・フロー電
池のセル構造、５ａ、５ｂ、５０はレドックス・フ［］
−電池の各セルの入力Ｑ子、６は端子切換機！にを示す
。
２図ないし第４図は、太陽電池の出力特性を示す図であ
り、第２図は入射光量の変化による出力電流−出力電圧
特性曲線の変化を示し、第３図は入射光ｍと開放電圧お
よび短絡電流との関係を示し、第４図は温度が変化した
場合の出力電流−出力電圧特性を示ず図である。 図において、１は太陽電池、２はレドックス・フロー電
池のセル構造、５ａ、５ｂ、５０はレドックス・フ［］
−電池の各セルの入力Ｑ子、６は端子切換機！にを示す
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 太陽電池と蓄電池とからなる複合電池構造において、 前記蓄電池が、２以上のセルを有するレドックス・フロ
ー電池からなり、かつ 前記太陽電池の動作電圧に応じて、前記レドックス・フ
ロー電池の各セルの入力端子を断続する端子切換機構を
有することを特徴とする、複合電池構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191172A JPS6169339A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 複合電池構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191172A JPS6169339A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 複合電池構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6169339A true JPS6169339A (ja) | 1986-04-09 |
Family
ID=16270094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59191172A Pending JPS6169339A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 複合電池構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6169339A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005006478A1 (ja) * | 2003-06-05 | 2005-01-20 | Sony Corporation | 燃料電池および電圧供給方法 |
| JP2005510194A (ja) * | 2001-11-16 | 2005-04-14 | スクワレル・ホールディングス・リミテッド | 電圧及び周波数が変更可能な電源からのエネルギーの蓄積及び／または変換装置 |
| JP2018029047A (ja) * | 2016-08-20 | 2018-02-22 | 株式会社浅野 | 活物質再生型燃料電池インターフェース及び活物質再生型燃料電池システム |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP59191172A patent/JPS6169339A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005510194A (ja) * | 2001-11-16 | 2005-04-14 | スクワレル・ホールディングス・リミテッド | 電圧及び周波数が変更可能な電源からのエネルギーの蓄積及び／または変換装置 |
| WO2005006478A1 (ja) * | 2003-06-05 | 2005-01-20 | Sony Corporation | 燃料電池および電圧供給方法 |
| US7901822B2 (en) | 2003-06-05 | 2011-03-08 | Sony Corporation | Fuel cell and voltage supply method |
| JP2018029047A (ja) * | 2016-08-20 | 2018-02-22 | 株式会社浅野 | 活物質再生型燃料電池インターフェース及び活物質再生型燃料電池システム |
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