TWI787244B - 氧化還原液流電池系統及氧化還原液流電池系統之運轉方法 - Google Patents

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Abstract

一種氧化還原液流電池系統，具備：在與電力系統之間進行充放電的胞、貯留被供給至前述胞的電解液之液槽、在前述胞與前述液槽之間使前述電解液循環的循環泵、以及被配置於前述胞與前述電力系統之間的電力變換器，以及藉著控制前述電力變換器的動作來控制前述胞的充放電的充放電控制部之氧化還原液流電池系統，其特徵為：前述充放電控制部，檢測到前述電力系統的停電時，以把殘存於前述胞內的前述電解液之電力供給至前述循環泵的方式，控制前述電力變換器。

Description

氧化還原液流電池系統及氧化還原液流電池系統之運轉方法
本發明係關於氧化還原液流電池系統，及氧化還原液流電池之運轉方法。
於專利文獻1，揭示了具備：在與電力系統之間進行充放電的胞、貯留被供給至胞的電解液之液槽、在胞與液槽之間使電解液循環的循環泵、以及被配置於胞與電力系統之間的電力變換器(交流/直流變換器)之氧化還原液流電池系統。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2012-164530號公報
[發明所欲解決之課題]
氧化還原液流電池系統，即使應用了瞬間壓降對策等，在電力系統停電時也無法自行對電力系統放電。這是因為在氧化還原液流電池系統，使電解液循環於胞內的循環泵停止的話，將無法繼續進行充放電的緣故。作為其對策，在專利文獻1，設有在電力系統停電時驅動循環泵之不斷電電源裝置(Uninterruptible Power Supply: UPS)。但是，要提供使循環泵運作的電力之UPS因應於氧化還原液流電池的電池容量而大型化，會有設置空間需要很大的問題，或是設置成本偏高的問題。
在此本發明的目的之一在於提供在電力系統停電時能夠自行對電力系統放電之氧化還原液流電池系統。此外，本發明之目的在於提供於電力系統停電時可以自行使氧化還原液流電池系統再啟動之氧化還原液流電池系統之運轉方法。 [供解決課題之手段]
本發明之氧化還原液流電池系統，係具備： 　　在與電力系統之間進行充放電的胞、 　　貯留被供給至前述胞的電解液之液槽、 　　在前述胞與前述液槽之間使前述電解液循環的循環泵、及 　　被配置於前述胞與前述電力系統之間的電力變換器，以及 　　藉著控制前述電力變換器的動作來控制前述胞的充放電的充放電控制部之氧化還原液流電池系統，其特徵為： 　　前述充放電控制部，檢測到前述電力系統的停電時，以把殘存於前述胞內的前述電解液之電力供給至前述循環泵的方式，控制前述電力變換器。
本發明之氧化還原液流電池系統之運轉方法， 　　係以循環泵使電解液循環至胞，同時以充放電控制部使中介於前述胞與電力系統之間的電力變換器動作，在前述胞與前述電力系統之間進行充放電之氧化還原液流電池系統之運轉方法，其特徵為： 　　前述電力系統停電時，前述充放電控制部，以殘存於前述胞內的前述電解液之電力使前述電力變換器再啟動，中介著前述電力變換器把前述電力供給至前述循環泵而使往前述胞內之前述電解液的循環再開始，以進行從前述胞往前述電力系統之放電。 [發明之效果]
根據本發明之氧化還原液流電池系統，可以在電力系統停電時自行使循環泵運作。
根據本發明之氧化還原液流電池系統之運轉方法，於電力系統停電時可以自行使氧化還原液流電池系統再啟動。
[本發明的實施形態之說明] 　　首先，列記並說明本發明之實施形態之內容。
＜1＞ 相關於實施型態之氧化還原液流電池系統，係具備： 　　在與電力系統之間進行充放電的胞、 　　貯留被供給至前述胞的電解液之液槽、 　　在前述胞與前述液槽之間使前述電解液循環的循環泵、及 　　被配置於前述胞與前述電力系統之間的電力變換器，以及 　　藉著控制前述電力變換器的動作來控制前述胞的充放電的充放電控制部之氧化還原液流電池系統，其特徵為： 　　前述充放電控制部，檢測到前述電力系統的停電時，以把殘存於前述胞內的前述電解液之電力供給至前述循環泵的方式，控制前述電力變換器。
根據前述構成，於電力系統停電時，可以利用殘存於胞內的電解液的電力使循環泵動作。可以使循環泵動作的話，可以取出貯留於液槽內的電解液的電力，可以藉該電力使循環泵的動作繼續下去。結果，可以把液槽內的電解液的電力放電至電力系統。如此，相關於實施型態之氧化還原液流電池系統，可以自行放電至電力系統。
在電力系統停電時能夠自行放電的實施型態之氧化還原液流電池系統，不需要UPS。因為不需要UPS，例如可以得到以下的效果。 　　[1] 沒有必要確保設置UPS的空間，所以氧化還原液流電池系統的設置場所的自由度很高。 　　[2] 在利用作為UPS設置空間之空間設置更大型的液槽，可以謀求氧化還原液流電池系統的電池容量之提高。 　　[3] 可以減少設置USP的麻煩，可以削減成本。
＜2＞ 作為相關於實施型態之氧化還原液流電池系統之一型態，可以舉出 　　具備設於從前述循環泵朝向前述胞的導管之閥， 　　前述充放電控制部，在停止前述電解液的循環時，閉鎖前述閥而使前述電解液殘存於前述胞內的型態。
在氧化還原液流電池系統，亦有在其運用時使循環泵停止，停止往胞之電解液的循環。此時，藉著閉鎖從循環泵朝向胞的導管之閥，使電解液預先殘存於胞內。藉著如此，即使循環泵停止中發生電力系統的停電，也因為電解液殘存於胞內，相關於實施型態之氧化還原液流電池系統可以自行放電至電力系統。
＜3＞ 作為相關於實施型態之氧化還原液流電池系統之一型態，可以舉出 　　前述液槽，被配置在貯留於其內部的前述電解液的液面比前述胞的上端更高的位置之型態。
藉著前述構成，即使循環泵停止中發生電力系統的停電，也因為電解液殘存於胞內，相關於實施型態之氧化還原液流電池系統可以自行放電至電力系統。因為液槽內的電解液的液面被配置在比胞的上端更高的位置，所以即使循環泵停止也能夠藉著重力成為電解液殘存於胞內的狀態。
＜4＞ 相關於實施型態之氧化還原液流電池系統之運轉方法， 　　係以循環泵使電解液循環至胞，同時以充放電控制部使中介於前述胞與電力系統之間的電力變換器動作，在前述胞與前述電力系統之間進行充放電之氧化還原液流電池系統之運轉方法， 　　前述電力系統停電時，前述充放電控制部，以殘存於前述胞內的前述電解液之電力使前述電力變換器再啟動，中介著前述電力變換器把前述電力供給至前述循環泵而使往前述胞內之前述電解液的循環再開始，以進行從前述胞往前述電力系統之放電。
根據前述之氧化還原液流電池系統之運轉方法，可以自行使氧化還原液流電池系統對電力系統放電。這是因為在電力系統停電時，利用殘存於胞內的電解液的電力使循環泵動作的緣故。可以使循環泵動作的話，可以取出貯留於液槽內的電解液的電力，可以藉該電力使循環泵的動作繼續下去。
＜5＞ 作為相關於實施型態之氧化還原液流電池系統的運轉方法之一型態， 　　可以舉出前述電力系統未停電時，以使前述胞內之前述電解液之電力，不低於供使根據前述循環泵進行之前述電解液的循環再度開始所必要的電力的方式來進行前述胞的充放電之型態。
於電力系統未停電時，藉著以使殘存於胞內的電解液的電力不低於使循環泵再啟動所必要的電力的方式進行胞的充放電，在電力系統停電時可以確實地使循環泵動作。
[本發明的實施形態之詳細內容] 　　以下，說明本發明之氧化還原液流電池系統及其運轉方法之實施型態。又，本發明並不限定於這些實施型態所示的構成，而是藉由申請專利範圍所示的，包含與申請專利範圍均等之意義以及在該範圍內的所有的變更。
＜實施型態1＞ 　　在說明相關於實施型態之氧化還原液流電池系統之前，根據圖1～圖3說明氧化還原液流電池(以下簡稱為RF電池)的基本構成。
《RF電池》 　　RF電池1，是電解液循環型蓄電池之一，被利用於太陽光發電或風力發電等新能源的蓄電。基於圖1說明此RF電池1的動作原理。RF電池1，是利用包含於正極用電解液的活性物質離子之氧化還原電位，與包含於負極用電解液的活性物質離子的氧化還原電位之差而進行充放電的電池。RF電池1，透過電力變換器30，連接於電力系統9的變電設備90，與電力系統9之間進行充放電。本例之電力系統9是進行交流送電的電力系統，電力變換器30為交流/直流變換器。電力系統亦可為進行直流送電的電力系統，在此場合，電力變換器為直流/直流變換器。另一方面，RF電池1，具備以使氫離子透過的隔膜101分離為正極胞102與負極胞103的胞100。
於正極胞102內藏正極電極104，且貯留正極電解液的正極電解液用液槽106透過導管108,110連接著。於導管108設有循環泵112，被構成藉由這些構件106,108, 110,112使正極用電解液循環之正極用循環機構100P。同樣地，於負極胞103內藏負極電極105，且貯留負極用電解液的負極電解液用液槽107透過導管109,111連接著。於導管109設有循環泵113，被構成藉由這些構件107,109,111,113使負極用電解液循環之負極用循環機構100N。被貯留於各液槽106,107的電解液，在充放電時藉由循環泵112,113循環於胞102,103內。不進行充放電的場合，循環泵112,113停止，電解液不循環。
[電池堆] 　　前述胞100，通常如圖2、圖3所示那樣，被形成於稱為電池堆200的構造體的內部。電池堆200，由其兩側以二枚端板210,220挾入被稱為次電池堆200s(圖3)的層積構造物，以夾緊機構230夾緊而構成(在圖3所例示的構成，使用複數之次電池堆200s)。
次電池堆200s(圖3)，具備把胞框架2、正極電極104、隔膜101、及負極電極105反覆層積，將該層積體以供排板190,190(參照圖3之下圖，在圖2省略)挾入的構成。
胞框架2，具有：具貫通窗的框體22，與塞住貫通窗的雙極板21。總之，框體22，由其外周側支撐雙極板21。這樣的胞框架2，例如，可以藉著把框體22一體成形於雙極板21的外周部而製作。此外，準備薄壁地形成貫通窗外周緣部的框體22，以及與框體22為另行製作的雙極板21，藉著把雙極板21的外周部嵌入框體22的薄壁部，製作胞框架2亦可。於此胞框架2的雙極板21的一面側，以正極電極104接觸的方式被配置，於雙極板21的另一面側，以負極電極105接觸的方式被配置。在此構成，於被嵌入鄰接的各胞框架2的雙極板21之間被形成一個胞100。
透過圖3所示的供排板190,190之往胞100的電解液的流通，是透過被形成於胞框架2的供液歧管123,124，及排液歧管125,126來進行的。正極用電解液，由供液歧管123透過被形成於胞框架2的一面側(紙面表側)的入口狹縫(參照以實線表示的彎曲路)供給至正極電極104，中介著被形成於胞框架2的上部的出口狹縫(參照以實線表示的彎曲路)往排液歧管125排出。同樣地，負極用電解液，由供液歧管124透過被形成於胞框架2的另一面側(紙面背側)的入口狹縫(參照以虛線表示的彎曲路)供給至負極電極105，中介著被形成於胞框架2的上部的出口狹縫(參照以虛線表示的彎曲路)往排液歧管126排出。於各胞框架2間，被配置O環或平墊片等環狀的密封構件127，抑制電解液由次電池堆200s洩漏。
《RF電池系統》 　　依循以上說明之RF電池1的基本構成，根據圖4說明相關於實施型態的RF電池系統α。在圖4簡化顯示胞100的構成，可認為具備與圖3同樣的構成。此外，在圖4模式顯示胞100的電解液8，但在胞100內，並沒有混合正極電解液8P(參照正極電解液用液槽106內)，與負極電解液8N(參照負極電解液用液槽107內)。
本例之RF電池系統α，具備RF電池1，與藉著控制電力變換器30的動作來控制胞100的充放電之充放電控制部3。本例之充放電控制部3，連接至電力變換器30。充放電控制部3，亦可被夠成為總是由胞100供給電力，亦可被夠成為在電力系統9之未停電時由電力系統9供給電力，在電力系統9停電時由胞100供給電力。RF電池1之胞100，如使用圖1所說明的，與電力系統9之間進行充放電。此外，RF電池1之液槽106(107)貯留被供給至胞100的電解液8P(8N)。RF電池1之循環泵112(113)，透過導管108,110(109,111)在胞100與液槽106(107)之間使電解液8P(8N)循環。
本例之RF電池系統α，進而具備對循環泵112(113)供給電力的泵配線4，設於導管108(109)的閥5A(5B)，與對閥5A,5B供給電力之閥配線5。在此，本例之循環泵112,113或閥5A,5B係利用以交流進行動作者。電力系統9為直流送電系統的話，循環泵112,113或閥5A,5B利用以直流進行動作者。
[泵配線] 　　對循環泵112,113供給電力的泵配線4，由電力變換器30延伸到循環泵112,113。與圖示之例不同，泵配線4，由電力變換器30與電力系統9之間分歧而延伸到循環泵112,113亦可。藉著採用這樣的構成，於電力系統9之未停電時，能夠以來自電力系統9的電力使循環泵112,113動作，在電力系統9停電時，能夠利用殘留於胞100內的電解液8之電力使循環泵112,113動作。被供給至循環泵112,113的電力量，藉由充放電控制部3控制。本例之循環泵112,113的動作訊號，如細線箭頭所示，由充放電控制部3發出。動作訊號是切換循環泵112,113的ON/OFF的訊號。
[閥] 　　閥5A設於導管108的途中，調整由正極電解液用液槽106往胞100之正極電解液8P的供給量。同樣地，閥5B設於導管109的途中，調整由負極電解液用液槽107往胞100之負極電解液8N的供給量。閥5A,5B，可以利用以馬達驅動的電動閥，或以螺線管驅動的電磁閥。
[閥配線] 　　對閥5A,5B供給電力的閥配線5，由電力變換器30延伸到閥5A,5B。與圖示之例不同，閥配線5，由電力變換器30與電力系統9之間分歧而延伸到閥5A,5B亦可。藉著採用這樣的構成，於電力系統9之未停電時，能夠以來自電力系統9的電力使閥5A,5B動作，在電力系統9停電時，能夠利用殘留於胞100內的電解液8之電力使閥5A,5B動作。本例之閥5A,5B的動作訊號，如細線箭頭所示，由充放電控制部3發出。動作訊號是切換閥5A,5B的ON/OFF的訊號。
《RF電池系統之運轉方法》 　　具備前述構成之RF電池系統α，如下所述地運轉。
[通常運轉時] 　　RF電池系統α之通常運轉時(未停電時)，RF電池系統α之充放電控制部3，進行以未圖示的監視胞來監視胞100內的電解液8之電壓等，以使胞100內的電解液8P,8N的電力不低於供使根據循環泵112,113之電解液8P,8N的循環再度開始所必要的電力的方式來控制胞100的充放電。
此外，RF電池系統α之通常運轉時，亦有使循環泵112,113停止，停止往胞100之電解液8P,8N的循環的情形。作為停止循環泵112,113的狀況，例如可以舉出RF電池1被充分充電的場合等。在本例，停止電解液8P,8N的循環時，RF電池系統α的充放電控制部3，閉鎖閥5A,5B而使電解液8殘存於胞100內。
[電力系統停電時] 　　電力系統9停電時，RF電池系統α的充放電控制部3，利用殘存於胞100內的電解液8的電力，使循環泵112,113動作，使液槽106,107內的電解液8P,8N的電力放電至電力系統9。
具體而言，充放電控制部3，根據電力系統9的電壓變化感測電力系統9的停電。感測到電力系統9的停電時，充放電控制部3，在閥5A,5B被開放的場合使閥5A,5B閉鎖而使電解液8殘存於胞100內之後，以停電時專用模式進行再啟動。充放電控制部3之再啟動的電力，係以殘存於胞100內的電解液8的電力來進行的。
以停電時專用模式啟動的充放電控制部3，產生使循環泵112,113動作之最適當的頻率之交流電力，使循環泵112,113動作，同時開放閥5A,5B。循環泵112,113一旦動起來，液槽106,107內的電解液8P,8N被送入胞100，電解液8P,8N的電力也可以取出，所以能夠繼續循環泵112,113以及閥5A,5B的動作。結果，可以把液槽106,107內的電解液8P,8N的電力放電至電力系統9。
《效果》 　　如前所述，根據本例之RF電池系統α與其運轉方法，在電力系統9停電時能夠自行放電所以RF電池系統α不需要UPS。因為不需要UPS，可以得到以下的效果。 　　[1] 沒有必要確保設置UPS的空間，所以RF電池系統α的設置場所的自由度很高。 　　[2] 在利用作為UPS設置空間之空間設置更大型的液槽106,107，可以謀求RF電池系統α的電池容量之提高。 　　[3] 可以減少設置USP的麻煩，可以削減成本。
＜實施型態2＞ 　　在實施型態2，根據圖5說明與實施型態1相較，使電解液8殘存於胞100內的構成為不同的RF電池系統β。於實施型態1，針對同一構成賦予與圖4相同的符號而省略其說明。
《概略構成》 　　在圖5所示之實施型態2的構成，以使液槽106,107的電解液8P,8N之液面比胞100的上端更高的方式配置液槽106,107。在此，所謂胞100的上端，是圖2,3所示的電極104,105配置的空間的上端。藉著採前述構成，不管循環泵112,113的動作/停止，都可以是電解液8殘存於胞100內的狀態。
《RF電池系統之運轉方法》 [通常運轉時] 　　RF電池系統β之通常運轉時，RF電池系統β之充放電控制部3，也進行以未圖示的監視胞來監視胞100內的電解液8之電壓等，以使胞100內的電解液8P,8N的電力不低於供使根據循環泵112,113之電解液8P,8N的循環再度開始所必要的電力的方式來控制胞100的充放電。
此外，RF電池系統β之通常運轉時，亦有使循環泵112,113停止，停止往胞100之電解液8P,8N的循環的場合，僅藉著停止循環泵112,113可以使電解液8殘存於胞100內。這是因為如前所述，液槽106,107的電解液8P,8N的液面，位於比胞100的上端更高的位置的緣故。
[電力系統停電時] 　　電力系統9停電時，RF電池系統β的充放電控制部3，與實施型態1的構成同樣，利用殘存於胞100內的電解液8的電力，使循環泵112,113動作，使液槽106,107內的電解液8P,8N的電力放電至電力系統9。
具體而言，充放電控制部3，由電力系統9的電壓的降低來感測電力系統9的停電。感測到電力系統9的停電時，充放電控制部3，以停電時專用模式進行再啟動。充放電控制部3之再啟動的電力，係以殘存於胞100內的電解液8的電力來進行的。以停電時專用模式啟動的充放電控制部3，產生使循環泵112,113動作之最適當的頻率之交流電力，使循環泵112,113動作。循環泵112,113動起來的話，電解液8P,8N的電力也可以取出，所以能夠繼續循環泵112,113的動作。結果，可以把液槽106,107內的電解液8P,8N的電力放電至電力系統9。
《效果》 　　藉由本例的構成，也不需要UPS的緣故，可以得到與實施型態1同樣的效果。此外，本例的構成，因為是不需要實施型態1的閥5A,5B(參照圖4)與其控制之簡單的構成，所以容易構築，維修性優異。
＜用途＞ 　　實施型態之RF電池系統α,β，對於太陽光發電、風力發電等新能源的發電，可以利用做為以系統發電輸出變動之安定化、發電電力在剩餘時之蓄電、負荷平準化等目的之蓄電池系統。此外，本實施型態之RF電池系統α,β，被併設於一般的發電所，也可以利用作為以瞬間壓降/停電對策或負荷平準化為目的之大容量的蓄電池系統。
α、β‧‧‧氧化還原液流電池系統(RF電池系統)1‧‧‧氧化還原液流電池(RF電池)2‧‧‧胞框架21‧‧‧雙極板22‧‧‧框體3‧‧‧充放電控制部30‧‧‧電力變換器(交流/直流變換器)4‧‧‧泵配線5‧‧‧閥配線5A、5B‧‧‧閥8、8P、8N‧‧‧電解液9‧‧‧電力系統90‧‧‧變電設備100‧‧‧胞100P‧‧‧正極用循環機構100N‧‧‧負極用循環機構101‧‧‧隔膜102‧‧‧正極胞103‧‧‧負極胞104‧‧‧正極電極105‧‧‧負極電極106‧‧‧正極電解液用液槽107‧‧‧負極電解液用液槽108、109、110、111‧‧‧導管112、113‧‧‧循環泵123、124‧‧‧供液歧管125、126‧‧‧排液歧管127‧‧‧環狀密封構件190‧‧‧供排板200‧‧‧電池堆200s‧‧‧次電池堆210、220‧‧‧端板230‧‧‧夾緊機構
圖1係說明氧化還原液流電池的動作原理圖。 　　圖2係氧化還原液流電池的概略構成圖。 　　圖3係電池堆的概略構成圖。 　　圖4係相關於實施形態1之氧化還原液流電池系統的概略圖。 　　圖5係相關於實施形態2之氧化還原液流電池系統的概略圖。
1‧‧‧氧化還原液流電池(RF電池)
3‧‧‧充放電控制部
4‧‧‧泵配線
5‧‧‧閥配線
5A、5B‧‧‧閥
8、8P、8N‧‧‧電解液
9‧‧‧電力系統
30‧‧‧電力變換器(交流/直流變換器)
90‧‧‧變電設備
100‧‧‧胞
106‧‧‧正極電解液用液槽
107‧‧‧負極電解液用液槽
108、109、110、111‧‧‧導管
112、113‧‧‧循環泵
α‧‧‧氧化還原液流電池系統(RF電池系統)

Claims (5)

  1. 一種氧化還原液流電池系統，係具備：在與電力系統之間進行充放電的胞、貯留被供給至前述胞的電解液之液槽、在前述胞與前述液槽之間使前述電解液循環的循環泵、被配置於前述胞與前述電力系統之間的電力變換器，以及藉著控制前述電力變換器的動作來控制前述胞的充放電的充放電控制部之氧化還原液流電池系統，其特徵為：前述充放電控制部，檢測到前述電力系統的停電時，以把殘存於前述胞內的前述電解液之電力供給至前述循環泵的方式，控制前述電力變換器；前述氧化還原液流電池系統，進而具備被設置於從前述循環泵朝向前述胞的導管之閥，前述充放電控制部，在停止前述電解液的循環時，閉鎖前述閥而使前述電解液殘存於前述胞內。
  2. 一種氧化還原液流電池系統，係具備：在與電力系統之間進行充放電的胞、貯留被供給至前述胞的電解液之液槽、在前述胞與前述液槽之間使前述電解液循環的循環泵、以及 被配置於前述胞與前述電力系統之間的電力變換器，以及藉著控制前述電力變換器的動作來控制前述胞的充放電的充放電控制部之氧化還原液流電池系統，其特徵為：前述充放電控制部，檢測到前述電力系統的停電時，以把殘存於前述胞內的前述電解液之電力供給至前述循環泵的方式，控制前述電力變換器；前述液槽，被配置在貯留於其內部的前述電解液的液面比前述胞的上端更高的位置。
  3. 一種氧化還原液流電池系統之運轉方法，係以循環泵使電解液循環至胞，同時以充放電控制部使中介於前述胞與電力系統之間的電力變換器動作，在前述胞與前述電力系統之間進行充放電，其特徵為：前述電力系統停電時，前述充放電控制部，以殘存於前述胞內的前述電解液之電力使前述電力變換器再啟動，中介著前述電力變換器把前述電力供給至前述循環泵而使往前述胞內之前述電解液的循環再開始，以進行從前述胞往前述電力系統之放電；前述氧化還原液流電池系統，進而具備被設置於從前述循環泵朝向前述胞的導管之閥，前述充放電控制部，在停止前述電解液的循環時，閉鎖前述閥而使前述電解液殘存於前述胞內。
  4. 一種氧化還原液流電池系統之運轉方法，係以循環泵使電解液循環至胞，同時以充放電控制部使中介於前述胞與電力系統之間的電力變換器動作，在前述胞與前述電力系統之間進行充放電，其特徵為：前述電力系統停電時，前述充放電控制部，以殘存於前述胞內的前述電解液之電力使前述電力變換器再啟動，中介著前述電力變換器把前述電力供給至前述循環泵而使往前述胞內之前述電解液的循環再開始，以進行從前述胞往前述電力系統之放電；前述氧化還原液流電池系統，進而具備貯留被供給至前述胞的電解液之液槽，前述液槽，被配置在貯留於其內部的前述電解液的液面比前述胞的上端更高的位置。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之氧化還原液流電池系統之運轉方法，其中前述電力系統未停電時，以使前述胞內之前述電解液之電力，不低於供使根據前述循環泵進行之前述電解液的循環再度開始所必要的電力的方式來進行前述胞的充放電。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156266A (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6235461A (ja) 1985-08-07 1987-02-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 電解液循環型２次電池
JP2002175822A (ja) * 2000-12-07 2002-06-21 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池およびその運転方法
JP2002329522A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 二次電池およびその運転方法
JP2004055174A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 間歇型レドックスフロー電池の運転方法
JP2006012425A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池の運転方法
JP5768997B2 (ja) 2011-02-07 2015-08-26 住友電気工業株式会社 電解液流通型電池
US20140193724A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Ashlawn Energy, LLC Gravity feed flow battery system and method
CN103928697B (zh) * 2014-04-29 2016-03-30 大连融科储能技术发展有限公司 一种具有紧急备用电源功能的液流电池系统
CN103985893B (zh) * 2014-06-01 2017-01-11 广东金光高科股份有限公司 锂离子液流电池的液流泵间歇工作自动控制器
JP2016103386A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社日立製作所 レドックスフロー電池用電解液及びそれを用いたレドックスフロー電池
US20180013156A1 (en) 2015-01-23 2018-01-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Redox flow battery
JP6403009B2 (ja) 2015-02-09 2018-10-10 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法
KR20160115477A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 (주)오버넷 레독스 플로우 전지
JP2017120659A (ja) 2017-03-14 2017-07-06 サターン ライセンシング エルエルシーＳａｔｕｒｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ ＬＬＣ 広告システムおよび広告方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156266A (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池の運転方法

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