JPS6091831A - 電力供給装置の運転方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力供給装置の運転方法に、関し、さらに詳し
くは、夜間電力等の余剰電力を一次的に貯蔵し、有効利
用するために、発電装置に二次電池を付設した電力供給
装置の運転方法に関するものである。

従来、発電装置に組み合わせる二次電池としては、非當
用、夜間用、付加調整用等の種々の用途のうち、特に夜
間用の場合のように長時間にわたって放電し得るものが
好適であり、具体的な構成としては、電池活物質を貯蔵
槽に貯えそれを電極室（以下、電池本体と称する）に送
るような形式のものが用いられている。このような電池
は、電池活物質の供給量を変化させることにより、その
容量を変えることができるので、放電時間に比例し、て
電池本体の大きさを大きくする必要はなく、油漬物質貯
蔵装置を分離した形式の二次電池においては、例えば充
電時に負極で水素ガス等を発生するような副反応を起こ
した場合、充放電を繰り返していく毎に両極液の充電深
度に差を生し、両極液の電池活物質量のバランスが崩れ
て、充放電に好ましくない影響を与えることがある。例
えば、負極液に較べて正極液の充電深度が大きくなりす
ぎると、充放電サイクルを繰り返すすうちに充電時、正
極側の被電解物質量（電池活物質の放電状態の量）が少
なくなり、電極への被電解物質の供給量が減少し、この
ため抵抗が増加して充電時の過電圧が高くなり、結果と
して充放電におりる電圧効率の低下を招くという問題が
ある。従来、このような充電深度調整のために種々の操
作が行われているが、次のような問題点を有している。

（１）水素その他の試薬を電池活物質と直接または間接
的に反応させて充電深度の不均衡を改善する方法は、薬
剤コスト（例えば水素のコスト）が電力コストよりも大
きいこと、薬剤を常に供給しなければならず、プロセス
が複雑になること等の欠点がある。上記の間接的に反応
させる方法とは、電池の一方の極に電池活物質を導き、
他方の極に薬剤を供給して電池反応を行わせ、これによ
り電池活物質の充電深度を調整する方法である。

（２）上記の充電深度を調整する装置、例えば電解槽を
作動させるだめの電力として二次電池の出力等を用いる
方法が行われているが、電力供給効率が悪く、コスト高
になるという問題がある。

本発明の目的は、発電装置に二次電池を付設した電力供
給装置において、二次電池の電池活物質の充電深度の不
均衡を改善し、過電圧の上昇等を防止するとともに、該
充電深度調整に用する電力コストを可及的に少なくした
電力供給装置の運転方法を提供することにある。

本発明は、発電装置と該発電装置で発電された電力を一
時的に貯蔵する二次電池とを有し、該二次電池は、正極
および負極の活物質が共に電池本体外の貯蔵槽に貯えら
れ、必要に応じて電池本体に供給して使用する電力供給
装置の運転方法において、該発電装置の発電時の電力に
より、前記正極活物質またはくおよび）負極活物質をそ
れぞれ電解還元または（および）電解酸化し、該二次電
池の両電池活物質の充電深度を所定の値に調整すること
を特徴とするものである。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明における典型的な電力供給装置のブロ
ック図である。発電装置１と負荷６とを結ぶ電力供給系
統には、二次電池２を経由する系統１０と、二次電池を
経由せずに直接負荷６に供給する系統１１の二通りがあ
り、二次電池２を経由する場合には、交流−直流変換器
４、二次電池２および直流−交流変換器５を経て負荷６
に電力が供給されるようになっている。上記変換器４お
よび５は、図面では別々に示されているが実際には一つ
の装置にまとめられる場合が一般的である。

また発電装置１が直流電力を出力する場合は、変換器４
は不要であり、さらに負荷６が直流電力でもよいときは
変換器５は不要になる。該二次電池２には電池活物質の
充電深度を調整する装置３が設けられ、この充電深度調
整装置３に要する電力は、発電装置１の発電時に交流−
直流変換器４を経て調整装置３に供給されるようになっ
ている。

この場合、充電深度調整装置３は二次電池２とは独立し
て構成されているが、二次電池の一部として構成しても
よく、従って電池本体２をそのまま調整装置３として用
いてもよい。本発明装置の運転においては、変換器４か
ら調整装置３への電力供給は、発電装置１の作動時（電
力供給時）のみに行われ、電池活物質の充電深度を夜間
等の安価な電力を使用して調整することにより、負荷６
への電力供給を効率的に行なうようにしている。

本発明において、発電装置および二次電池はそれぞれ一
基のみならず、複数基を設けることができる。例えば発
電装置が太陽光電池である場合、負荷供給用と電池活物
質充電深度調整用の二つに分離した太陽光電池を用いる
ことができる。これは、太陽光電池以外に火力、水力、
原子力、風力等を利用した発電装置についても同様であ
る。

上述のような運転方法によれば、下記のような効果が達
成される。

（１）発電装置の発電時のみ電力を貯蔵し、またこれを
充電深度調整用の電力として利用することにより、電池
活物質の充電深度調整に要する電力が安価になり、総合
蓄電効率（充放電エネルギ効率）が上昇し、電力有効利
用の向上を図ることができる。特に断続的に電力が供給
される太陽光、風力、波力等を利用した発電装置の場合
に有利となる。また、二次電池の正極活物質および負極
活物質の充電深度を調整することにより、放電電気量が
充電深度の小さい活物質量によって限定されることなく
、充分な出力が放電させることができる。

（２）充電深度を調整装置の電力として二次電池出力等
を用いる運転法と比較して、電力供給システムの初期コ
ストの上昇はあるものの、電力供給効率が大きく向上す
るため、長期的な電力供給コストを著しく低減すること
ができる。なお、充電深度調整装置を電池本体と兼用す
る場合には装置コスト面で有利になる。

以下、本発明の具体的実施例を述べる。

実施例に 二次電池の正極および負極の活物質として、２モル／ｐ
塩化鉄と２モル／ｌ塩化クロムの混合水溶液を用い、正
極として厚さ１隨の炭素フェルト、負極として厚さ１龍
の非晶質化した鉛フェルト、また両極室を分離する隔膜
として塩化ビニル樹脂性多孔質膜、および複極式仕切板
として塩化ビニル樹脂結着炭素を用い、これらを積層さ
せて二次電池を構成した。充電深度の調整は負極活物質
の電解還元によって行い、その装置としては、単セルの
電解槽において、負極側は上記二次電池と同様の構成と
し、正極側は白金担持チタン網状電極とし、また正極液
としては０．１規定硫酸を用い、さらに隔膜としては陽
イオン交換膜を使用したものを用いた。

上記二次電池を１６時間充放電させたところ、その充放
電エネルギー効率は充電深度調整装置の稼動に要する電
力を除外して計算すると、直流入力と直流出力間として
８０％であった。次に充電深度調整装置の電力消費を考
慮すると、本発明における直流入力と直流出力間のエネ
ルギー効率は７２％であった。比較として充電深度調整
装置を二次電力の出力で稼動させた時の直流入力と直流
出力間の効率は７０％であった。

実施例２ 二次電池の負極活物質として６規定塩酸酸性１モル／ｌ
塩化クロム水熔液、正極活物質として６規定塩酸酸性１
モル／Ｅ塩化鉄水溶液を用い、負極として厚さ１鰭の炭
素フェルト、隔膜として陽イオン交換膜を用いる以外は
、実施例１と同様にして二次電池を構成した。この場合
は、電池本体によりて充電深度の調整を行なうために、
充電深度調整装置は外部には設けられなかった。また上
記二次電池では、充電時に負極での副反応により、正極
活物質が負極活物質より過充電状態にあり、該負極活物
質を充分な充電状態まで充電しようとしても、正極活物
質側の被充電態の濃度が不足するので、該正極側に対す
る充電を続行し、正極反応の副反応として塩素ガス発生
反応を行なわせた。

この正極活物質の塩素ガス発生反応を発電操作の発電時
に行った場合（実施例２）と電池本体の外部に充電深度
調整装置を設け、二次電池の出力を利用して、正極活物
質から塩素ガスを発生させた場合（比較例１）、正極活
物質の電解還元を作った場合（比較例２）、負極活物質
の電解還元を行った場合（比較例３）の直流入力と直流
小流間の充放電エネルギー効率はそれぞれ下表の通りで
あった。

以下余白 第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる電力供給装置の典型例を示す図
である。 １・・・発電装置、２・・・二次電池、３・・・充電深
度調整装置、４・・・交流−直流変換器、５・・・直流
−交流変換器、６・・・負荷。 代理人　弁理士　川　北　武　長 手続補正書 昭和５９年　３月３１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願　第１９７５６３号２、発明の
名称　電力供給装置の運転方法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都中央区築地５丁目６番４号４、代理人　
〒１０３ 住　所　東京都中央区日本橋茅場町−丁目１１番８号（
１）明細書第２頁第２行の「付加調整用等の」を「負荷
調整用（ロードレベリング）等の１に改める。 （２）明細書第２頁第８行の「供給量」をｒ貯蔵量」に
改める。 （３）明細書第２頁第１９行の「繰り返すすうちに」を
「繰り返すうちに」に改める。 （４）明細書第５頁第７行の「発電装置１が」の後に「
光電池のように１を加入する。 （５）明細書第６頁第１行の［調整することにより、」
の後に「また、逆に太陽光発電システムの場合では、半
導体光電池の出力が最大となる晴天の正午頃の過剰電力
を利用して調整することにより、Ｊを加入する。 （６）明細書第７頁第１０行の「コスト面で」を「コス
ト面でもＪに改める。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発電装置と該発電装置で発電された電力を一時的
   に貯蔵する二次電池とを有し、該二次電池は、正極およ
   び負極の活物質が共に電池本体外の貯蔵槽に貯えられ、
   必要に応じて電池本体に供給して使用する電力供給装置
   の運転方法において、該発電装置の発電時の電力により
   、前記正極活物質または（および）負極活物質をそれぞ
   れ電解還元または（および）電解酸化し、該二次電池の
   両電池活物質の充電深度を所定の値に調整することを特
   徴とする電力供給装置の運転方法。