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レドックス・フロー電池を活用した自立型エネルギーループをご提案

温暖化対策省エネ技術・エネルギー有効利用技術電力貯蔵技術

温暖化対策省エネ技術・エネルギー有効利用技術省エネ製品

温暖化対策省エネ技術・エネルギー有効利用技術高効率照明

プライム・スター株式会社

エネルギーソリューション事業部　Energy Solutions Division

技術・サービス概要

電解液を利用し、リチウムイオン電池やNAS電池に比べ、安全性が高いレドックス・フロー電池をコンパクトに設計。分散型電源の確保を推進します。

目的

プライム・スターが考えるエネルギーコントロールイノベーション
近年、原材料高騰による電気代の高騰や戦争によるエネルギー供給不足で、エネルギー不足に対する課題への対策が重要となっています。
都心・地方を問わず、余った土地を活かして、レドックスフロー電池を用いた小型の発電所を設置。
通常時は、普段使用する電気の蓄電や、これから普及するであろうEV用の急速充電器への充電、災害時は、一般市民への避難所への電気の供給、企業のBCP対策に活用します。
レドックスフロー・フロー電池は、水を使用した安全・安心の電池、さらには小型・独立型なので、設置も簡単。
全世界に普及させることで、喫緊の課題であるエネルギー不足の解消を目指していきます。

特徴

太陽光や風力などを利用した発電システムが増加しています。発電施設の大型化が送電能力を超過、新たな大規模送電網の構築が必要になるエリアが世界中に存在します。

COP27では、災害対策や電力供給安定について自治体等が直面している課題に対する新たな解決策を提案します。
太陽光発電システムは、正午以降、徐々に発電量が低下し、夕方には1/3程度まで減少します。この時間帯は、オフィスや工場などはまだ稼働しているうえ、家庭では夕食の準備などで電気が多く使われるため、需給バランスが崩れてしまいます。この課題を解決するには、昼間に太陽光で発電した電力を蓄電しておく必要があり、電力系統安定化対策としても有効な、大容量蓄電池の導入が課題となっています。
　また、昨今気候変動の影響で巨大化しつつある台風や豪雨、地震などの自然災害の発生により、停電時に電力を確保する為、非常用電源のニーズが高まっています。

■レドックス・フロー電池とは
レドックス（redox）という用語は、還元（reduction）と酸化（oxidation）を合わせた言葉です。
レドックス・フロー電池の最大のメリットは、『安全性』です。電解液は不燃性であり、電池は常温で作動するため、過充電や過放電を抑制すれば、発火や爆発の危険性はありません。正極と負極の電解液には硫酸バナジウム水溶液を使用。両液が混ざったとしても、熱や有害なガスを発生させることなく、再生も容易。硫酸バナジウム溶液は希硫酸であるため毒性がなく、重度の火傷の心配もありません。

安全性に加え" 長寿命 " と " メンテナンスの容易さ " が特徴です。セルスタックの寿命は20年以上、電解液の充放電サイクルは無制限で、リチウムイオン電池に比較して長期運用が可能で、総合的なパフォーマンスに優れています。消耗品はイオン交換膜（IEM）と、パワーコンディショナシステム（PCS）、換気システム（INV）、循環ポンプなど一部の電気部品のみです。また、レドックス・フロー電池は、セルと電解液を分離して設置することができ、充電した電解液を密閉容器に保存することで、低コストで長期間の電力貯蔵が可能となります。

このように、レドックス・フロー電池は、安全性と寿命などにおける優位性を持っています。今回、コンパクトなサイズとし、分散設置をすることにより、大規模な送電網を新たに構築する必要がなくなります。
空港や駅などの公共施設、マンションや病院など安全性が求められる施設に最適です。

長期化する停電被害に備え、再生可能エネルギーとの親和性が高く、より安全な大型蓄電池の「レドックス・フロー電池」を太陽光発電システムと組み合わせて、ご提案いたします。

最大の特長は、正極負極に水を使った燃えない大容量蓄電池。コンテナの上部に太陽光パネルを貼り、内部にシステム一式を内包し、約300kw/hの蓄電量容量を標準とした新しい仕組みです。
今後は、300kw/hに留まらず、再生可能エネルギーを利用した地域分散型の電源システムとして活用を推進してまいります。

効果

大規模な送電網構築費用を軽減。
気候変動による台風などの自然災害発生時のBCP対策にも活用が可能。

災害時に即活用できるようにするためには身近に大きな電源が必要です。

資源エネルギー庁では、災害時のレジリエンス（強靭性）強化という方針を掲げています。
たとえば、地震や台風などで停電した際、太陽光発電で発電した電気をさまざまな機器へ送電するには、自家消費用の回路やシステムの構築も必要です。

地震や台風、その他災害発生時、1か所に大規模な電力システムを集めていると大規模停電時につながってしまいます。小規模事業用太陽光発電はさまざまな場所に設置されているため、停電時の早期復旧に役立つと考えられています。

そこで、電池容量は300KWH以上の巨大電源を基本ベースとして、地域活用要件に必要な出力10kW以上50kW未満の小規模事業用太陽光発電を含め、電源の分散という災害対策を推し進めて参ります。

電力の安定供給や地産地消および防災対策には、「安全に貯める」システムが必要です。
レドックスフロー電池はその安全性能と長寿命の2点において現在考えられる蓄電システムに比べて大きな優位性を持っています。

予算の少ない自治体には、「蓄電池のPPAモデル」（初期費用をなるべく少なくした導入モデル）を強く推進していく計画です。投資家やファンドなどの事業体に関しては、太陽光発電システムや風力発電で発電し、レドックス・フロー電池に貯めた電気を地域の企業や自治体に購入いただきRE100を実現するお手伝いを行い、また今後のEV普及に備え、EV急速充電器で売電を行って、導入の際にかかる費用のハードルを抑え、WIN-WINの関係を構築して参りたいと思います。