再生可能エネルギーの発電は、常に需要を満たしているわけではありません。 これは、太陽が照っていないときや風が吹いていないときに、消費者がエネルギーを使いたいと思うかもしれないという単純な理由によるものです。 この発電量と需要量のバランスをとるために、電池を使うことができます。 電池は、エネルギーが発生したときに充電し、エネルギーが必要なときに放電することができます。
電池は、単にエネルギーの発生と需要のバランスをとるだけでなく、多くのことを行うことができます。 バッテリーは、バックアップ・サービス、合成イナーシャの生成、非同期電力の同期電力への変換など、広範なグリッド・アプリケーションを支援することができます。 これらはすべて、電力網の信頼できる運用に不可欠なサービスです。
では、バッテリーはどのように機能するのでしょうか。
- 正極、
- 負極、および
- 電極を分離する電解液です。
異なる電極と電解液は異なる化学反応を起こし、電池がどう機能するかに影響します。 このため、市場や開発中の電池は実に多様です。
- サイズ、
- 蓄電容量、
- 応答速度、
- 充電速度、
- 寿命、
- 安全性、
- コスト、
- リサイクル性などが、電池特性の種類と特徴です。
バナジウム・レドックス電池（VRB）は、商業市場に登場した最新の電池の1つです。 特に蓄電容量が非常に大きいので有望視されています。 また、環境面でも期待されている。 VRBは廃棄物を出さず、寿命も長い。 VRBの中の化学物質は交換する必要がなく、無限に使い続けることができます。 交換が必要なのはVRBの筐体とハードウェアのみです。 また、寿命が長いということは、VRBが他の選択肢よりも低コストで済む可能性があることを意味する。
VRBは、膜で仕切られた正と負のチャンバーを備えている。 正極室には正電極があり、負極室には負電極がある。 バナジウム電解質は両室を循環する。 – 正極室には正のバナジウム電解質または種が、負極室には負のバナジウム電解質または種が循環しています。 両室は貯蔵タンクに接続されており、大量のバナジウム電解液をポンプで送り込み、両室を循環させることができる。
VRBが充電・放電されるとき、バナジウム種は同時に酸化と還元を起こし、膜を通して電子を移動させる。 この酸化還元反応は酸化還元反応と呼ばれる。 還元反応では電子を獲得する。 酸化は電子を失う。 充電時には、プラス室の電解液が酸化され、マイナス室の電解液が還元される。
この充電酸化還元反応を利用して、発電時に電気を蓄え、放電時に電気を供給することができる。 VRBの充放電効率は75～80％です。
バナジウム・レドックス電池の図
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