ES2397101T3 - Batería redox de vanadio que incorpora múltiples depósitos de electrolitos - Google Patents

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Matthew Albert Maclennan Harper
Andy Klassen
Timothy David John Hennessy
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Abstract

Batería de flujo redox de vanadio (100) que presenta un modo de volumen bajo y un modo de volumen completo,que comprende: un módulo de sistema (405), que comprende: un primer depósito de anólito (52), un primer depósito de católito (62), y una célula (10), que comprende un compartimiento negativo (14) en comunicación fluídica con dicho primerdepósito de anólito y un compartimiento positivo (22) en comunicación fluídica con dicho primer depósito decatólito; un segundo depósito de anólito (54) en comunicación fluídica con dicho primer depósito de anólito; yun segundo depósito de católito (64) dispuesto en comunicación fluídica con dicho primer depósito de católito,en la que, en el modo de volumen bajo, la batería de flujo redox de vanadio está configurada para aislarfluídicamente el contenido de dicho segundo depósito de anólito con respecto a dicho primer depósito de anólito y adicho compartimiento negativo, y para aislar fluídicamente el contenido de dicho segundo depósito de católito conrespecto a dicho primer depósito de católito y a dicho compartimiento positivo; y en la que, en el modo de volumen completo, la batería de flujo redox de vanadio está configurada para:hacer circular el contenido de dicho segundo depósito de anólito y de dicho primer depósito de anólito a través deuna primera conexión de fluido de dicho segundo depósito de anólito hasta dicho primer depósito de anólito, y através de una segunda conexión de fluido de dicho segundo depósito de anólito hasta dicho compartimientonegativo, mientras que el anólito fluye desde dicho compartimiento negativo hacia el interior de dicho segundodepósito de anólito, y hacer circular el contenido de dicho segundo depósito de católito y de dicho primer depósito de católito a travésde una primera conexión de fluido de dicho segundo depósito de católito hasta dicho primer depósito de católito;y a través de una segunda conexión de fluido de dicho segundo depósito de católito hasta dicho compartimientopositivo, mientras que el católito fluye desde dicho compartimiento positivo hacia el interior de dicho segundodepósito de católito.

Description

Bateria redox de vanadio que incorpora multiples depositos de electrolitos.
5 Campo tecnico La presente invencion se refiere a sistemas y procedimientos para proporcionar una bateria de flujo redox de vanadio que pueda presentar un funcionamiento eficiente y una capacidad modular de expansion, de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas. La tecnica anterior representativa incluye el documento JP-9283169-A (Sumitomo et al.). Breve descripcion de los dibujos
15 Los distintos aspectos y ventajas de la invencion se describen a titulo de ejemplo en la descripcion siguiente de varias formas de realizacion y de los dibujos adjuntos. Se debera entender que los dibujos adjuntos solo muestran las formas de realizacion tipicas y, como tales, no se deberan considerar limitativas del alcance de las reivindicaciones. Las formas de realizacion se describiran y explicaran con precision y detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de una forma de realizacion de un sistema de almacenaje de energia de bateria redox de vanadio segun las ensefanzas de la presente invencion; la figura 2 es un diagrama de bloques de una forma de realizacion de un sistema de almacenaje de energia de
25 bateria redox de vanadio segun las ensefanzas de la presente invencion; la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de procesado para modificar la capacidad de un sistema de almacenaje de energia de bateria redox de vanadio segun las ensefanzas de la presente invencion; la figura 4 es una representacion de una forma de realizacion de un sistema de almacenaje de energia de bateria de flujo redox de vanadio segun las ensefanzas de la presente invencion; y la figura 5 es una forma de realizacion de un mecanismo de tapa que se podria utilizar para permitir el uso de un contenedor intermedio para materiales a granel como un segundo deposito de electrolito en la presente
35 invencion. Descripcion detallada de las formas de realizacion preferidas Los sistemas de almacenaje de energia como las baterias recargables son una parte importante de los sistemas de energia electrica, particularmente los sistemas de energia electrica suministrados por generadores de turbina eolica, celulas fotovoltaicas, o similares. Los sistemas de almacenaje de energia tambien se pueden utilizar en: permitir aplicaciones en el arbitraje de energia, la compra-venta de energia durante las horas valle; sistemas de alimentacion ininterrumpida (SAl); proporcionar energia de reserva; o aplicaciones de calidad de energia en conjuncion con una fuente de energia principal.
45 Los sistemas de almacenaje de energia de bateria de flujo redox de vanadio (en adelante denominados "VRB-ESS") son ideales para su uso en estas aplicaciones debido a que pueden responder con rapidez a cargas cambiantes (tal como se requiere en los SAl y en las aplicaciones de calidad de energia), y se pueden configurar de manera que presenten una gran capacidad (tal como se necesita en las aplicaciones de fuente de energia principal). En la patente US n° 4.786.567 de Skyllas-Kazacos et al. se describe una bateria redox toda de vanadio. Un VRB-ESS tipicamente genera energia electrica haciendo pasar soluciones electroliticas de anolito y catolito a traves de una o mas celulas. Un VRB-ESS puede incluir cualquier cantidad y configuracion de celulas dependiendo de las demandas de energia instantanea del sistema. De forma similar, un VRB-ESS puede presentar varias
55 cantidades de solucion de electrolito disponibles dependiendo de las necesidades de capacidad energetica del sistema. La cantidad y la zona transversal de las celulas en el VRB-ESS puede determinar la cantidad de energia instantanea que el VRB-ESS es capaz de producir, y el volumen de soluciones electroliticas de anolito y catolito disponible para el VRB-ESS puede definir su capacidad de almacenaje y produccion de energia. Un VRB-ESS provisto de una pila de celulas se describe en la patente US n° 6.475.661 de Pellegri et al. Cuando actua como un SAl, o cualquier otra aplicacion de baja capacidad, seria deseable reducir la cantidad de solucion electrolitica que circula a traves del VRB-ESS. Esto es para minimizar perdidas de energia en el electrolito debidas a la autodescarga de electrolito y para reducir la perdida de energia para bombear la solucion de electrolito a traves del sistema. Sin embargo, en aplicaciones de alta capacidad (es decir, aplicaciones de energia principales),
65 puede resultar necesario incrementar la capacidad de almacenaje de energia del VRB-ESS proporcionando una solucion de electrolito adicional al VRB-ESS a traves de depositos de electrolito mayores. Ademas, incluso en una
aplicacion de SAl de capacidad baja, dicho VRB-ESS puede requerir una capacidad de energia adicional en el caso de un fallo en la fuente de energia principal.
lncluso dentro de estos modos de baja capacidad y alta capacidad, varias aplicaciones de VRB-ESS pueden presentar necesidades de capacidad muy divergentes. Por ejemplo, un VRB-ESS utilizado como un SAl para una sola planta de un edificio de oficinas puede requerir significativamente menos capacidad que un VRB-ESS utilizado como un SAl para la totalidad del edificio o grupo de edificios. Asi, resulta dificil producir un VRB-ESS provisto de depositos de electrolito que puedan proporcionar de forma eficiente dichos requisitos de capacidad altamente variables. Esto es particularmente cierto en aplicaciones de SAl en las que resulta mas eficiente hacer funcionar el VRB-ESS utilizando un suministro de electrolito limitado, pero podria resultar necesario proporcionar una gran cantidad de electrolito por la posibilidad de un fallo a largo plazo en la fuente de energia principal.
La necesidad de atender requisitos de capacidad variables puede forzar a que los clientes utilicen un VRB-ESS que posea una capacidad significativamente mayor de lo necesario, lo que tiene como resultado un funcionamiento de baja eficiencia. De forma similar, un cliente limitado por un espacio restringido puede precisar comprar depositos de electrolito con un tamafo personalizado, lo que incrementa significativamente el coste del sistema. Ademas, incluso en aplicaciones de SAl con una capacidad muy elevada, es preferible hacer funcionar el VRB-ESS con tan poco electrolito como sea posible durante la operacion de espera, para mejorar la eficiencia y mantener la carga del electrolito no utilizado en caso de fallo en la fuente de energia principal.
El transporte y la instalacion de un VRB-ESS pueden requerir mucho tiempo y pueden resultar peligrosos para el usuario final. Las soluciones electroliticas utilizadas en los sistemas VRB-ESS se han clasificado por las Naciones Unidas (ONU) y el Departamento de transporte de los Estados Unidos (DoT) como materiales peligrosos. Como tal, las soluciones anolita y catolita utilizadas en los VRB-ESS se deben transportar hasta el lugar de instalacion del usuario final en un contenedor aprobado. Estos contenedores generalmente se denominan en la tecnica como contenedores intermedios para materiales a granel (en adelante denominados como lBC). Dichos contenedores generalmente deben estar certificados para su uso con materiales peligrosos. Los lBC deben estar certificados para el transportede liquidos peligrosos de acuerdocon las regulaciones del DoTy/o de la ONU.Los procedimientosde certificacion para los lBC pueden resultar rigurosos, tipicamente requieren muchos meses de trabajo y cientos de horas de ensayos. La totalidad de los contenedores lBC se debe probar y certificar, incluyendo cualquier mecanismo de tapa en dicho lBC.
Debido a que las soluciones de electrolito de los VRB-ESS pueden suponer un riesgo sustancial para la salud al usuario final, seria deseable minimizar el contacto directo de dicho usuario final con el electrolito. En la mayoria de sistemas VRB-ESS, las soluciones de anolito y catolito se deben transferir desde el lBC utilizado para el transporte al deposito VRB-ESS. Esta transferencia puede resultar peligrosa para el usuario final y suponer el riesgo de permitir que el material potencialmente peligroso se derrame en el entorno. Sin embargo, dicha transferencia puede resultar necesaria debido a que el VRB-ESS puede no ser capaz de utilizar soluciones electroliticas albergadas en un contenedor lBC estandar. Ademas, la transferencia puede resultar necesaria debido a que el mecanismo de tapa de transporte certificado en el lBC no puede crear un sello aceptable para permitir el flujo seguro y fiable del electrolito hacia y desde el lBC.
La presente invencion da a conocer un sistema y un procedimiento para corregir muchos de dichos problemas. Se describe un VRB-ESS capaz de incorporar modularmente depositos de electrolito adicionales para incrementar la capacidad energetica del sistema. El VRB-ESS de la presente invencion funciona de manera eficiente utilizando un primer volumen de solucion de electrolito, al mismo tiempo que se mantiene un segundo volumen de solucion de electrolito para el VRB-ESS cuando se requiera una capacidad adicional. Ademas, el VRB-ESS de la presente invencion puede incorporar contenedores industriales lBC estandar, obviando la necesidad de transferencia de fluidos peligrosos, incrementando la seguridad y la flexibilidad de dichos VRB-ESS.
La figura 1 es un diagrama de bloques de una forma de realizacion de un VRB-ESS 100 que incorpora las ensefanzas de la presente invencion. El VRB-ESS segun la forma de realizacion 100 puede incluir una o mas celulas 10. Cada celula 10 puede comprender un electrodo negativo 12 dispuesto en el compartimiento negativo 14 y un electrodo positivo 20 dispuesto en el compartimiento positivo 22. Los electrodos adecuados incluyen cualquier cantidad de componentes conocidos en la tecnica y pueden incluir electrodos fabricados de acuerdo con las ensefanzas de la patente US n° 5.665.212 de Zhong et al.
El compartimiento negativo 14 puede incluir una solucion anolita 16 en comunicacion electrica con el electrodo negativo 12. Dicha solucion anolita 16 puede ser un electrolito, que contenga iones de redox en un estado reducido y que se oxidizan durante el proceso de descarga de la celula 10, o en un estado oxidizado y que se reducen durante el proceso de carga de la celula 10, o que sean una mezcla de iones reducidos e iones para su reduccion.
A titulo de ejemplo, en los VRB-ESS 100 la reaccion redox de carga-descarga que tiene lugar en el electrodo negativo 12 en una solucion anolita 16 se puede representar mediante la ecuacion 1.1:
↔ Ec. 1.1
El compartimiento positivo 22 puede contener una solucion catolita 24 en comunicacion electrica con el electrodo positivo 20. Dicha solucion catolita 24 puede ser un electrolito que contenga iones de redox especificos que se encuentren en un estado oxidizado y que se deberan reducir durante el proceso de descarga de una celula 10, o se encuentren en un estado reducido y se vayan a oxidizar durante el proceso de carga de la celula 10, o que sean una mezcla de dichos iones oxidizados e iones que se van a oxidizar. A titulo de ejemplo, la reaccion redox de cargadescarga que tiene lugar en el electrodo positivo 20 en la solucion catolita 24 se puede representar mediante la ecuacion 1.2:
↔ Ec. 1.2
La solucion anolita 16 y la solucion catolita 24 se pueden preparar de acuerdo con las ensefanzas de las patentes US n° 4.786.567, n° 6.143.443, n° 6.468.688 y n° 6.562.514 o mediante otros procedimientos conocidos en la tecnica.
Cada celula 10 puede incluir una membrana conductora ionicamente 11 dispuesta entre el compartimiento positivo 22 y el compartimiento negativo 14 de la celula 10. Dicha membrana 11 puede estar en contacto fluido con la solucion catolita 24 y la solucion anolita 16, para proporcionar una comunicacion ionica entre las mismas. La membrana 11 puede servir como una membrana de intercambio de protones. Dicha membrana 11 se puede formar como una membrana de anion o una membrana de cation y puede incluir un material de carbono que puede estar perfluorinatado.
La solucion anolita 16 se puede alojar en un primer deposito de anolito 52. Dicho deposito de anolito 52 puede estar realizado como un tanque, una camara, un lBC, u otro contenedor que pueda alojar una solucion anolita conocido en la tecnica. El primer deposito de anolito 52 puede estar en comunicacion fluidica con el compartimiento negativo 14 a traves de una conexion de suministro de anolito 30 y la primera conexion de retorno de anolito 32. En la forma de realizacion 100, la solucion de anolito alojada en el primer deposito de anolito 52 puede fluir en el compartimiento negativo 14 de la celula 10 a traves de la primera conexion de suministro de anolito 30, y puede fluir al exterior del compartimiento negativo 14 de la celula 10 hacia el primer deposito de anolito 52 a traves de la primera conexion de retorno de anolito 32. La primera conexion de suministro de anolito 30 y la primera conexion de retorno de anolito 32 pueden comprender cualquier tipo de conducto de fluido conocido en la tecnica capaz de contener una solucion anolita.
La solucion catolita 24 se puede alojar en un primer deposito de catolito 62. Dicho deposito de catolito 62 puede estar realizado como un tanque, una camara, un lBC, u otro contenedor que pueda alojar una solucion catolita conocido en la tecnica. El primer deposito de catolito 62 puede estar en comunicacion fluidica con el compartimiento positivo 22 a traves de una primera conexion de suministro de catolito 34 y la primera conexion de retorno de catolito
36. En la forma de realizacion 100, la solucion catolita alojada en el primer deposito de catolito 62 puede fluir en el compartimiento positivo 22 de la celula 10 a traves de la primera conexion de suministro de catolito 34, y puede fluir al exterior del compartimiento positivo 22 de la celula 10 hacia el primer deposito de catolito 62 a traves de la primera conexion de retorno de catolito 36. La primera conexion de suministro de anolito 30 y la primera conexion de retorno de anolito 32 pueden comprender cualquier tipo de conducto de fluido conocido en la tecnica capaz de contener una solucion anolita.
En la forma de realizacion 100, la primera conexion de suministro de anolito 30 puede estar en comunicacion fluidica con la bomba de anolito 50. Dicha bomba de anolito 50 puede regular y permitir el fluido del flujo de la solucion de anolito en el primer deposito de anolito 52 a traves de la conexion de suministro de anolito 30 en el compartimiento negativo 14. La bomba de anolito 50 tambien puede regular y permitir que el anolito 16 fluya desde el compartimiento negativo 14 a traves de la primera conexion de retorno de anolito 32 en un deposito de anolito 52. La bomba de anolito 50 puede ser una bomba de caudal de flujo variable, en la que el caudal de la bomba de anolito 50 determina el caudal de flujo de anolito 16 a traves del compartimiento negativo 14. La bomba de anolito 50 puede estar acoplada de forma comunicativa al controlador del sistema 80. En la forma de realizacion 100, dicho controlador del sistema 80 puede regular el flujo de anolito a traves del compartimiento negativo 14 mediante el control del caudal de flujo de la bomba de anolito 50.
En la forma de realizacion 100, la primera conexion de suministro de catolito 34 puede estar en comunicacion fluidica con la bomba de catolito 60. Dicha bomba de catolito 60 puede regular y permitir el fluido de flujo de la solucion de catolito en el primer deposito de catolito 62 a traves de la conexion de suministro de catolito 34 en el compartimiento positivo 22. La bomba de catolito 60 tambien puede regular y permitir que el catolito 24 fluya desde el compartimiento positivo 22 a traves de la primera conexion de retorno de catolito 36 en un primer deposito de catolito 62. La bomba de catolito 60 puede ser una bomba de caudal de flujo variable, en la que el caudal de la bomba de catolito 60 determina el caudal de flujo de catolito 24 a traves del compartimiento positivo 22. La bomba de catolito 60 puede estar acoplada de forma comunicativa al controlador del sistema 80. En la forma de realizacion 100, dicho controlador del sistema 80 puede regular el flujo de catolito a traves del compartimiento positivo 22
mediante el control del caudal de flujo de la bomba de catolito 60.
La forma de realizacion 100 puede comprender un segundo deposito de anolito 54. Dicho segundo deposito de anolito 54 puede estar realizado como un tanque, una camara, un lBC, u otro contenedor conocido en la tecnica que pueda alojar una solucion anolita. El segundo deposito de anolito 54 puede estar en comunicacion fluidica con el primer deposito de anolito 52 a traves de una segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 31. El segundo deposito de anolito 54 tambien puede estar en comunicacion fluidica con el compartimiento negativo 14 a traves de una segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 33.
La forma de realizacion 100 puede comprender un segundo deposito de catolito 64. Dicho segundo deposito de catolito 64 puede estar realizado como un tanque, una camara, un lBC, u otro contenedor conocido en la tecnica que pueda alojar una solucion catolita. El segundo deposito de catolito 64 puede estar en comunicacion fluidica con el primer deposito de catolito 62 a traves de una segunda conexion de tuberia de suministro de catolito 35. El segundo deposito de catolito 64 tambien puede estar en comunicacion fluidica con el compartimiento positivo 22 a traves de una segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 37.
Los electrodos negativos 12 y los electrodos positivos 20 pueden estar en comunicacion directa con un modulo de conmutacion 70. Dicho modulo de conmutacion 70 puede ser capaz de acoplar electricamente el electrodo negativo 12 y el electrodo positivo 20 a la fuente de energia 72 (que no se muestra) o carga 74 (que no se muestra). El modulo de conmutacion 70 se puede disponer en serie entre la fuente de energia 72 y cada electrodo negativo 12. El modulo de conmutacion 70 tambien se puede disponer en serie entre la carga 74 y cada electrodo negativo 12. Esta disposicion de circuito permite que el modulo de conmutacion 70 conecte de forma selectiva el VRB-ESS 100 a la fuente de energia 72 o a la carga 74. En una forma de realizacion 100, el modulo de conmutacion 70 esta acoplado de forma comunicativa al controlador de sistema 80, permitiendo que dicho controlador de sistema 80 conecte de forma selectiva la celula 10 con la fuente de energia 72 o la carga 74. Un experto en la materia apreciara que se pueden realizar disposiciones y configuraciones de circuito alternativas, por ello, la forma de realizacion de la figura 1 se proporciona unicamente a titulo ilustrativo.
La forma de realizacion 100 se puede configurar para la hacer circular unicamente soluciones electroliticas alojadas en el primer deposito de anolito 52 y el primer deposito de catolito 62. Cuando se configura de este modo, se puede decir que el VRB-ESS de la forma de realizacion 100 funciona en modo "volumen bajo". Alternativamente, la forma de realizacion 100 se puede configurar de manera que se hagan circular soluciones electroliticas alojadas tanto en el primer como en el segundo deposito de anolito 52, 54 y el primer y el segundo deposito de catolito 62, 64. Cuando se configura de este modo, el VRB-ESS de la forma de realizacion 100 se puede decir que funciona en un modo "volumen completo".
Tal como se utiliza en la presente memoria, dichas segunda conexion de tuberia de suministro anolitico 31, segunda conexion de tuberia de retorno anolitico 33, segunda conexion de tuberia de suministro catolito 35 y segunda conexion de tuberia de retorno catolito 37, o una conexion de fluido como la conexion de suministro anolito 30, la conexion de retorno anolito 32, la conexion de suministro catolito 34 y la conexion de retorno catolito 36 pueden estar formadas en cualquier conducto de fluido capaz de alojar una solucion electrolitica. Dicho conducto de fluido puede comprender: tuberias de plastico reforzadas con una malla; tuberias de caucho reforzadas de fibra; una manguera de compuesto multicapas; tuberias polietileno; tuberias de caucho reforzadas; o similares. Los expertos en la materia entenderan que se puede utilizar cualquier cantidad de materiales de conducto de fluido diferentes sin apartarse de las ensefanzas de la presente invencion.
Con el fin de configurar la forma de realizacion 100 en el modo "volumen completo", se pueden disponer una primera valvula de retorno de anolito 59 y una primera valvula de retorno de catolito 69 en un estado cerrado. Esto podria evitar que el anolito que fluye del compartimiento negativo 14 de la celula 10 a traves de la conexion 32 fluya en el primer deposito de anolito 52; al contrario, en esta configuracion, el anolito que fluye a traves de la primera conexion de retorno de anolito 32 fluye en el segundo deposito de anolito 54 a traves de la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 33. Cuando el anolito fluye en el segundo deposito de anolito 54, dicho segundo deposito de anolito 54 se puede llenar, creando una condicion de sobreflujo en dicho segundo deposito de anolito 54. Esta condicion de sobreflujo puede provocar que el anolito fluya al exterior del segundo deposito de anolito 54 en el primer deposito de anolito 52 a traves de una segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 31. En una forma de realizacion alternativa, el VRB-ESS se puede configurar en el modo "volumen completo" abriendo una valvula de suministro de anolito (que no se muestra) en conexion de fluido 31 y disponiendo la conexion de fluido 31 proxima a la parte inferior del deposito 54 de manera que siempre se encuentre en contacto con el anolito independientemente de como este de lleno el deposito.
En el modo "volumen completo", el cierre de la primera valvula de retorno de catolito 69 puede evitar que dicho catolito que fluye del compartimiento positivo 22 de la celula 10 a traves de la conexion 36 fluya en el primer deposito de catolito 62; al contrario, en esta configuracion, el catolito que fluye a traves de la primera conexion de retorno de catolito 36 puede fluir en el segundo deposito de catolito 64 a traves de la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 37. Cuando el catolito fluye en el segundo deposito de catolito 64, dicho segundo deposito de catolito 64 se puede llenar, creando una condicion de sobreflujo en dicho segundo deposito de catolito 64. Esta
condicion de sobreflujo puede provocar que el catolito fluya al exterior del segundo deposito de catolito 64 en el primer deposito de catolito 62 a traves de una segunda conexion de tuberia de suministro de catolito 35. Asi, en el modo "volumen completo" el anolito en el segundo deposito de anolito 54 puede fluir en serie a traves del primer deposito de anolito 52 y el catolito en el segundo deposito de catolito 64 puede fluir en serie a traves del primer deposito de catolito 62. Asi, en el modo "volumen completo" la totalidad del electrolito contenido en los depositos 52, 54, 62, 64 puede circular a traves del VRB-ESS 100.
Con el fin de configurar la forma de realizacion 100 en el modo "volumen bajo", se pueden abrir la primera valvula de retorno de anolito 59 y la primera valvula de retorno de catolito 69. En esta configuracion, el anolito que fluye del compartimiento negativo 14 de la celula 10 a traves de la conexion de retorno de anolito 32 puede fluir en el primer deposito de anolito 52. En una forma de realizacion, la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 33 se puede elevar con respecto a la primera conexion de retorno de anolito 32 o celula 10. Este diferencial puede evitar que el anolito que fluye desde el compartimiento negativo 14 a traves de la primera conexion de retorno de anolito 32 fluya en el segundo deposito de anolito 54 cuando la primera valvula de retorno de anolito 59 se encuentre en una posicion abierta. En una forma de realizacion alternativa, la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 33 puede comprender una segunda valvula de retorno de anolito (que no se muestra), para evitar que el anolito fluya en el segundo deposito de anolito 54 en el modo "volumen bajo". De acuerdo con esto, en el modo "volumen bajo" no se puede crear la condicion de sobreflujo en el segundo deposito de anolito 54. Asi, en el modo "volumen bajo", el anolito puede no fluir desde el segundo deposito de anolito 54 hasta el primer deposito de anolito 52 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 31.
En el modo "volumen bajo", el catolito que fluye desde el compartimiento positivo 22 de la celula 10 a traves de la conexion de retorno de catolito 36 puede fluir en el primer deposito de catolito 62. En una forma de realizacion, la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 37 se puede elevar con respecto a la primera conexion de retorno de catolito 36 o celula 10. Este diferencial puede evitar que el catolito que fluye desde el compartimiento positivo 22 a traves de la primera conexion de retorno de catolito 64 fluya en el segundo deposito de catolito 36 cuando la primera valvula de retorno de catolito 69 se encuentre en una posicion abierta. En una forma de realizacion alternativa, la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 33 puede comprender una segunda valvula de retorno de catolito (que no se muestra), para evitar que el catolito fluya en el segundo deposito de catolito 64 en el modo "volumen bajo". De acuerdo con esto, en el modo "volumen bajo" no se puede crear la condicion de sobreflujo en el segundo deposito de catolito 64. Asi, en el modo "volumen bajo", el catolito puede no fluir desde el segundo deposito de catolito 64 al primer deposito de catolito 62 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de catolito 35. De esta manera, en el modo "volumen bajo", la solucion de electrolito contenida en el segundo deposito de anolito 54 y en el segundo deposito de catolito 54 se puede aislar sustancialmente del VRB-ESS 100.
Las soluciones electroliticas de anolito y catolito del VRB-ESS 100 se pueden cargar configurando el modulo de conmutacion 70 para conectar la fuente de energia 72 (que no se muestra) al electrodo negativo 12 y al electrodo positivo 20 de la celula 10. La energia electrica suministrada a traves del electrodo negativo 12 puede producir iones de vanadio divalentes en la solucion de anolito 16, tal como se representa mediante la ecuacion 1.3:
−
→ Ec. 1.3
La energia electrica suministrada a traves del electrodo positivo 20 puede producir iones de vanadio pentavalentes en la solucion de catolito 24, tal como se representa mediante la ecuacion 1.4:
−
→ Ec. 1.4
Cuando se carga, cada una de las celulas puede proporcionar una tension de circuito abierto de aproximadamente 1,41V a 25°C.
El modulo de conmutacion 70 se puede configurar para extraer energia electrica de la celula 10 conectando dicha celula 10 a la carga 74 (que no se muestra). Esto provoca que la carga 72 (que no se muestra) extraiga energia electrica de la solucion de anolito 16 del compartimiento negativo 14 y de la solucion de catolito 24 del compartimiento positivo 22. Esta extraccion de energia electrica puede producir iones de vanadio trivalentes en la solucion de anolito 16, tal como se representa mediante la ecuacion 1.5 y puede producir iones de vanadio tetravalentes en la solucion de catolito 24 en el compartimiento positivo 22, tal como se representa mediante la ecuacion 1.6:
−
→ Ec. 1.5
→ − Ec. 1.6
Cuando se extrae la energia electrica de la celula 10, la solucion de anolito 16 en el compartimiento negativo 14 y la solucion de catolito 24 en el compartimiento positivo 22 se pueden descargar. Asi, se podria utilizar la bomba de 15
anolito 50 para hacer circular anolito adicional en el compartimiento negativo 14 a traves de la conexion de suministro de anolito 30, expulsando anolito 16 del interior del compartimiento negativo 14 a traves de la primera conexion de retorno de anolito 32. La bomba de catolito 60 se podria utilizar para bombear catolito a traves de la conexion de suministro de catolito 34 al interior del compartimiento positivo 22, forzando el catolito 24 del compartimiento positivo 22 para que fluya al exterior de dicho compartimiento positivo 22 a traves de la primera conexion de retorno de catolito 36.
La figura 2 muestra otra forma de realizacion 200 de la presente invencion en la que el primer deposito de anolito 52 de la figura 1 se encuentra en el deposito 52a y 52b. En esta forma de realizacion 200, el primer deposito de anolito 52a puede contener anolito sustancialmente cargado, y el primer deposito de anolito 52b puede contener anolito sustancialmente descargado. De forma similar, el deposito 62 de la figura 1 puede estar compuesto por dos depositos 62a y 62b. En esta forma de realizacion, el primer deposito de catolito 62a puede contener catolito sustancialmente cargado y el primer deposito de catolito 62b puede contener catolito sustancialmente descargado.
De forma similar, el segundo deposito de anolito 54 de la figura 1 puede estar compuesto de los depositos 54a y 54b, pudiendo dicho segundo deposito de anolito 54a contener sustancialmente anolito cargado, y el segundo deposito de anolito 54b puede contener sustancialmente anolito descargado. De forma similar, el segundo deposito de catolito 64 de la figura 1 puede estar compuesto por los depositos 64a y 64b, pudiendo dicho segundo deposito de catolito 64a contener catolito sustancialmente descargado y el segundo deposito de catolito 64b puede contener catolito sustancialmente descargado.
Al igual que en la forma de realizacion 100, el VRB-ESS de la forma d realizacion 200 puede funcionar en un modo de "volumen bajo", en el que solo las soluciones electroliticas contenidas en el primer deposito de anolito 52a, 52b y el primer deposito de catolito 62a, 62b pueden fluir a traves de la celula 10. De forma alternativa, el VRB-ESS de la forma de realizacion 200 se puede hacer funcionar en un modo "volumen completo", en el que las soluciones de electrolito albergadas en el primer deposito de anolito 52a, 52b, el segundo deposito de anolito 54a, 54b, el primer catolito 62a, 62b y el segundo deposito de catolito 64a, 64b pueden circular a traves de la celula 10.
La energia electrica se puede almacenar en el VRB-ESS de la forma de realizacion 200 haciendo que el modulo de conmutacion 70 conecte a la celula 10 a la fuente de energia 72 (que no se muestra), creando una conexion electrica entre la fuente de energia 72 y el electrodo negativo 12 y el electrodo positivo 20 de la celula 10. En esta configuracion, el anolito 16 del interior del compartimiento negativo 14 y el catolito 24 del interior del compartimiento positivo 22 se pueden cargar tal como se ha descrito anteriormente en conjuncion con la figura 1. Con el fin de cargar el electrolito adicional, se puede utilizar una bomba de anolito reversible 51 para hacer circular el anolito en el compartimiento negativo 14 de la celula 10, y se puede utilizar una bomba de catolito reversible 61 para hacer circular el catolito en el compartimiento positivo 22 de la celula 10. El movimiento del fluido provocado por la bomba de anolito reversible 51 puede provocar que la solucion de anolito de los primeros depositos de anolito sustancialmente descargados 52b, 54b se transfiera a los primeros depositos de anolito sustancialmente cargados 52a, 54a. De forma similar, el movimiento del fluido del catolito provocado por la bomba de catolito reversible 61 puede provocar que la solucion de catolito del interior de los primeros depositos de catolito sustancialmente descargados 62b, 64b se transfiera a los primeros depositos de anolito sustancialmente cargados 62a, 64a. En una forma de realizacion el flujo creado por la bomba de anolito reversible 51 y la bomba de catolito reversible 61 puede retornar dependiendo de si el VRB-ESS 200 esta cargando o descargando.
La energia electrica se puede extraer del VRB-ESS de la forma de realizacion 200 haciendo que el modulo de conmutacion 70 conecte la celula 10 a la carga 74 (que no se muestra), creando una conexion electrica entre la carga 74 y el electrodo negativo 12 y el electrodo positivo 20 de la celula 10. En esta configuracion, la energia se extrae del anolito 16 del compartimiento negativo 14 y del catolito 24 del compartimiento positivo 22, tal como se ha descrito con anterioridad en conjuncion con la figura 1. Despues de la extraccion de energia electrica del anolito 16 y el catolito 24, podria resultar necesaria energia electrica adicional. Con el fin de proporcionar dicha energia electrica, se puede hacer circular electrolito adicional a traves del sistema. Se puede utilizar la bomba de anolito reversible 51 para hacer circular dicho anolito en el compartimiento negativo 14 de la celula 10, y se puede utilizar la bomba de catolito reversible 61 para hacer circular el catolito en el compartimiento positivo 22 de la celula 10. El movimiento del fluido provocado por la bomba de anolito reversible 51 puede provocar que el anolito del interior de los primeros depositos de anolito sustancialmente cargado 52a, 62a fluya a traves de la conexion de suministro de anolito 30 al compartimiento negativo 14 de la celula 10; este flujo tambien puede provocar que el anolito 16 del compartimiento negativo 14 fluya al exterior de la celula 10 a traves de la conexion de retorno de anolito 32. El movimiento del fluido provocado por la bomba de catolito reversible 61 puede provocar que el catolito de los primeros depositos de catolito sustancialmente cargado 62a, 64a fluya a traves de la conexion de suministro de catolito 34 al compartimiento positivo 22 de la celula 10; este flujo tambien puede provocar que el catolito 24 del interior del compartimiento positivo 22 fluya al exterior de la celula 10 a traves de la conexion de retorno de catolito 36.
El VRB-ESS de la forma de realizacion 200 puede funcionar utilizando solo el primer deposito de anolito 52a, 52b y el primer deposito de catolito 62a, 62b. Esta configuracion se puede denominar como un modo de "volumen bajo" de la forma de realizacion 200. De forma alternativa, la forma de realizacion 200 puede funcionar utilizando los primeros y los segundos depositos de anolito 52a, 52b, 64a, 64b y los primeros y los segundos depositos de catolito 62a, 62b,
64a, 64b. Esta configuracion se puede denominar como un moco de "volumen completo" de la forma de realizacion
200. En una forma de realizacion 200, el volumen del segundo deposito de anolito 54a, 54b puede ser sustancialmente mayor que el volumen del primer deposito de anolito 52a, 52b, y el volumen del segundo deposito de catolito 64a, 64b puede ser sustancialmente mayor que el volumen del primer deposito de catolito 62a, 62b. En esta configuracion, el VRB-ESS 200 puede funcionar de forma eficiente en el modo "volumen bajo", minimizando las perdidas debidas a la autodescarga de electrolito y a la energia de bombeo, al mismo tiempo que se mantiene un volumen sustancialmente mayor de electrolito para su uso segun sea necesario.
La forma de realizacion 200 se puede disponer en un modo de "volumen bajo" disponiendo la segunda valvula de suministro de anolito 56, la segunda valvula de retorno de anolito 58, la segunda valvula de suministro de catolito 66 y la segunda valvula de retorno de catolito 68 en una posicion cerrada y disponiendo la primera valvula de retorno de anolito 59 y la primera valvula de retorno de catolito 69 en una posicion abierta. En esta configuracion, se evita que el anolito contenido en el segundo deposito de anolito sustancialmente cargado 54a fluya al primer deposito de anolito sustancialmente cargado 52a o compartimiento negativo 14 de la celula 10, y se evita que el catolito contenido en el segundo deposito de catolito sustancialmente cargado 64a fluya al deposito de catolito sustancialmente cargado 62a o compartimiento positivo 22 de la celula 10. Adicionalmente, en esta configuracion, se evita que el anolito que fluye desde el compartimiento negativo 14 de la celula 10 fluya en el segundo deposito de anolito sustancialmente descargado 54b y se evita que el catolito que fluye desde el compartimiento positivo 22 de la celula 10 fluya en el segundo deposito de catolito sustancialmente descargado 64b.
La forma de realizacion 200 se puede disponer en un modo de "volumen completo" disponiendo la segunda valvula de suministro de anolito 56, la segunda valvula de retorno de anolito 58, la segunda valvula de suministro de catolito 66 y la segunda valvula de retorno de catolito 68 en una posicion abierta. En esta configuracion, el anolito contenido en el segundo deposito de anolito sustancialmente cargado 54a puede fluir al primer deposito de anolito sustancialmente cargado 52a y al compartimiento negativo 14 de la celula 10, y el catolito contenido en el segundo deposito de catolito sustancialmente cargado 64a puede fluir al primer deposito de catolito sustancialmente cargado 62a y al compartimiento positivo 22 de la celula 10. Adicionalmente, en esta configuracion, la primera valvula de retorno de anolito 59 y la primera valvula de retorno de catolito 69 se pueden disponer en una posicion cerrada, y la segunda valvula de retorno de anolito 58 y la segunda valvula de retorno de catolito 68 se pueden disponer en una posicion abierta. En esta configuracion, el anolito que fluye desde el compartimiento negativo 14 de la celula 10 fluye en el segundo deposito de anolito sustancialmente descargado 54b y el catolito que fluye desde el compartimiento positivo 22 de la celula 10 fluye en el segundo deposito de catolito sustancialmente descargado 64b.
En la forma de realizacion 200, el primer deposito de anolito 52a, 52b, el segundo deposito de anolito 54a, 54b, el primer deposito de catolito 62a, 62b y el segundo deposito de catolito 64a, 64b pueden estar acoplados de forma que se comuniquen con el controlador de sistema 80, de manera que dicho controlador de sistema 80 puede controlar el nivel de volumen de cada uno de los depositos 52, 54, 62, 54. En esta forma de realizacion, el controlador de sistema 80 puede determinar el volumen de electrolito contenido en el primer deposito de anolito 52a, 52b, el primer deposito de catolito 62a, 62b, el segundo deposito de anolito 54a, 54b y el segundo deposito de catolito 64a, 64b.
En esta forma de realizacion, mientras que el VRB-ESS 200 se carga en el modo "volumen completo", el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de anolito 59 se disponga en un estado abierto y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en un estado cerrado hasta que sustancialmente la totalidad del anolito alojado en el primer deposito de anolito sustancialmente descargado 52b haya circulado a traves del compartimiento negativo 14 de la celula 10. Despues de detectar esta condicion, el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de anolito 59 se disponga en una posicion cerrada y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion abierta, permitiendo que el anolito del segundo deposito de anolito sustancialmente descargado 54b fluya a traves del compartimiento negativo 14 de la celula 10. De forma similar, durante la carga en el modo "volumen completo", el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de catolito 69 se disponga en un estado abierto y la segunda valvula de retorno de catolito 68 se disponga en un estado cerrado hasta que sustancialmente la totalidad del catolito alojado en el interior del primer deposito de catolito sustancialmente descargado 62b haya circulado a traves del compartimiento positivo 22 de la celula 10. Despues de detectar esta condicion, el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de catolito 69 se disponga en una posicion cerrada y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion abierta, permitiendo que el catolito del segundo deposito de catolito sustancialmente descargado 64b fluya a traves del compartimiento positivo 22 de la celula 10.
En la forma de realizacion 200, mientras que el VRB-ESS 200 se descarga en el modo "volumen completo", el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de anolito 59 se disponga en una posicion abierta y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion cerrada hasta que el primer deposito de anolito sustancialmente descargado 52b contenga un volumen de anolito sustancialmente equivalente al que se contenia originariamente en el primer deposito sustancialmente cargado 52a. Despues de detectar esta condicion, el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de anolito 59 se disponga en una posicion cerrada y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion abierta, permitiendo que el anolito fluya en el interior del segundo deposito de anolito sustancialmente descargado 54b. De forma similar,
el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de catolito 69 se disponga en una posicion abierta y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion cerrada hasta que el primer deposito de catolito sustancialmente descargado 62b contenga un volumen de catolito sustancialmente equivalente al que se contenia originariamente en el primer deposito de catolito sustancialmente cargado 62a. Despues de detectar esta condicion, el controlador de sistema 80 puede hacer que la primera valvula de retorno de catolito 69 se disponga en una posicion cerrada y la segunda valvula de retorno de anolito 58 se disponga en una posicion abierta, permitiendo que el catolito fluya al interior del segundo deposito de catolito sustancialmente descargado 64b.
Volviendo a la figura 3, tal como se ha descrito anteriormente, las formas de realizacion 100 y 200 se pueden configurar para que funcionen en un modo de "volumen bajo" o en un modo de "volumen completo". En una forma de realizacion, el volumen de los depositos de anolito y de catolito 52 y 62 puede ser relativamente pequefo en comparacion con el volumen de los segundos depositos de anolito y de catolito 54 y 64. En esta configuracion, el VRB-ESS de la presente invencion puede funcionar de manera eficiente utilizando un modo de volumen relativamente pequefo de solucion de electrolito ("volumen bajo"), al mismo tiempo que mantiene un volumen mayor de electrolito segun se necesite. El funcionamiento con "volumen bajo" del VRB-ESS 100 puede minimizar perdidas debidas a la autodescarga de electrolito y al bombeo. Ademas, el funcionamiento con "volumen bajo" puede permitir que una solucion electrolitica contenida en los segundos depositos de electrolito 54, 64 se mantenga en un nivel elevado de carga para su uso segun resulte necesario.
Tal como se ha descrito anteriormente, el controlador de sistema 80 de la forma de realizacion 100, 200 puede estar acoplado de forma comunicativa con la celula 10. En esta configuracion, el controlador de sistema 80 puede controlar el estado electroquimico de la celula 10. Este control puede comprender: medicion de una tension generada por la celula 10; medicion de una corriente electrica que fluye a o de la celula 10; medicion de la temperatura de la celula 10 y/o medicion del nivel de carga del electrolito en la celula 10. Durante el funcionamiento, el controlador de sistema 80 puede controlar la celula 10 y cambiar la configuracion del VRB-ESS 100, 200 en respuesta a las condiciones en la celula 10. Adicionalmente, el controlador de sistema 80 puede cambiar la configuracion del VRB-ESS 100, 200 de acuerdo con una sefal de control generada externamente. El grafico de flujo 300 proporciona un diagrama de flujo de un procedimiento de control y una configuracion de un VRB-ESS que incorpora las ensefanzas de la presente invencion.
En la etapa 310, el controlador de sistema puede controlar una o mas propiedades electroquimicas de cada celula 10 en un VRB-ESS. La medicion realizada en 310 puede ser periodica, de manera que dicha medicion 310 puede tener lugar a intervalos establecidos regularmente. En una forma de realizacion, este periodo de control puede cambiar dependiendo del modo de funcionamiento del VRB-ESS, o puede cambiar en respuesta a una sefal de control generada externamente. En la etapa 320, el flujo se puede dividir dependiendo del modo de funcionamiento de la corriente del VRB-ESS. En una forma de realizacion, la etapa 320 se puede dividir dependiendo de si el VRB-ESS esta funcionando en ese momento en modo "volumen bajo", o en modo "volumen completo". En la etapa 320, si el URB-ESS esta funcionando en el modo "volumen bajo", el flujo continua hasta 330, si el VRB-ESS esta funcionando en modo "volumen completo", el flujo continua hasta 340.
En 330, se puede realizar la comparacion de "volumen bajo" 332. Dicha comparacion de "volumen bajo" 332 puede comparar el estado electroquimico de la celula 10 medido en 310 en una condicion de umbral. Por ejemplo, en una forma de realizacion, durante la descarga del VRB-ESS dicha comparacion podria comprender la comparacion de la tension generada por la celula 10 con respecto a una tension de umbral. En esta forma de realizacion, si la comparacion 332 determina que la tension de la celula medida en 310 se encuentra por encima de la tension de umbral de 332, el flujo puede continuar en 310. Sin embargo, en esta forma de realizacion, si la comparacion 332 determina que la tension de la celula medida en 310 se encuentra por debajo de la tension de umbral 332, el flujo puede proceder hasta 334. En otra forma de realizacion, la comparacion de "volumen bajo" 332 puede comparar la corriente que fluye desde la celula 10 o el estado de carga del electrolito en la celula 10 con respecto a un valor de umbral. En esta forma de realizacion, si la corriente que fluye de la celula 10 se encuentra sobre un valor de umbral,
o el estado de la carga del electrolito en la celula 10 ha caido por debajo de un valor de umbral, el flujo puede continuar hasta 334. En una forma de realizacion, la comparacion 332 puede comprender un componente de tiempo, de manera que el flujo solo proceda hasta 334 si el estado electroquimico de la celula 10 medido en 310 se ha mantenido durante un periodo de tiempo especificado. Adicionalmente, la comparacion 332 puede responder a una sefal de control generada externamente, provocando dicha sefal que el flujo proceda hasta 334. En 334, el controlador de sistema puede configurar el VRB-ESS para que funcione en el modo "volumen completo". Despues de realizar la configuracion de 334, el flujo puede continuar hasta 310.
En 340, se puede realizar la comparacion de "volumen completo" 342. La comparacion de "volumen completo" 342 puede comparar el estado electroquimico de la celula 10 medido en 310 con respecto a una condicion de umbral. Por ejemplo, en una forma de realizacion, durante la carga del VRB-ESS esta comparacion podria comprender la comparacion de la tension generada por la celula 10 con respecto a una tension de umbral. En esta forma de realizacion, si la comparacion 342 determina que la tension de la celula medida en 310 se encuentra por debajo de la tension de umbral de 342, el flujo puede continuar en 310 y, si dicha comparacion 342 determina que la tension de la celula medida en 310 se encuentre por encima de la tension de umbral de 342, el flujo proceda hasta 344. En otra
forma de realizacion, la comparacion "volumen completo" 342 puede comparar la corriente que fluye en la celula 10
o el estado de carga del electrolito en la celula 10 con respecto a un valor de umbral. En esta forma de realizacion, si la corriente que fluye al interior de la celula 10 se encuentra por debajo de un valor de umbral, o el estado de carga del electrolito en el interior de la celula 10 ha aumentado por encima de un valor de umbral, el flujo puede continuar hasta 344. En una forma de realizacion, la comparacion 342 tambien puede comprender un componente de tiempo, de manera que el flujo solo proceda hasta 344 si el estado electroquimico de la celula 10 medido en 310 se ha mantenido durante un periodo de tiempo especificado. Adicionalmente, la comparacion 342 puede responder a una sefal de control generada externamente, haciendo dicha sefal que el flujo proceda hasta 344. En 344, el controlador de sistema puede configurar el VRB-ESS para que funcione en el modo "volumen completo". Despues de realizar la configuracion de 344, el flujo puede continuar hasta 310.
La figura 4 muestra otra forma de realizacion de un VRB-ESS 400 segun las ensefanzas de la presente invencion. En la forma de realizacion 400, el modulo de sistema 405 puede estar compuesto de una pila de celulas 410, una bomba de anolito 50, una bomba de catolito 60, un primer deposito de anolito 52, un primer deposito de catolito 62, un modulo de conmutacion 70 y un sistema controlador 80. Dicho modulo de sistema 405 se puede disponer en una carcasa 406.
En la forma de realizacion 400, el segundo deposito de anolito 54 se puede disponer en la parte exterior de la carcasa 406. El segundo deposito de anolito 54 puede estar en comunicacion fluidica con el primer deposito de anolito 52 en la carcasa 406 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 431. El segundo deposito de anolito 54 puede estar en comunicacion fluidica con la pila de celulas 410 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 433. La segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 431 y la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 433 pueden estar compuestas de tubos flexibles que permiten que el segundo deposito de anolito 54 se disponga de forma separada de la carcasa 406.
En la forma de realizacion de la figura 4, la conexion fluida entre la celula 410 y el primer deposito de anolito 52 comprende una primera valvula de retorno de anolito 59 (que no se muestra). Ademas, en la forma de realizacion de la figura 4, la conexion fluida entre la celula 410 y el primer deposito de catolito 62 puede comprender una primera valvula de retorno de catolito 69 (que no se muestra). La primera valvula de retorno de anolito 59 y la primera valvula de retorno de catolito 69 pueden estar dispuestas en el interior de la carcasa 406 y se pueden acoplar de forma comunicativa con el controlador de sistema 80.
El VRB-ESS 400 se puede configurar para que funcione en modo "volumen completo" cerrando la primera valvula de retorno de anolito 59 (que no se muestra) y la primera valvula de retorno de catolito 69 (que no se muestra). Tal como se ha mencionado anteriormente en conjuncion con la figura 1, en esta configuracion, se puede evitar que el anolito que fluye de la celula 10 fluya en el primer deposito de anolito 52 y, en su lugar, puede fluir en el segundo deposito de anolito 54 a traves de la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 433. Cuando el anolito fluye en el segundo deposito de anolito 54, este se puede llenar, creando una condicion de sobreflujo en el interior del segundo deposito de anolito 54. Esta condicion de sobreflujo en el segundo deposito de anolito 54 puede hacer que el anolito fluya al exterior del segundo deposito de anolito 54 en el primer deposito de anolito 52 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 431. De forma similar, en esta configuracion, se puede evitar que el catolito que fluye de la celula 10 fluya en el primer deposito de catolito 62 y, en su lugar, puede fluir en el segundo deposito de catolito 64 a traves de la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 437. Cuando el catolito fluye en el segundo deposito de catolito 64, este se puede llenar, creando una condicion de sobreflujo en el interior del segundo deposito de catolito 64. Esta condicion de sobreflujo en el segundo deposito de catolito 64 puede hacer que el catolito fluya al exterior del segundo deposito de catolito 64 en el primer deposito de catolito 62 a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de catolito 435. De acuerdo con esto, en un modo "volumen completo" el anolito puede fluir en serie a traves del primer deposito de anolito 52 y del segundo deposito de catolito 54, y el catolito puede fluir en serie a traves del primer deposito de catolito 62 y del segundo deposito de catolito 64.
El VRB-ESS 400 se puede configurar para que funcione en modo "volumen bajo" abriendo la primera valvula de retorno de anolito 59 (que no se muestra) y la primera valvula de retorno de catolito 69 (que no se muestra). Tal como se ha mencionado anteriormente en conjuncion con la figura 1, en esta configuracion, el anolito que fluye de la celula 10 puede fluir al primer deposito de anolito 52 y el catolito que fluye de la celula 10 puede fluir al primer deposito de catolito 62. En la forma de realizacion 400, la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 433 se puede disponer sobre un nivel de fluido de la celula 10 y del primer deposito de anolito 52. Asi, cuando la primera valvula de retorno de anolito 59 se encuentra en una posicion abierta, el anolito puede no fluir en el segundo deposito de anolito 54. De forma similar, en la forma de realizacion 400, la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 437 se puede disponer sobre un nivel de fluido de la celula 10 y del primer deposito de catolito 62. Asi, cuando la primera valvula de retorno de catolito 69 se encuentra en una posicion abierta, el catolito puede no fluir en el segundo deposito de catolito 64. De acuerdo con esto, en el modo "volumen bajo", la solucion electrolitica en el segundo deposito de anolito 54 y en el segundo deposito de catolito 64 esta sustancialmente aislada del modulo del sistema 405. En una forma de realizacion alternativa del VRB-ESS 400, la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 433 puede comprender una segunda valvula de retorno de anolito 58 (que no se muestra) y la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 437 puede comprender una segunda valvula de retorno de catolito 68 (que no se muestra). En esta forma de realizacion, en el modo "volumen bajo", se puede evitar que el electrolito fluya en
el segundo deposito de anolito 54 y en el segundo deposito de catolito 64 mediante las valvulas 58, 69.
En una forma de realizacion, la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito 431 y la segunda conexion de tuberia de retorno de anolito 433 pueden estar compuestas de tubo flexible, que puede permitir que el segundo deposito de anolito 54 se disponga de forma separada del modulo de sistema 405 y de la carcasa 406. De forma similar, la segunda conexion de tuberia de suministro de catolito 435 y la segunda conexion de tuberia de retorno de catolito 437 puede estar compuesta de tubo flexible, que puede permitir que el segundo deposito de catolito 64 se disponga de forma separada del modulo de sistema 405 y de la carcasa 406.
En una forma de realizacion, las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437 pueden estar compuestas de cualquier conducto de fluido que pueda transportar de forma fluida una solucion electrolitica. Dicho conducto de fluido puede comprender: tuberias de plastico trenzadas reforzadas con malla; tuberias de caucho reforzadas de fibra; manguera de compuesto multicapas; tuberias de polietileno; tuberias de caucho reforzado, o similares. Los expertos en la materia entenderan que se puede utilizar cualquier cantidad de materiales de conduccion diferentes sin apartarse de las ensefanzas de la presente invencion. Adicionalmente, en una forma de realizacion, las conexiones de tuberia 431, 437, 435, 437, el segundo deposito de anolito 54 y el segundo deposito de catolito 64 pueden autoventilarse de acuerdo con las ensefanzas de la solicitud de patente US n° 11/701.573.
En una forma de realizacion, las conexiones de tuberia 431, 433 al segundo deposito de anolito 54 y las conexiones de tuberia 435, 437 al segundo deposito de catolito 64 se pueden disponer en la parte superior de dichos depositos 54, 64. En esta configuracion, se hace circular fluido electrolitico a traves de los depositos 54, 64 desplazando el fluido desde una conexion montada en la parte superior, mejorando la seguridad al garantizar que la solucion electrolitica no se puede bombear hacia la parte exterior en el entorno en caso de un fuga en la conexion de tuberia 431, 433, 435, 437, un fallo del controlador de sistema 80, un fallo en las bombas 50, 60, o una fuga en cualquiera de las conexiones de fluido internas como por ejemplo 30, 32, 34, 36 de las figuras 1, 2.
En una forma de realizacion, las conexiones de tuberia 431 y 433 se pueden conectar al segundo deposito de anolito 54 sobre el nivel de liquido normal 424 en el deposito de anolito y las conexiones de tuberia 435, 437 se pueden conectar al segundo deposito de catolito 64 sobre el nivel de liquido normal 434 del segundo deposito de catolito. En esta configuracion, las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437 son autodrenantes y permanecen vacias cuando los depositos secundarios 54, 64 no se utilizan. Ademas, esta configuracion asegura que no se precisa manejar electrolitos ni se pueden derramar cuando se conectan o desconectan las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437 en los depositos de electrolito secundarios 54, 64.
En la forma de realizacion 400, el deposito de anolito secundario 54 y el deposito de catolito secundario 64 se pueden disponer de forma separada de la carcasa 406 mediante las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437. Dicha disposicion flexible puede permitir que la forma de realizacion 400 se emplace en una pluralidad de configuraciones diferentes, permitiendo que el VRB-ESS 400 se disponga en emplazamientos con restricciones de espacio limitadas o irregulares.
Adicionalmente, la carcasa 406 del VRB-ESS 400 se puede conectar a cualquier deposito de electrolito secundario 54, 64 de casi cualquier tamafo mediante las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437. Asi, el VRB-ESS 400 se puede personalizar de forma modular para una amplia variedad de necesidades de capacidad diferentes. Por ejemplo, la figura 4 muestra dos depositos de menor tamafo 454, 464 que presentan una capacidad de aproximadamente 135 galones cada uno de ellos. De acuerdo con esto, los depositos 454, 464 pueden almacenar aproximadamente 10k�h de energia cuando se utilizan con el VRB-ESS 400. De forma alternativa, la figura 3 muestra los depositos 454, 464 (los depositos conectados a traves de las conexiones de tuberia 431, 433, 435, 437). Cada uno de los depositos 454, 464 puede albergar aproximadamente 275 galones de electrolito, proporcionando 20 k�h de almacenaje de energia al VRB-ESS 400. �inalmente, el deposito 470 se puede utilizar en conjuncion con el VRB-ESS 400. El deposito 470 puede albergar 550 galones de electrolito, proporcionando al VRB-ESS 400 40 k�h de capacidad de almacenaje de energia.
Volviendo ahora a la figura 5, el electrolito utilizado con los sistemas VRB-ESS generalmente esta clasificado por las Naciones Unidas (ONU) y por el Departamento de transporte de los Estados Unidos (DoT) como material peligroso. Por ello, las soluciones electroliticas del VRB-ESS se deben transportar en un contenedor intermedio para materiales a granel ("lBC") que se haya ensayado y aprobado para su uso en el transporte de materiales peligrosos. Los lBC pueden estar certificados para el envio de materiales peligrosos de conformidad con las regulaciones del DoT y/o de la ONU. Los procedimientos de certificacion para dichos lBC pueden ser rigurosos, tipicamente, requieren muchos meses de trabajo y cientos de horas de ensayos. La totalidad del lBC se debe probar y certificar, incluyendo cualquier mecanismo de tapa en dicho lBC.
En una forma de realizacion, los depositos de electrolito secundarios del VRB-ESS de la presente invencion pueden comprender un lBC. Por ejemplo, en la forma de realizacion de la figura 4, cualquiera de los depositos 54, 64, 454, 464, 470 puede ser un contenedor lBC. En una forma de realizacion, el lBC utilizado en el VRB-ESS puede ser el mismo lBC utilizado para transportar el electrolito hasta el lugar de la instalacion. En dicha configuracion, el usuario final del VRB-ESS no precisa transferir la solucion electrolitica desde el lBC de transporte a un deposito de VRB
ESS separado. Esto seria deseable ya que minimiza el contacto que el usuario final del VRB-ESS debe tener con las soluciones electroliticas potencialmente peligrosas. El uso de transporte en lBC como un deposito de electrolito secundario tambien resulta ventajoso y descarta la posibilidad de que se derrame cualquier solucion electrolitica peligrosa en el entorno durante la transferencia desde un lBC de transporte hasta un deposito de electrolito secundario. Ademas, el uso de un lBC de transporte como un deposito de electrolito obvia la necesidad de enviar un componente de deposito separado, que puede reducir de forma significativa el seguimiento del transporte en general del VRB-ESS.
Los lBC utilizados para el transporte deben incorporar un mecanismo de tapa para permitir que los liquidos se transfieran dentro y fuera del lBC. Tal como se ha mencionado anteriormente, la tapa del lBC se debe certificar para su uso en el transporte de material peligroso, y esta certificacion puede ser un procedimiento largo y caro. Sin embargo, la tapa de pila incluida en el transporte de lBC puede no permitir un acoplamiento seguro a las conexiones de tuberia utilizadas en el VRB-ESS de la presente invencion. Por ejemplo, muchas tapas de lBC incluyen uno o mas puertos roscados de acuerdo con la normativa de roscado de la National Pipe Thread ("NPT"). El uso de NTP es problematico porque generalmente se forman como parte de la tapa de lBC y, asi, el giro de dicha tapa de lBC cambia la orientacion de giro de los puertos. Ademas, la orientacion de giro de la tapa y los puertos puede no conocerse hasta que se instale el lBC. La interdependencia de giro entre la tapa y los puertos NPT puede plantear problemas para el instalador, ya que el apriete de la tapa de lBC puede afectar las tuberias del VRB-ESS. Esta independencia reduce la flexibilidad de emplazamiento del VRB-ESS restringiendo las orientaciones posibles de sus conexiones de tuberias, que pueden restringir las localizaciones posibles de los depositos secundarios con respecto al modulo del sistema. Adicionalmente, los puertos NTP requieren un grado de habilidad elevado para su instalacion y se ha observado que no se puede garantizar su hermeticidad, lo que presenta un riesgo de fugas del electrolito peligroso en el entorno.
Volviendo ahora a la figura 5, la figura 5 muestra una forma de realizacion de un mecanismo de tapa 500 que se puede utilizar en conjuncion con un lBC estandar. El mecanismo de tapa 500 puede permitir que un lBC 510 certificado de material peligroso se utilice como un deposito de electrolito secundario en un URB-ESS. El mecanismo de tapa 500 se puede utilizar en lugar de una tapa de transporte certificada (que no se muestra) en el lBC 510 una vez que dicho lBC 510 llega a su destino. Asi, el mecanismo de tapa 500 no precisa estar certificado para el transporte de materiales peligrosos como la tapa estandar lBC 510, obviando la necesidad de un proceso caro y que requiere mucho tiempo para el mecanismo de tapa 500.
El mecanismo de tapa 500 se puede fijar al lBC 510 utilizando un receptaculo de tapa 512 en dicho lBC 510. En la forma de realizacion 500, el diametro interior y el patron de roscado 522 del anillo de comprension 520 estan configurados para ser compatibles con los roscados 514 dispuestos en el receptaculo de tapa 512 del lBC 510. El anillo de compresion 520 puede incluir un labio 524 para acoplar a compresion la placa de hermeticidad 530. En la forma de realizacion 500, la placa de hermeticidad 530 puede comprender una parte ranurada 532 a lo largo de su diametro exterior. Dicha parte ranurada 532 se puede adaptar para recibir la junta torica 534. En esta forma de realizacion, dicha junta torica 534 puede crear un sello entre la placa de hermeticidad 530 y el receptaculo de la tapa de lBC 512 cuando se aprieta el anillo de compresion 520 en el roscado del lBC 514.
La placa de hermeticidad 530 tambien puede comprender tomas de salida de fluido 540 y 550. Dichas tomas de salida de fluido 540, 550 se pueden acoplar de forma hermetica a la placa de hermeticidad 530 o se pueden formar de manera integrada con la misma. La bolsa de salida 540 puede comprender una extension de bolsa 544 para su extension al interior del lBC 510 cuando se instala la tapa en la misma. En la forma de realizacion 500, la longitud de la extension de la bolsa 544 puede resultar suficiente para permitir que dicha bolsa 540 se encuentre en comunicacion fluidica con una solucion electrolitica albergada en el interior del lBC 510. De acuerdo con esto, la extension de la bolsa 544 se puede extender por debajo del nivel de liquido normal 516 del lBC 510 cuando el mecanismo de tapa 500 se instale en la misma.
El mecanismo de tapa 500 tambien puede comprender conectores de fluido 560 y 570. Dichos conectores de fluido 560, 570 pueden comprender un mecanismo de hermeticidad 562, 572 para acoplar de manera hermetica las tomas de salida 540, 550. En la forma de realizacion 500, la bolsa de salida 540 puede comprender una indentacion 542 y la bolsa de salida 550 puede comprender una indentacion 552. En esta forma de realizacion, el mecanismo de hermeticidad 562, 572 se puede adaptar para acoplar de forma hermetica las tomas de salida 540, 550 en la indentacion 542, 552. Los expertos en la materia deberan entender que se puede utilizar cualquier cantidad de mecanismos de hermeticidad 562, 572 para crear un precinto entre la bolsa 540, 550 y los conectores de fluido 560,
570.
En la forma de realizacion 500, los conectores de fluido 560, 570 pueden comprender un acoplamiento de tuberia 564, 574. Dichos acoplamientos de tuberia 564, 574 pueden comprender rebordes 566, 576 para acoplar una parte interior de una conexion de tuberia acoplada. En algunas formas de realizacion, dichos rebordes 566, 576 se pueden utilizar en conjuncion con un manguito de compresion (que no se muestra) para acoplar de forma hermetica la tuberia al acoplamiento de tuberia 564, 574.
En la forma de realizacion 500, la totalidad de los componentes del mecanismo de tapa 500 se puede disponer sobre el nivel de liquido normal 516 del lBC 510. Asi, el mecanismo de tapa 500 se puede instalar en el receptaculo 512 del lBC 510 sin precisar que el instalador toque o entre en contacto de otro modo con el liquido del interior de dicho lBC 510. Esto proporciona una ventaja de seguridad significativa, debido a que el electrolito contenido en el lBC 510 puede ser peligroso.
5 En la forma de realizacion 500, la placa de hermeticidad 530, con las tomas de salida 540 y 550 acopladas, se puede hacer girar independientemente del anillo de compresion 520. En esta forma de realizacion, el instalador puede determinar la orientacion de giro de las tomas de salida 540, 550 y los conectores de fluido 560, 570 aislados, independientemente del giro del anillo de compresion 520. De este modo, la forma de realizacion 500 puede permitir
10 disposiciones de instalacion flexibles del lBC 510.
Para los expertos en la materia, resulta obvio que se pueden realizar muchos cambios a los detalles de las formas de realizacion descritas anteriormente sin apartarse de los principios subyacentes de la invencion. Asi, el alcance de la presente invencion se deberia determinar solo mediante las reivindicaciones siguientes.

Claims (23)

  1. REIvINDICaCIoNES
    1. Bateria de flujo redox de vanadio (100) que presenta un modo de volumen bajo y un modo de volumen completo, que comprende:
    un modulo de sistema (405), que comprende:
    un primer deposito de anolito (52),
    un primer deposito de catolito (62), y
    una celula (10), que comprende un compartimiento negativo (14) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de anolito y un compartimiento positivo (22) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de catolito;
    un segundo deposito de anolito (54) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de anolito; y
    un segundo deposito de catolito (64) dispuesto en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de catolito,
    en la que, en el modo de volumen bajo, la bateria de flujo redox de vanadio esta configurada para aislar fluidicamente el contenido de dicho segundo deposito de anolito con respecto a dicho primer deposito de anolito y a dicho compartimiento negativo, y para aislar fluidicamente el contenido de dicho segundo deposito de catolito con respecto a dicho primer deposito de catolito y a dicho compartimiento positivo; y
    en la que, en el modo de volumen completo, la bateria de flujo redox de vanadio esta configurada para:
    hacer circular el contenido de dicho segundo deposito de anolito y de dicho primer deposito de anolito a traves de una primera conexion de fluido de dicho segundo deposito de anolito hasta dicho primer deposito de anolito, y a traves de una segunda conexion de fluido de dicho segundo deposito de anolito hasta dicho compartimiento negativo, mientras que el anolito fluye desde dicho compartimiento negativo hacia el interior de dicho segundo deposito de anolito, y
    hacer circular el contenido de dicho segundo deposito de catolito y de dicho primer deposito de catolito a traves de una primera conexion de fluido de dicho segundo deposito de catolito hasta dicho primer deposito de catolito; y a traves de una segunda conexion de fluido de dicho segundo deposito de catolito hasta dicho compartimiento positivo, mientras que el catolito fluye desde dicho compartimiento positivo hacia el interior de dicho segundo deposito de catolito.
  2. 2.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 1, en la que dicha comunicacion fluidica entre dicho primer deposito de anolito (52) y dicho compartimiento negativo (14) comprende una primera conexion de suministro de anolito y una primera conexion de retorno de anolito (32) y en la que dicha comunicacion fluidica entre dicho primer deposito de catolito (62) y dicho compartimiento positivo (22) comprende una primera conexion de suministro de catolito y una primera conexion de retorno de catolito (36).
  3. 3.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 2, en la que dicha primera conexion de retorno de anolito (32) comprende una primera valvula de retorno de anolito (59) y en la que dicha primera conexion de retorno de catolito (36) comprende una primera valvula de retorno de catolito (69).
  4. 4.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 3, en la que dicha comunicacion fluidica ente dicho primer deposito de anolito (52) y dicho segundo deposito de anolito (54) comprende una segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31) y en la que dicha comunicacion fluidica entre dicho primer deposito de catolito
    (62) y dicho segundo deposito de catolito (64) comprende una segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35).
  5. 5.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 4, en la que dicha segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31) y dicha segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35) estan compuestas de una seleccionada de entre el grupo constituido por tuberias de plastico reforzadas con malla, tuberias de caucho reforzadas de fibra, manguera de compuesto multicapas, tuberias de polietileno y tuberias de caucho reforzado.
  6. 6.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 4, en la que dicha segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31) y dicha segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35) se autoventilan.
  7. 7.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 1, en la que dicho segundo deposito de anolito (54) se autoventila y en la que dicho segundo deposito de catolito (64) se autoventila.
  8. 8.
    Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 1, en la que dicho segundo deposito de anolito (54)
    comprende un contenedor intermedio para materiales a granel.
  9. 9. Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 1, en la que dicho segundo deposito de catolito (64) comprende un contenedor intermedio para materiales a granel.
  10. 10.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 1, que tambien comprende:
    una carcasa (406), en la que dicho modulo de sistema (405) esta dispuesto en dicha carcasa, opcionalmente, en la que dicho segundo deposito de anolito (54) y dicho segundo deposito de catolito (64) estan dispuestos cada uno por lo menos a 5 metros de dicha carcasa (406), comprendiendo tambien preferentemente una segunda bomba de anolito (51) en comunicacion fluidica con dicho segundo deposito de anolito (54) y dicho primer deposito de anolito (52), dicha segunda bomba de anolito transfiriendo anolito desde dicho segundo deposito de anolito hasta dicho primer deposito de anolito y, preferentemente, comprendiendo tambien una segunda bomba de catolito (61) en comunicacion fluidica con dicho segundo deposito de catolito (64) y dicho primer deposito de catolito (62), dicha segunda bomba de catolito transfiriendo catolito desde dicho segundo deposito de catolito hasta dicho primer deposito de catolito.
  11. 11.Bateria de flujo redoxde vanadio segun la reivindicacion 1, en la que dicho modulo de sistema (405) tambien comprende un controlador de sistema (80), en la que opcionalmente dicho controlador de sistema (80) esta acoplado de forma comunicativa a dicha primera valvula de retorno de anolito (59) y dicha primera valvula de retorno de catolito (69).
  12. 12.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 4, en la que dicho segundo deposito de anolito (54) se encuentra en comunicacion fluidica con dicho compartimiento negativo (14) y en la que dicho segundo deposito de catolito (64) se encuentra en comunicacion fluidica con dicho compartimiento positivo (22).
  13. 13.Bateriadeflujo redoxde vanadiosegunlareivindicacion12, enla que dicha comunicacion fluidicaentre dicho segundo deposito de anolito (54) y dicho compartimiento negativo (14) comprende una segunda conexion de tuberia de retorno de anolito (33) y en la que dicha comunicacion fluidica entre dicho segundo deposito de catolito (64) y dicho compartimiento positivo (22) comprende una segunda conexion de tuberia de retorno de catolito (37).
  14. 14.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 13, que tambien comprende una bomba de anolito (50) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de anolito (52) y dicho compartimiento negativo (14) y una bomba de catolito (60) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de catolito (62) y dicho compartimiento positivo (22).
  15. 15.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 14, en la que cuando dicha primera valvula de retorno de anolito (59) se encuentra en una posicion cerrada, se evita que el anolito que fluye desde dicho compartimiento negativo (14) fluya hacia el interior de dicho primer deposito de anolito (52), fluyendo en su lugar en dicho segundo deposito de anolito (54), provocando dicho flujo que el anolito en el interior de dicho segundo deposito de anolito fluya hacia el interior de dicho primer deposito de anolito a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31).
  16. 16.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 15, en la que dicho flujo en dicho segundo deposito de anolito (54) crea una condicion de sobreflujo en dicho segundo deposito de anolito y en la que dicha condicion de sobreflujo hace que el anolito fluya desde dicho segundo deposito de anolito al interior de dicho primer deposito de anolito (52).
  17. 17.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 14, en la que, cuando dicha primera valvula de retorno de catolito (69) se encuentra en una posicion cerrada, se evita que el catolito que fluye desde dicho compartimiento positivo (22) fluya hacia el interior de dicho primer deposito de catolito (62), fluyendo en su lugar en el interior de dicho segundo deposito de catolito (64), provocando dicho flujo que el catolito del interior de dicho segundo deposito de catolito fluya hacia el interior de dicho primer deposito de catolito a traves de la segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35),
    en la que, opcionalmente, dicho flujo en dicho segundo deposito de catolito (64) crea una condicion de sobreflujo en dicho segundo deposito de catolito y en la que dicha condicion de sobreflujo hace que el catolito fluya desde dicho segundo deposito de catolito al interior de dicho primer deposito de catolito (62).
  18. 18.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 14, en la que, cuando dicha primera valvula de retorno de anolito (59) se encuentra en una posicion abierta, el anolito (16) fluye desde dicho compartimiento negativo (14) al interior de dicho primer deposito de anolito (52) y en la que se evita que dicho flujo de anolito fluya hacia el interior de dicho segundo deposito de anolito (54).
  19. 19.Bateria de flujo redox de vanadio segun la reivindicacion 14, en la que, cuando dicha primera valvula de retorno de catolito (69) se encuentra en una posicion abierta, el catolito (24) fluye desde dicho compartimiento positivo (22)
    al interior de dicho primer deposito de catolito (62) y en la que se evita que dicho flujo de catolito fluya en dicho segundo deposito de catolito (64).
  20. 20.Bateria de flujo redoxde vanadio segun la reivindicacion 15, en la que dicha segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31) esta conectada de forma fluida a una parte superior de dicho segundo deposito de anolito
    (54) y en la que dicha segunda conexion de tuberia de retorno de anolito (33) esta conectada fluidicamente a una parte superior de dicho segundo deposito de anolito,
    en la que, opcionalmente, dicha segunda conexion de tuberia de suministro de anolito (31) y dicha segunda conexion de tuberia de retorno de anolito (33) estan dispuestas por encima de un nivel de fluido de dicha celula (10).
  21. 21.Bateria de flujo redoxde vanadio segun la reivindicacion 15, en la que dicha segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35) esta conectada de forma fluida a una parte superior de dicho segundo deposito de catolito
    (64) y en la que dicha segunda conexion de tuberia de retorno de catolito (37) esta conectada fluidicamente a una parte superior de dicho segundo deposito de catolito,
    en la que, opcionalmente, dicha segunda conexion de tuberia de suministro de catolito (35) y dicha segunda conexion de tuberia de retorno de catolito (37) estan dispuestas por encima de un nivel de fluido de dicha celula (10).
  22. 22.Procedimiento para modificar de manera adaptativa la capacidad de una bateria de flujo redox de vanadio, comprendiendo dicho procedimiento:
    proporcionar una bateria de flujo redox de vanadio provista de una celula (10) que comprende un compartimiento negativo (14) en comunicacion fluidica con un primer deposito de anolito (52) y un compartimiento positivo (22) en comunicacion fluidica con un primer deposito de catolito (62) y configurada de manera que funcione en un modo de volumen bajo y en un modo de volumen completo;
    monitorizar (310) una propiedad electroquimica de dicha celula;
    detectar una primera condicion electroquimica dentro de dicha celula;
    detectar una segunda condicion electroquimica dentro de dicha celula;
    configurar (334) dicha bateria de flujo redox de vanadio para que funcione en dicho modo de volumen completo en respuesta a la deteccion de dicha primera condicion, en la que, en el modo de volumen completo, dicha bateria de flujo redox de vanadio esta configurada para:
    hacer circular el contenido de dicho segundo deposito de anolito (54) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de anolito y dicho primer deposito de anolito a traves de una primera conexion de fluido de dicho segundo deposito de anolito hasta dicho primer deposito de anolito, y a traves de una segunda conexion de fluido de dicho segundo deposito de anolito hasta dicho compartimiento negativo, mientras que el anolito fluye desde dicho compartimiento negativo hacia el interior de dicho segundo deposito de anolito, y
    hacer circular el contenido de dicho segundo deposito de catolito (64) en comunicacion fluidica con dicho primer deposito de catolito y dicho primer deposito de catolito a traves una primera conexion de fluido de dicho segundo deposito de catolito hasta dicho primer deposito de catolito, y a traves de una segunda conexion de fluido de dicho segundo deposito de catolito hasta dicho compartimiento positivo, mientras que el catolito fluye desde dicho compartimiento positivo hacia el interior de dicho segundo deposito de catolito; y
    configurar (344) dicha bateria de flujo de redox de vanadio para que funcione en dicho modo de volumen bajo en respuesta a la deteccion de dicha segunda condicion, pudiendo dicha configuracion (334, 344) opcionalmente responder a una sefal generada externamente, en la que, en el modo de volumen bajo, dicha bateria de flujo redox de vanadio esta configurada para aislar fluidicamente el contenido de dicho segundo deposito de anolito con respecto a dicho primer deposito de anolito y a dicho compartimiento negativo, y para aislar fluidicamente el contenido de dicho segundo deposito de catolito con respecto a dicho primer deposito de catolito y a dicho compartimiento positivo.
  23. 23.Procedimiento segun la reivindicacion 22, enelque dichapropiedadelectroquimicacorrespondeaunatension generada por dicha celula, una corriente electrica generada por dicha celula, una corriente electrica recibida por dicha celula o un nivel de carga de una solucion electrolitica en el interior de dicha celula.
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