Diseño hidráulico de una instalación para una batería de flujo redox

Ibáñez Casao, Álvaro
Barroso Estébanez, Jorge Ángel (dir.) ; Montiel Argaiz, Manuel (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2020
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos, Área de Mecánica de Fluidos

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: El agravamiento de la crisis medioambiental, climática y de recursos que tiene lugar
en la actualidad ha hecho patente la necesidad de un cambio en el modelo de
producción de energía global, cambiando las fuentes fósiles por otras renovables. Para
compensar la intermitencia de éstas, surgen nuevos sistemas de almacenamiento de
energía y, de entre todos ellos, unos de los más atractivos dadas sus ventajas son las
baterías de flujo redox.
Este proyecto presenta el diseño de una instalación para una batería de flujo redox
de 5 kW de potencia y 10 kW·h de capacidad. Para conseguir estas especificaciones,
es necesario bombear dos fluidos desde sendos depósitos hacia la batería. La
composición de estos fluidos, el volumen y el caudal son los que condicionan la potencia
y la capacidad del sistema electroquímico, por lo que el primer paso de este trabajo es
determinar estos parámetros. Con los parámetros de la batería se definen los requisitos
que deben cumplir tanto la estación de bombeo (diámetros, materiales que se pueden
emplear, etc.) como la estructura metálica donde se dispone la instalación.
También se desarrollan distintos cálculos hidráulicos para seleccionar todos los
elementos comerciales que componen la instalación (instrumentación, bombas,
depósitos…) y garantizar su correcto funcionamiento en cuanto a caudales y pérdidas
de presión. Así mismo, se ha elaborado un presupuesto detallado de los distintos
componentes y se ha realizado un análisis de las medidas de seguridad y salud que se
deben adoptar tanto para el personal como para la propia instalación.
En el trabajo, además, se detallan los resultados experimentales obtenidos de una
batería de menor tamaño, analizando las medidas de pérdida de presión en un electrodo
poroso de fieltro de carbono, los ciclos de carga/descarga de la batería y la generación
de electrolitos.
El desarrollo de este proyecto ha tenido lugar en el Laboratorio de Investigación en
Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión (LIFTEC), donde se pretende construir
la instalación diseñada, y posteriormente evaluar la operación de la batería de flujo
redox.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado