DE102014223143A1 - Redox flux energy storage and method of operating such - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Redox-Fluss-Energiespeicher, mit zumindest einer Wandlereinheit zum Wandeln von chemischer in elektrische und von elektrischer in chemische Energie, mit zumindest einer Speichervorrichtung zum Speichern eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers (5), mit zumindest einer Leitung (4) zum Leiten des in der Speichervorrichtung speicherbaren liquiden Energieträgers (5) zu der Wandlereinheit und/oder zum Leiten des liquiden Energieträgers (5) von der Wandlereinheit zu der Speichervorrichtung, wobei die Leitung (4) eine Entkoppelvorrichtung (1) umfasst, und mittels der Entkoppelvorrichtung (1) eine vorbestimmte Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) von einem ersten Anteil (10) des liquiden Energieträgers (5) galvanisch abtrennbar ist, wobei der erste Anteil (10) in einem ersten Bereich (2) der Leitung (4) vorhanden ist, und die galvanisch abgetrennte vorbestimmte Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) einem zweiten Anteil (11) des liquiden Energieträgers (5) zuführbar ist, wobei der zweite Anteil (11) in einem zweiten Bereich (3) der Leitung (4) vorhanden ist, um die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers zu erhöhen. The invention relates to a redox-flux energy storage, with at least one converter unit for converting chemical into electrical and from electrical to chemical energy, with at least one storage device for storing an electrically conductive liquid energy carrier (5), with at least one line (4) for Directing the liquid energy carrier (5) storable in the storage device to the converter unit and / or for directing the liquid energy carrier (5) from the converter unit to the storage device, wherein the line (4) comprises a decoupling device (1), and by means of the decoupling device ( 1) a predetermined quantity (8) of the liquid energy carrier (5) can be galvanically separated from a first portion (10) of the liquid energy carrier (5), the first portion (10) being located in a first region (2) of the line (4). is present, and the galvanically separated predetermined amount (8) of the liquid energy carrier (5) a second portion (11) of the liquid Energy carrier (5) can be fed, wherein the second portion (11) in a second region (3) of the line (4) is present in order to increase the performance of the redox flow energy storage.

Description

Die Erfindung betrifft einen Redox-Fluss-Energiespeicher, mit einer Wandlereinheit zum Wandeln von chemischer in elektrische und von elektrischer in chemische Energie, mit zumindest einer Speichervorrichtung zum Speichern eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers und mit zumindest einer Leitung zum Leiten des in der Speichervorrichtung speicherbaren liquiden Energieträgers zu der Wandlereinheit und/oder zum Leiten des liquiden Energieträgers von der Wandlereinheit zu der Speichervorrichtung. The invention relates to a redox-flux energy storage, comprising a converter unit for converting chemical into electrical and from electrical to chemical energy, with at least one storage device for storing an electrically conductive liquid energy carrier and with at least one line for conducting the storable in the storage device liquid Energy carrier to the converter unit and / or to direct the liquid energy carrier from the converter unit to the storage device.

Ein Redox-Fluss-Energiespeicher, auch als Redox-Fluss-Batterie oder Redox-Flow-Batterie bekannt, ist ein elektrochemisches System zum Speichern und Umwandeln von elektrischer beziehungsweise chemischer Energie. Gekennzeichnet ist ein derartiger Energiespeicher durch eine räumliche Trennung von einer Wandlereinheit, welche auch Membranstack oder Stack genannt wird, und zugehörigen Speichervorrichtungen oder Tanks. Die Wandlereinheit dient je nach Betriebsmodus zum Umwandeln von chemischer in elektrische oder von elektrischer in chemische Energie und bestimmt die Leistung des Redox-Fluss-Energiespeichers. Die Speichervorrichtungen dienen dem Speichern elektrisch leitfähiger liquider Energieträger, üblicherweise Elektrolyten, und bestimmen die Kapazität des Redox-Fluss-Energiespeichers. A redox flow energy storage device, also known as a redox flow battery or redox flow battery, is an electrochemical system for storing and converting electrical or chemical energy. Such an energy store is characterized by a spatial separation from a converter unit, which is also called a membrane stack or stack, and associated storage devices or tanks. Depending on the operating mode, the converter unit converts chemical energy into electrical energy or electrical energy into chemical energy and determines the power of the redox flow energy storage device. The storage devices serve to store electrically conductive liquid energy carriers, usually electrolytes, and determine the capacity of the redox flow energy store.

An die Wandlereinheit müssen die Energieträger in Form von Flüssigkeiten, wie beispielsweise in einem Vanadium-Redox-Akkumulator, oder Gasen, wie beispielsweise in einem Vanadium-Luft-Akkumulator, aus der Speichervorrichtung heran- beziehungsweise abgeführt werden. Somit ist eine, beispielsweise hydraulische, Verrohrung zwischen der Wandlereinheit, also dem Energiewandler, und den Speichervorrichtungen, also den Energiespeichern, vorhanden beziehungsweise nötig. To the transducer unit, the energy sources in the form of liquids, such as in a vanadium redox accumulator, or gases, such as in a vanadium-air accumulator, zoom in or out of the storage device. Thus, one, for example hydraulic, piping between the converter unit, so the energy converter, and the storage devices, ie the energy storage, available or necessary.

Je nachdem ob in einem Betriebsmodus chemische in elektrische Energie umgewandelt wird oder elektrische in chemische Energie erzeugt die Wandlereinheit Spannungen oder wird mit Spannungen beaufschlagt. Entsprechend werden bei einer Nutzung eines Elektrolyten als Energieträger Ionen im Elektrolyten umgesetzt und deren Konzentration in den Speichervorrichtungen oder Vorratsbehältern geändert. Die Energieträger sind oft wasser- oder säurebasiert und weisen eine elektrische Leitfähigkeit auf, die zwar gering ist, aber nicht vernachlässigt werden kann. Daher sind bei hohen Spannungen des Redox-Fluss-Energiespeichers zur elektrischen Isolation des Energieträgers im Tank von dem Energieträger in der Wandlereinheit vor und hinter der Wandlereinheit systembedingt teilweise sehr lange Strecken erforderlich. Bei den heute üblichen Spannungen der Wandlereinheiten von weniger als 150 Volt (V) werden Isolationsstrecken von einigen Metern benötigt. Diese Längen können jedoch bis zu 20 Meter betragen und werden durch die elektrische Leitfähigkeit des Energieträgers bestimmt. Depending on whether in a mode of operation chemical is converted into electrical energy or electrical energy into chemical energy, the converter unit generates voltages or voltages. Accordingly, when using an electrolyte as an energy carrier, ions are converted into the electrolyte and their concentration in the storage devices or storage containers is changed. The energy sources are often based on water or acid and have an electrical conductivity which, although low, can not be neglected. Therefore, at high voltages of the redox flow energy storage for electrical insulation of the energy carrier in the tank of the energy source in the converter unit in front of and behind the converter unit due to the system sometimes very long distances required. With today's voltages of the converter units of less than 150 volts (V) insulation distances of a few meters are needed. However, these lengths can be up to 20 meters and are determined by the electrical conductivity of the energy carrier.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leistungsfähigkeit eines Redox-Fluss-Energiespeichers zu erhöhen. It is the object of the present invention to increase the performance of a redox flow energy store.

Diese Aufgabe wird von den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren. This object is solved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims, the description and the figures.

Die Erfindung betrifft einen Redox-Fluss-Energiespeicher, mit einer Wandlereinheit zum Wandeln von je nach gewähltem Betriebsmodus entweder chemischer in elektrische oder elektrischer in chemische Energie. Der Redox-Fluss-Energiespeicher kann auch eine Redox-Fluss-Batterie oder eine Redox-Flow-Batterie sein. Der Redox-Fluss-Energiespeicher umfasst zumindest eine Speichervorrichtung zum Speichern eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers, sowie zumindest eine Leitung zum Leiten des in der Speichervorrichtung speicherbaren liquiden Energieträgers zu der Wandlereinheit und/oder zum Leiten des liquiden Energieträgers von der Wandlereinheit zu der Speichervorrichtung. The invention relates to a redox flow energy storage, with a converter unit for converting depending on the selected operating mode either chemical in electrical or electrical energy into chemical energy. The redox flow energy store may also be a redox flow battery or a redox flow battery. The redox flow energy store comprises at least one storage device for storing an electrically conductive liquid energy carrier, and at least one line for directing the liquid energy store storable in the storage device to the converter unit and / or for directing the liquid energy carrier from the converter unit to the storage device.

Um die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers zu erhöhen, umfasst die Leitung eine Entkoppelvorrichtung. Mittels der Entkoppelvorrichtung ist eine vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers von einem ersten Anteil des liquiden Energieträgres galvanisch abtrennbar, wobei der erste Anteil in einem ersten Bereich der Leitung vorhanden ist. Mittels der Entkoppelvorrichtung ist in Folge die galvanisch abgetrennte vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers einem zweiten Anteil des liquiden Energieträgers zuführbar, wobei der zweite Anteil in einem von dem ersten verschiedenen zweiten Bereich der Leitung vorhanden ist. Mittels der Entkoppelvorrichtung kann so ein dauerhaftes Entkoppeln eines ersten elektrischen Potenzials des liquiden Energieträgers in dem ersten Bereich der Leitung von einem zweiten elektrischen Potenzial des liquiden Energieträgers in dem zweiten Bereich der Leitung erfolgen. In order to increase the performance of the redox flow energy storage, the line comprises a decoupling device. By means of the decoupling device, a predetermined amount of the liquid energy carrier is galvanically separated from a first portion of the liquid Energieträgres, wherein the first portion is present in a first region of the conduit. By means of the decoupling device, the galvanically separated predetermined quantity of the liquid energy carrier can subsequently be supplied to a second portion of the liquid energy carrier, the second portion being present in one of the first and second different regions of the line. By means of the decoupling device, a permanent decoupling of a first electrical potential of the liquid energy carrier in the first region of the line from a second electrical potential of the liquid energy carrier in the second region of the line can thus take place.

Dabei ist ein Massestrom des liquiden Energieträgers und damit ein elektrischer Strom durch die Entkoppelvorrichtung aufrecht erhalten. Gleichzeitig ist jedoch die elektrische Unterbrechung des Massestroms, insbesondere des hydraulischen Massestromes, aus der Speichervorrichtung, beispielsweise einem Flüssigkeitsspeicher, erreicht. Ein Verschleppen von Spannungspotenzialen von der Wandlereinheit in die Speichervorrichtung kann somit durch ein Einbringen von isolierenden Abschnitten, beispielsweise Luftstrecken oder anderer Isolationsstrecken, in den Massestrom vermieden werden. In this case, a mass flow of the liquid energy carrier and thus an electric current through the decoupling device is maintained. At the same time, however, the electrical interruption of the mass flow, in particular of the hydraulic mass flow, is achieved from the storage device, for example a liquid reservoir. A transfer of voltage potentials from the converter unit into the storage device can thus by Inserting insulating sections, such as air gaps or other insulation distances, are avoided in the mass flow.

Das hat den Vorteil, dass die für eine elektrische Isolation des Energieträgers in der Speichereinrichtung von dem Energieträger in der Wandlereinheit erforderliche Länge der Leitung reduziert werden kann. Damit kann Bauraum eingespart und zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit genutzt werden. Des Weiteren kann auf Grund der elektrischen Isolation oder Unterbrechung der Redox-Fluss-Energiespeicher mit einer höheren Spannung betrieben werden und auf diese Weise die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers erhöht werden. Es ist überdies auf vereinfachte Weise eine Reihenschaltung von mehreren Wandlereinheiten mit einer gemeinsamen Speichervorrichtung realisierbar. This has the advantage that the length of the line required for electrical insulation of the energy source in the storage device from the energy source in the converter unit can be reduced. Thus, space can be saved and used to increase the performance. Furthermore, due to the electrical insulation or interruption of the redox flow energy storage can be operated with a higher voltage and thus the performance of the redox flow energy storage can be increased. It is also possible in a simplified manner a series connection of a plurality of converter units with a common memory device feasible.

Der Redox-Fluss-Energiespeicher kann auch den liquiden Energieträger umfassen. Der liquide Energieträger kann in diesem Fall ein flüssiger Energiespeicher und insbesondere ein Elektrolyt sein. The redox flow energy storage may also include the liquid energy source. In this case, the liquid energy carrier can be a liquid energy store and in particular an electrolyte.

Entsprechend ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass Wandlereinheit, Speichervorrichtung, Leitung und Entkoppelvorrichtung jeweils auf einen flüssigen Energiespeicher, insbesondere einen Elektrolyten, als liquiden Energieträger ausgelegt sind. Das hat den Vorteil, dass eine vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers in besonders einfacher Weise, beispielsweise mittels einer geeigneten Hydraulikvorrichtung als Teil der Entkoppelvorrichtung, galvanisch von dem ersten Anteil abtrennbar ist. Accordingly, in a further embodiment, it is provided that converter unit, storage device, line and decoupling device are each designed for a liquid energy store, in particular an electrolyte, as a liquid energy carrier. This has the advantage that a predetermined amount of the liquid energy carrier can be galvanically separated from the first component in a particularly simple manner, for example by means of a suitable hydraulic device as part of the decoupling device.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Entkoppelvorrichtung ein an dem zweiten Bereich der Leitung angeordnetes Reservoir und eine an dem ersten Bereich der Leitung angeordnete Dosiereinrichtung umfasst, wobei die Dosiereinrichtung im Betrieb des Redox-Fluss-Energiespeichers mit dem liquiden Energieträger in einem Gravitationsfeld über dem Reservoir angeordnet ist und ausgelegt ist, die vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers von dem ersten Anteil des Energieträgers abzutrennen und unter Nutzung der Schwerkraft in das Reservoir fallen zu lassen. Der liquide Energieträger hat in der Dosiereinrichtung somit ein größeres Gravitationspotenzial als in dem Reservoir. Es kann in den Massestrom des liquiden Energieträgers somit ein Gas, beispielsweise Luft, eingebracht sein, welches die beiden elektrischen Potenziale der jeweiligen Anteile in dem ersten und dem zweiten Bereich der Leitung voneinander trennt. Dies ist besonders bei einem flüssigen Energieträger mit einfachen Mitteln zu erreichen. In diesem Fall kann die elektrische Entkopplung des Massestroms durch ein Tröpfeln des flüssigen Energieträgers erfolgen, beispielsweise in einem sogenannten Tröpfelturm. Die elektrische Entkopplung des Massestroms kann auch durch einen hydraulischen Wasserfall erfolgen. Das hat den Vorteil, dass eine vollständige elektrische Entkopplung der beiden Potenziale realisiert ist. Kriechströme oder Ausgleichströme werden damit effektiv unterbunden. In a further embodiment, it is provided that the decoupling device comprises a reservoir arranged on the second region of the line and a metering device arranged on the first region of the line, wherein the metering device in the operation of the redox flow energy store with the liquid energy carrier in a gravitational field over the reservoir is arranged and adapted to separate the predetermined amount of the liquid energy carrier from the first portion of the energy carrier and drop by gravity into the reservoir. The liquid energy carrier thus has a greater gravitational potential in the metering device than in the reservoir. Thus, a gas, for example air, can be introduced into the mass flow of the liquid energy carrier, which separates the two electrical potentials of the respective components in the first and the second region of the line. This is particularly easy to achieve with a liquid energy source. In this case, the electrical decoupling of the mass flow can be effected by a dripping of the liquid energy carrier, for example in a so-called drop tower. The electrical decoupling of the mass flow can also be done by a hydraulic waterfall. This has the advantage that a complete electrical decoupling of the two potentials is realized. Leakage currents or compensation currents are thus effectively prevented.

Hier kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Dosiereinrichtung ein Ventil umfasst, welches insbesondere in einem getakteten Modus betreibbar ist. Das hat den Vorteil, dass die Größe der vorbestimmten Menge des liquiden Energieträgers genau einstellbar ist und flexibel an jeweilige Bedürfnisse angepasst werden kann. In this case, provision may in particular be made for the metering device to comprise a valve which can be operated in particular in a clocked mode. This has the advantage that the size of the predetermined amount of the liquid energy carrier is precisely adjustable and can be flexibly adapted to respective needs.

Die Dosiereinrichtung kann auch rotierendes Unterbrecherelement umfassen, insbesondere eine rotierende Lochscheibe. Durch die Löcher der Lochscheibe kann dann je nach Stellung derselben der Energieträger strömen oder nicht. Die rotierende Lochscheibe kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen oder ein solches umfassen. Die Größe der vorbestimmten Menge kann über eine Rotationsgeschwindigkeit des Unterbrecherelements eingestellt werden. Das hat den Vorteil, dass so mit geringen Kosten verschleißarm die vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers galvanisch abgetrennt werden kann. Dies ist besonders für einen Dauerbetrieb nützlich. The metering device may also comprise a rotating breaker element, in particular a rotating perforated disc. Depending on the position of the same, the energy carrier can flow through the holes of the perforated disk or not. The rotating perforated disc may consist of or comprise an electrically insulating material. The size of the predetermined amount can be adjusted via a rotation speed of the breaker element. This has the advantage that the predetermined amount of the liquid energy carrier can be galvanically separated at low cost so as to be wear-resistant. This is especially useful for continuous operation.

Des Weiteren kann hier vorgesehen sein, dass die Dosiereinrichtung eine in einem gepulsten Modus betreibbare Pumpe umfasst. Das hat den Vorteil, dass mittels der Pumpe nicht nur die vorbestimmte Menge des liquiden Energieträgers galvanisch abgetrennt werden kann, sondern die Pumpe auch zugleich weitere Pumpen, wie sie üblicherweise bei einem Redox-Fluss-Energiespeicher erforderlich sind, ersetzen kann. Somit steigt der für die Aufrechterhaltung des Betriebs der Redox-Fluss-Energiespeicher erforderliche Eigenverbrauch nicht und die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers ist besonders effizient erhöht. Furthermore, it can be provided here that the metering device comprises a pump operable in a pulsed mode. This has the advantage that not only the predetermined amount of the liquid energy carrier can be galvanically separated by means of the pump, but also the pump at the same time can replace other pumps, as they are usually required in a redox flow energy storage. Thus, the self-consumption required for maintaining the operation of the redox flow energy storage device does not increase, and the performance of the redox flow energy storage device is increased particularly efficiently.

Es kann hier vorgesehen sein, über die Pumpensteuerung, beziehungsweise über ein Erfassen einer Pumpencharakteristik durch eine der Pumpe oder der Pumpensteuerung zugeordnete Messeinrichtung, eine Zustandsanalyse des Redox-Fluss-Energiespeichers durchzuführen. Es kann beispielsweise über einen Pumpwiderstand eine Viskosität und/oder ein Druck des liquiden Energieträgers bestimmt werden, aus welchen sich beispielsweise eine Ladungsträgersättigung eines flüssigen Energieträgers ableiten lässt. Das hat den Vorteil, dass die Kenntnis über die Viskosität des Energieträgers dazu genutzt werden kann, die Dosiereinrichtung in optimaler Weise zu steuern, so dass die galvanische abgetrennte vorbestimmte Menge unter Beibehalt der galvanischen Abtrennung größtmöglich gewählt werden kann. It can be provided here, via the pump control, or via a detection of a pump characteristic by a pump or the pump control associated measuring device to perform a state analysis of the redox flow energy storage. For example, a viscosity and / or a pressure of the liquid energy carrier can be determined via a pumping resistor, from which, for example, a charge carrier saturation of a liquid energy carrier can be derived. This has the advantage that the knowledge of the viscosity of the energy carrier can be used to optimally control the metering device, so that the galvanic separated predetermined amount while maintaining the galvanic separation can be chosen as large as possible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem zweiten Bereich der Leitung ein weiteres rotierendes Unterbrecherelement angeordnet ist, insbesondere eine weitere rotierende Lochscheibe. Das hat den Vorteil, dass die elektrische Entkopplung verbessert werden kann, indem die durch die Entkoppelvorrichtung erzielte elektrische Entkopplung nochmals abgesichert ist. In an advantageous embodiment it is provided that in the second region of the line, a further rotating breaker element is arranged, in particular a further rotating perforated disc. This has the advantage that the electrical decoupling can be improved by the electrical decoupling achieved by the decoupling device is again secured.

Der Redox-Fluss-Energiespeicher kann zwei rotierende Unterbrecherelemente oder Lochscheiben umfassen. In diesem Fall können die Unterbrecherelemente, beispielsweise die Lochscheiben, versetzt betrieben werden, sodass wenn ein Unterbrecherelement den liquiden Energieträger hindurchströmen lässt das andere Unterbrecherelement dies nicht macht. Bei Verwendung von zwei Lochscheiben kann dies beispielsweise über einen Versatz der Löcher in der Lochscheibe gegenüber den Löchern in der anderen Lochscheibe erfolgen. Das hat den Vorteil einer redundanten Absicherung der elektrischen Entkopplung. The redox flow energy store may comprise two rotating breaker elements or perforated disks. In this case, the breaker elements, for example the perforated disks, can be operated offset, so that when one breaker element allows the liquid energy carrier to flow through, the other breaker element does not. When using two perforated disks, this can be done for example via an offset of the holes in the perforated disk with respect to the holes in the other perforated disk. This has the advantage of redundant protection of the electrical decoupling.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Entkoppelvorrichtung eine Pumpe, insbesondere eine Axialkolbenpumpe und/oder ein Hubkolbenpumpe und/oder eine Membranpumpe mit elektrisch isolierendem Rückschlagventil, umfasst, wobei in einem Betrieb des Redox-Fluss-Energiespeichers mit dem liquiden Energieträger jeweilige mit dem ersten Anteil des liquiden Energieträgers in Kontakt stehende Komponenten der Pumpe gegenüber jeweiligen mit dem zweiten Anteil des liquiden Energieträgers in Kontakt stehenden Komponenten der Pumpe elektrisch isoliert sind. Das hat den Vorteil, dass das galvanische Abtrennen lageunabhängig erfolgt. Auch wird ein kontinuierlicher und über die Drehzahl regelbarer Volumenstrom erzeugt. Es wird auch vorteilhaft die Pumpeigenschaft und Isolationseigenschaft in einem Bauteil vereint. Somit wird die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers verbessert. In a preferred embodiment it is provided that the decoupling comprises a pump, in particular an axial piston pump and / or a reciprocating pump and / or a diaphragm pump with electrically insulating check valve, wherein in an operation of the redox flow energy storage with the liquid energy carrier respective with the first portion of the liquid energy in contact components of the pump are electrically isolated from respective in contact with the second portion of the liquid energy components of the pump components. This has the advantage that the galvanic separation is independent of position. Also, a continuous volume flow which can be controlled via the rotational speed is generated. It is also advantageous combines the pumping property and insulation property in one component. Thus, the performance of the redox flow energy storage is improved.

Es kann diese Pumpe in einem geschlossenen hydraulischen Gesamtsystem mit einem flüssigen Energieträger eingesetzt sein. Das hat den Vorteil, dass die Pumpverluste auf Rohrreibungsverluste reduziert sind, da die Hubarbeit minimiert ist. Auch sind so keine weiteren Pumpen in der Leitung erforderlich. Somit wird die Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers erhöht. It can be used in a closed hydraulic overall system with a liquid energy source this pump. This has the advantage that the pumping losses are reduced to pipe friction losses, since the lifting work is minimized. Also, no further pumps in the line are required. Thus, the performance of the redox flow energy storage is increased.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Redox-Fluss-Energiespeicher mehrere Wandlereinheiten umfasst, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Diese können über jeweilige Leitungen an eine gemeinsame Speichervorrichtung mit demselben liquiden Energieträger gekoppelt sein. Dabei kann jede der jeweiligen Leitungen eine eigene Entkoppelvorrichtung aufweisen. Somit kann ein jeweiliger, sich in der jeweiligen Wandlereinheit befindlicher liquider Energieträger elektrisch von dem sich bei Betrieb des Redox-Fluss-Energiespeichers in der gemeinsamen Speichervorrichtung befindlichen liquiden Energieträger abgekoppelt werden. Es kann somit die Spannung bei gleichbleibendem Stromfluss erhöht werden. Gerade bei derartigen Reihenschaltungen ergibt sich das Problem des Ionenrückflusses in den gemeinsame Speicher. Dieses wird durch die Entkoppelvorrichtungen verhindert, so dass Ausgleichströme über den liquiden Energieträger zwischen den Wandlereinheiten vermieden werden. Somit lassen sich größere Spannungen des Redox-Fluss-Energiespeichers und eine größere Leistungsfähigkeit erzielen. Es kann aufgrund der erhöhten Spannung bei einer derartigen Reihenschaltung ein Spannungs-Übersetzungsverhältnis eines elektrotechnischen Spannungswandlers zum Ankoppeln des Redox-Fluss-Energiespeichers an ein elektrisches Versorgungsnetz kleiner gewählt werden. Dies erhöht die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit des Redox-Fluss-Energiespeichers, welcher in dem letzten Fall auch den Spannungswandler umfasst. In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the redox flow energy storage comprises a plurality of converter units which are electrically connected in series. These can be coupled via respective lines to a common storage device with the same liquid energy carrier. In this case, each of the respective lines may have its own decoupling device. Thus, a respective liquid energy carrier located in the respective converter unit can be disconnected electrically from the liquid energy carrier located in the common storage device during operation of the redox flow energy store. Thus, the voltage can be increased while maintaining the current flow. Especially in such series circuits, the problem of ion reflux results in the common memory. This is prevented by the decoupling devices, so that equalizing currents over the liquid energy carrier between the converter units are avoided. Thus, greater voltages of the redox flow energy storage and greater performance can be achieved. It can be chosen smaller because of the increased voltage in such a series circuit, a voltage transmission ratio of an electrical voltage converter for coupling the redox flow energy storage to an electrical supply network. This increases the life and performance of the redox flow energy store, which in the latter case also includes the voltage converter.

Es kann bei mehreren Wandlereinheiten weiterhin vorgesehen sein, die Wandlereinheiten einseitig auf ein einziges gemeinsames Referenzpotenzial zu legen. In diesem Fall kann eine Potenzialtrennung, wie sie für ein Anbinden des Redox-Fluss-Energiespeichers an ein elektrisches Versorgungsnetz erforderlich ist, durch einen elektrotechnischen Spannungswandler realisiert werden. Das hat den Vorteil, dass keine freien oder losen Potenziale vorhanden sind, sondern sämtliche Potenziale in einem festen Bezug zueinander stehen und eine einfachere Elektronik verwendet werden kann. It may also be provided in the case of several converter units to lay the converter units on one side to a single common reference potential. In this case, a potential separation, as required for connecting the redox flow energy storage device to an electrical supply network, can be realized by an electrotechnical voltage converter. This has the advantage that there are no free or loose potentials, but all potentials are in a fixed relationship to each other and a simpler electronics can be used.

Es kann hier insbesondere auch vorgesehen sein, auf der Seite des elektrotechnischen Spannungswandlers mit dem höheren Spannungspotenzial Resonanztrennwandler zum Einsatz zu bringen. Damit wird die Verlustleistung bei einem Einspeisen einer durch den Redox-Fluss-Energiespeicher bereitgestellten Leistung in das elektrische Versorgungsnetz verringert. In particular, it may also be provided here to use resonance isolating converters on the side of the electrotechnical voltage converter with the higher voltage potential. Thus, the power loss is reduced when feeding a provided by the redox flow energy storage capacity in the electrical supply network.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Redox-Fluss-Energiespeichers mit einer Reihe von Schritten: Ein Schritt ist hier das Wandeln von chemischer in elektrische oder von elektrischer in chemische Energie mittels einer Wandlereinheit. Ein weiterer Schritt ist ein Speichern zumindest eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers in einer Speichervorrichtung. Ein weiterer Schritt ist ein Leiten des in der Speichervorrichtung gespeicherten liquiden Energieträgers durch eine Leitung zu der Wandlereinheit und/oder ein Leiten des liquiden Energieträgers von der Wandlereinheit durch eine Leitung zu der Speichervorrichtung. Das Verfahren umfasst auch ein galvanisches Abtrennen einer vorbestimmten Menge des liquiden Energieträgers von einem ersten Anteil des liquiden Energieträgers mittels einer Entkoppelvorrichtung, welche Teil der Leitung ist, wobei der erste Anteil in einem ersten Bereich der Leitung vorhanden ist. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Zuführen der galvanisch abgetrennten vorbestimmten Menge des liquiden Energieträgers zu einem zweiten Anteil des liquiden Energieträgers mittels der Entkoppelvorrichtung, wobei der zweite Anteil in einem zweiten Bereich der Leitung vorhanden ist. Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen des Redox-Fluss-Energiespeichers. The invention also relates to a method for operating a redox-flux energy storage device with a series of steps. One step here is the conversion of chemical into electrical or from electrical to chemical energy by means of a converter unit. A further step is storing at least one electrically conductive liquid energy carrier in a storage device. Another step is to direct the liquid energy carrier stored in the storage device a conduit to the transducer unit and / or directing the liquid energy source from the transducer unit through a conduit to the storage device. The method also includes electrically isolating a predetermined amount of the liquid energy source from a first portion of the liquid energy source by means of a decoupling device, which is part of the line, the first portion being present in a first region of the line. Furthermore, the method comprises supplying the galvanically separated predetermined amount of the liquid energy carrier to a second portion of the liquid energy carrier by means of the decoupling device, wherein the second portion is present in a second region of the conduit. Advantages and advantageous embodiments of the method correspond here to advantages and advantageous embodiments of the redox flow energy storage.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation without the scope of To leave invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt dabei: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform einer Entkoppelvorrichtung; 1 a schematic representation of a first exemplary embodiment of a decoupling device;

2 eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform einer Entkoppelvorrichtung; und 2 a schematic representation of a second exemplary embodiment of a decoupling device; and

3 eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften dritten Ausführungsform einer Entkoppelvorrichtung. 3 a schematic sectional view of an exemplary third embodiment of a decoupling device.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Entkoppelvorrichtung. Die Entkoppelvorrichtung 1 ist dabei gemeinsam mit einem ersten Bereich 2 einer Leitung 4 und einem zweiten Bereich 3 der Leitung 4 dargestellt. Die Leitung 4 dient dabei dem Leiten eines liquiden Energieträgers 5, welcher beispielsweise als ein flüssiger Energieträger in Form eines Elektrolyten gewählt sein kann, von einer Speichervorrichtung zu einer Wandlereinheit und/oder zurück. Die Speichervorrichtung dient dann dem Speichern des Energieträgers, die Wandlereinheit je nach Betriebsmodus einem Wandeln von chemischer in elektrische oder von elektrischer in chemische Energie. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a decoupling device. The decoupling device 1 is there together with a first area 2 a line 4 and a second area 3 the line 4 shown. The administration 4 serves to guide a liquid energy carrier 5 which may be chosen, for example, as a liquid energy carrier in the form of an electrolyte, from a storage device to a converter unit and / or back. The storage device then serves to store the energy carrier, the converter unit depending on the operating mode of a conversion of chemical into electrical or electrical to chemical energy.

Vorliegend ist an dem zweiten Bereich 3 der Leitung 4 ein Reservoir 6 angeordnet. Des Weiteren ist an dem ersten Bereich 2 der Leitung 4 eine Dosiereinrichtung 7 angeordnet. Die Dosiereinrichtung 7 ist vorliegend beispielsweise als ein Ventil 12 ausgeführt. Die Dosiereinrichtung 7 ist im gezeigten Beispiel in y-Richtung über dem Reservoir 6 an einem oberen Ende des Reservoirs 6 angeordnet. Im gezeigten Beispiel wirkt eine Schwerkraft F in negativer y-Richtung, so dass durch die Dosiereinrichtung 7 eine vorbestimmte Menge 8 des liquiden Energieträgers 5 unter Nutzung der Schwerkraft in das Reservoir 6 fallen gelassen oder hineingetröpfelt werden kann. The present is at the second area 3 the line 4 a reservoir 6 arranged. Furthermore, at the first area 2 the line 4 a metering device 7 arranged. The metering device 7 is present, for example, as a valve 12 executed. The metering device 7 is in the example shown in the y-direction over the reservoir 6 at an upper end of the reservoir 6 arranged. In the example shown, a gravitational force F acts in the negative y-direction, so that through the metering device 7 a predetermined amount 8th of the liquid energy carrier 5 using gravity in the reservoir 6 can be dropped or trickled into it.

In einem Betrieb der Entkoppelvorrichtung 1 wird somit beispielsweise die Dosiereinrichtung 7 kurz geöffnet, so dass aus dem ersten Bereich 2 der Leitung 4 unter Einfluss der Schwerkraft der liquiden Energieträger 5, welcher sich in dem ersten Bereich 2 befindet, nach unten in ein durch das Reservoir 6 gebildeten Hohlraum 9 fallen kann. Noch bevor der entstehende Massestrom des liquiden Energieträgers 5 des ersten Anteils 10 des liquiden Energieträgers 5 in Kontakt kommen kann mit einem zweiten Anteil 11 des liquiden Energieträgers 5 am Boden des Reservoirs 6 und in dem zweiten Bereich 3, wird die Dosiereinrichtung 7, vorliegend das Ventil 12, geschlossen. Es wird also die vorbestimmte Menge 8 des liquiden Energieträgers 5 galvanisch von dem ersten Anteil 10 entkoppelt, bevor der ersten Anteil 10 über den in das Reservoir 6 fallenden Energieträger 5 mit dem zweiten Anteil 11 eine elektrische Verbindung herstellen kann. Die in dem Hohlraum 9 vorliegend vorhandene Luft isoliert entsprechend die vorbestimme Menge 8 bei dem Herabfallen gegenüber dem ersten Anteil 10 und dem zweiten Anteil 11. Auf Grund der Schwerkraft F wird die vorbestimmte Menge 8 vorliegend in negativer y-Richtung in den unteren Bereich des Reservoirs 6 fallen und somit dem zweiten Anteil 11 des liquiden Energieträgers 5 zugeführt, beziehungsweise mit diesem vereint. Entsprechend ist nun bei dauerhafter Isolation zwischen dem ersten Anteil 10 und dem zweiten Anteil 11 des liquiden Energieträgers 5 vorliegend ein Ladungstransport erfolgt. Durch ein wiederholtes Fallenlassen oder Tröpfeln der vorbestimmten Menge 8 kann so durch eine Art hydraulischer Wasserfall oder Tröpfelturm unter elektrischer Isolation der Potenziale des ersten Anteils 10 und des zweiten Anteils 11 ein Ladungstransport und somit Stromfluss erfolgen. In one operation of the decoupling device 1 Thus, for example, the metering device 7 short open, leaving the first area 2 the line 4 under the influence of gravity of liquid energy sources 5 which is in the first area 2 is located, down in one through the reservoir 6 formed cavity 9 can fall. Even before the resulting mass flow of liquid energy 5 of the first share 10 of the liquid energy carrier 5 can come into contact with a second share 11 of the liquid energy carrier 5 at the bottom of the reservoir 6 and in the second area 3 , is the metering device 7 , in this case the valve 12 , closed. It is therefore the predetermined amount 8th of the liquid energy carrier 5 galvanic from the first part 10 decoupled before the first share 10 over into the reservoir 6 falling energy sources 5 with the second share 11 can make an electrical connection. The in the cavity 9 Present existing air isolated according to the predetermined amount 8th when falling down from the first part 10 and the second share 11 , Due to gravity F, the predetermined amount 8th present in the negative y-direction in the lower region of the reservoir 6 fall and thus the second share 11 of the liquid energy carrier 5 supplied, or united with this. Accordingly, with permanent isolation between the first fraction 10 and the second share 11 of the liquid energy carrier 5 in the present case a charge transport takes place. By repeatedly dropping or trickling the predetermined amount 8th can thus by a kind hydraulic waterfall or dropping tower under electrical isolation of the potentials of the first portion 10 and the second share 11 a charge transport and thus current flow take place.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform einer Entkoppelvorrichtung dargestellt. Die Entkoppelvorrichtung 1 entspricht in ihrem Aufbau hier im Wesentlichen dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Es ist allerdings die Dosiereinrichtung 7 vorliegend nicht als Ventil 12 (1), sondern als Lochscheibe 13 ausgeführt. Diese Lochscheibe 13 rotiert um eine Achse A1 und lässt je nach Winkelstellung einen Massestrom des liquiden Energieträgers 5 durch den ersten Bereich 2 der Leitung 4 zu oder nicht. In 2 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of a decoupling device shown. The decoupling device 1 In this case, its construction corresponds essentially to that in 1 shown embodiment. However, it is the metering device 7 not in the present case as a valve 12 ( 1 ), but as a perforated disc 13 executed. This perforated disc 13 rotates about an axis A1 and, depending on the angular position, allows a mass flow of the liquid energy carrier 5 through the first area 2 the line 4 to or not.

Die Lochscheibe 13 umfasst dabei ein isolierendes Material. Somit wird, beispielsweise wenn auf Grund externer Krafteinflüsse durch eine Schwappbewegung doch ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten Anteil 10 und dem zweiten Anteil 11 des liquiden Energieträgers 5 zu Stande kommt, eine elektrische Entkopplung des in der Entkoppelvorrichtung 1 vorhandenen liquiden Energieträgers 5 von einem sich in weiteren Abschnitten der Leitung 4 befindlichen liquiden Energieträger 5 realisiert, indem die Lochscheibe 13 selbst, falls sie nicht gerade einen Massestrom des liquiden Energieträgers 5 zulässt, als Isolation dient. The perforated disc 13 includes an insulating material. Thus, for example, when due to external force influences by a sloshing but an electrical contact between the first portion 10 and the second share 11 of the liquid energy carrier 5 comes to conditions, an electrical decoupling in the decoupling device 1 existing liquid energy source 5 from one another in further sections of the line 4 liquid energy sources 5 realized by the perforated disc 13 even if they are not just a mass flow of liquid energy 5 allows, serves as isolation.

Dieser Effekt wird im gezeigten Beispiel durch eine weitere Lochscheibe 14, welche sich um eine weitere Achse A2 bewegt, verstärkt. Diese kann so eingestellt sein, dass die jeweiligen Löcher der Lochscheiben 13, 14 zu keinem Zeitpunkt gleichzeitig einen Massestrom des liquiden Energieträgers 5 durch die Lochscheiben 13, 14 und folglich durch die entsprechenden Bereiche 2, 3 der Leitung 4 zulassen. Damit wird sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt der sich in einem ersten Endbereich E1 der Leitung 4 befindliche liquide Energieträger 5 elektrisch von dem sich in einem zweiten Endbereich E2 der Leitung 4 befindlichen Energieträger 5 elektrisch entkoppelt beziehungsweise galvanisch getrennt ist. This effect is in the example shown by a further perforated disc 14 , which moves about a further axis A2, reinforced. This can be adjusted so that the respective holes of the perforated discs 13 . 14 at no time simultaneously a mass flow of the liquid energy carrier 5 through the perforated discs 13 . 14 and consequently through the corresponding areas 2 . 3 the line 4 allow. This ensures that at any time in a first end E1 of the line 4 available liquid energy sources 5 electrically from which in a second end region E2 of the line 4 energy source 5 electrically decoupled or galvanically isolated.

In 3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften dritten Ausführungsform einer Entkoppelvorrichtung dargestellt. Die Entkoppelvorrichtung 1 ist vorliegend als Axialkolbenpumpe ausgeführt, welche in einer Schnittebene durch eine Achse A3 eines Rotationselementes 15 dargestellt ist. Das Rotationselement 15 rotiert im Inneren eines Gehäuses 16 und weist im gezeigten Beispiel zwei Kolben 17, 18 auf. Die Axialkolbenpumpe weist hier eine Schrägscheibe 19, welche auch als Taumelscheibe bezeichnet wird, auf. Diese ist fest an dem Gehäuse 16 angeordnet und bewirkt das Verschieben der beiden Kolben 17, 18 in einer z-Richtung parallel zur Achse A3 wenn das Rotationselement 15 sich um die Achse A3 dreht. In 3 is a schematic sectional view of an exemplary third embodiment of a decoupling device shown. The decoupling device 1 is presently designed as an axial piston pump, which in a sectional plane through an axis A3 of a rotary element 15 is shown. The rotation element 15 rotates inside a housing 16 and in the example shown has two pistons 17 . 18 on. The axial piston pump here has a swash plate 19 , which is also referred to as a swash plate on. This is fixed to the housing 16 arranged and causes the displacement of the two pistons 17 . 18 in a z-direction parallel to the axis A3 when the rotation element 15 turns around the axis A3.

Im gezeigten Beispiel sind sowohl Gehäuse 16 als auch Rotationselement 15 und die beiden Kolben 17, 18 aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, wohingegen die Schrägscheibe 19 im gezeigten Beispiel aus einem Metall gefertigt ist, um der mechanischen Belastung besser Stand zu halten. Durch diese Materialwahl werden die beiden den Kolben zugeordneten Hubräume 20, 21 elektrisch voneinander isoliert. Wird die Pumpe also für einen liquiden Energieträger 5 verwendet, so sind jeweilige sich in den Hubräumen 20, 21 befindliche Volumina des liquiden Energieträgers 5 elektrisch voneinander isoliert. In the example shown are both housing 16 as well as rotation element 15 and the two pistons 17 . 18 made of an electrically insulating material, whereas the swash plate 19 in the example shown is made of a metal to better withstand the mechanical stress. By this choice of material, the two piston displacements associated 20 . 21 electrically isolated from each other. So the pump becomes a liquid source of energy 5 used, so are each in the cubic capacity 20 . 21 volumes of the liquid energy carrier 5 electrically isolated from each other.

In einem Betrieb wird nun das Rotationselement 15 um die Achse A3 gedreht. Durch die Schrägscheibe 19 werden die Kolben parallel zur Achse A3 in z-Richtung hin- und hergeschoben. Dabei wird in der gezeigten Position durch den ersten Koben 17 liquider Energieträger 5 aus dem ersten Bereich 2 der Leitung 4 in den ersten Hubraum 20 angesaugt. Dies erfolgt über eine erste Öffnung 22 in dem Gehäuse 16, welche den ersten Hubraum 20 mit der Leitung 4 verbindet. Vorliegend hat der erste Hubraum 20 auf Grund der größtmöglichen Bewegung des ersten Kolbens 17 in negativer z-Richtung sein maximales Volumen erreicht. In dem ersten Hubraum 20 befindet sich dann im Betrieb der Entkoppelvorrichtung 1 die vorbestimmte Menge 8 des liquiden Energieträgers 5, welcher von dem ersten Anteil 11 galvanisch getrennt werden soll. Um die Achse A3 gedreht entfernt sich der erste Haubraum 20 dann im Betrieb von der ersten Öffnung 22, sodass dass Gehäuse 16 die vorbestimme Menge 8 des Energieträgers 5 von dem ersten Anteil 10, welcher in dem ersten Bereich 2 der Leitung 4 verbleibt, galvanisch abtrennt. In one operation now becomes the rotation element 15 rotated about the axis A3. Through the swash plate 19 the pistons are pushed back and forth parallel to the axis A3 in the z-direction. It is in the position shown by the first Koben 17 liquid energy source 5 from the first area 2 the line 4 in the first displacement 20 sucked. This is done via a first opening 22 in the case 16 that the first displacement 20 with the line 4 combines. In the present case has the first displacement 20 due to the largest possible movement of the first piston 17 in the negative z-direction reaches its maximum volume. In the first displacement 20 is then in operation of the decoupling device 1 the predetermined amount 8th of the liquid energy carrier 5 , which of the first share 11 to be galvanically isolated. Turned around the axis A3, the first dome moves away 20 then in operation from the first opening 22 so that the case 16 the predetermined amount 8th of the energy carrier 5 from the first share 10 which is in the first area 2 the line 4 remains, galvanically separated.

Das Rotationselement 15 wird dann weiter gedreht, bis der erste Hubraum 20 schließlich über eine zweite Öffnung 23 in dem Gehäuse 16 mit dem zweiten Bereich 3 der Leitung 4 fluidisch gekoppelt wird. Da die Schrägscheibe 19 schräg zur Achse A3 angeordnet ist, bewegt diese dann den ersten Kolben 17 in positive z-Richtung und somit die vorbestimmte Menge 8 durch die zweiten Öffnung 23 in den zweiten Bereich 3 der Leitung 4. In der Darstellung nimmt zu dem dargestellten Zeitpunkt gerade der zweite Kolben 18 die soeben für den ersten Kolben 17 beschriebene Position ein. Es ist somit auf Grund der isolatorischen Eigenschaften der Entkoppelvorrichtung 1, vorliegend der Komponenten der Axialkolbenpumpe, ein elektrisches Trennen des ersten Anteils 10 von dem zweiten Anteil 11 des liquiden Energieträgers 5 erreicht bei Aufrechterhalten eines Massestrom und dadurch eines Ladungsträgerflusses durch die Entkoppelvorrichtung 1. The rotation element 15 is then rotated until the first displacement 20 finally over a second opening 23 in the case 16 with the second area 3 the line 4 is fluidically coupled. Because the swash plate 19 is arranged obliquely to the axis A3, this then moves the first piston 17 in the positive z-direction and thus the predetermined amount 8th through the second opening 23 in the second area 3 the line 4 , In the illustration, just takes the second piston at the time shown 18 the just for the first piston 17 described position. It is thus due to the isolatorischen properties of the decoupling device 1 , Here the components of the axial piston pump, an electrical separation of the first portion 10 from the second share 11 of the liquid energy carrier 5 achieved while maintaining a mass flow and thereby a charge carrier flow through the decoupling device 1 ,

Claims (10)

Redox-Fluss-Energiespeicher, mit – zumindest einer Wandlereinheit zum Wandeln von chemischer in elektrische und von elektrischer in chemische Energie; – zumindest einer Speichervorrichtung zum Speichern eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers (5); – zumindest einer Leitung (4) zum Leiten des in der Speichervorrichtung speicherbaren liquiden Energieträgers (5) zu der Wandlereinheit und/oder zum Leiten des liquiden Energieträgers (5) von der Wandlereinheit zu der Speichervorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (4) eine Entkoppelvorrichtung (1) umfasst, wobei mittels der Entkoppelvorrichtung (1) – eine vorbestimmte Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) von einem ersten Anteil (10) des liquiden Energieträgers (5) galvanisch abtrennbar ist, wobei der erste Anteil (10) in einem ersten Bereich (2) der Leitung (4) vorhanden ist, und – die galvanisch abgetrennte vorbestimmte Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) einem zweiten Anteil (11) des liquiden Energieträgers (5) zuführbar ist, wobei der zweite Anteil (11) in einem zweiten Bereich (3) der Leitung (4) vorhanden ist. Redox flux energy storage, with At least one transducer unit for converting chemical into electrical and from electrical to chemical energy; At least one memory device for storing an electrically conductive liquid energy carrier ( 5 ); - at least one line ( 4 ) for conducting the storable in the storage device liquid energy carrier ( 5 ) to the converter unit and / or to direct the liquid energy carrier ( 5 ) from the transducer unit to the memory device; characterized in that the conduit ( 4 ) a decoupling device ( 1 ), wherein by means of the decoupling device ( 1 ) - a predetermined amount ( 8th ) of the liquid energy carrier ( 5 ) of a first share ( 10 ) of the liquid energy carrier ( 5 ) is galvanically separable, wherein the first portion ( 10 ) in a first area ( 2 ) of the line ( 4 ), and - the galvanically separated predetermined amount ( 8th ) of the liquid energy carrier ( 5 ) a second share ( 11 ) of the liquid energy carrier ( 5 ), the second portion ( 11 ) in a second area ( 3 ) of the line ( 4 ) is available. Redox-Fluss-Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinheit, die Speichervorrichtung, die Leitung (4) und die Entkoppelvorrichtung (1) auf einen flüssigen Energieträger (5), insbesondere auf einen Elektrolyten, als liquider Energieträger (5) ausgelegt sind. Redox flow energy store according to claim 1, characterized in that the converter unit, the storage device, the line ( 4 ) and the decoupling device ( 1 ) to a liquid energy source ( 5 ), in particular an electrolyte, as a liquid fuel ( 5 ) are designed. Redox-Fluss-Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkoppelvorrichtung (1) ein an dem zweiten Bereich (3) der Leitung (4) angeordnetes Reservoir (6) und eine an dem ersten Bereich (2) der Leitung (4) angeordnete Dosiereinrichtung (7) umfasst, wobei die Dosiereinrichtung (7) im Betrieb des Redox-Fluss-Energiespeichers mit dem liquiden Energieträger (5) in einem Gravitationsfeld über dem Reservoir (6) angeordnet ist und ausgelegt ist, die vorbestimmte Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) von dem ersten Anteil (10) des Energieträgers (5) abzutrennen und unter Nutzung der Schwerkraft (F) in das Reservoir (6) fallen zu lassen. Redox flux energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling device ( 1 ) on the second area ( 3 ) of the line ( 4 ) arranged reservoir ( 6 ) and one at the first area ( 2 ) of the line ( 4 ) arranged metering device ( 7 ), wherein the metering device ( 7 ) in the operation of the redox flow energy store with the liquid energy carrier ( 5 ) in a gravitational field above the reservoir ( 6 ) and is designed to the predetermined amount ( 8th ) of the liquid energy carrier ( 5 ) from the first share ( 10 ) of the energy carrier ( 5 ) and using gravity (F) in the reservoir ( 6 ) drop. Redox-Fluss-Energiespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (7) ein Ventil (12) umfasst, welches insbesondere in einem getakteten Modus betreibbar ist. Redox flux energy store according to claim 3, characterized in that the metering device ( 7 ) a valve ( 12 ), which is operable in particular in a clocked mode. Redox-Fluss-Energiespeicher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (7) ein rotierendes Unterbrecherelement umfasst, insbesondere eine rotierende Lochscheibe (13). Redox flux energy storage according to claim 3 or 4, characterized in that the metering device ( 7 ) comprises a rotating breaker element, in particular a rotating perforated disk ( 13 ). Redox-Fluss-Energiespeicher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (7) eine in einem gepulsten Modus betreibbare Pumpe umfasst. Redox flux energy store according to one of claims 3 to 5, characterized in that the metering device ( 7 ) comprises a pump operable in a pulsed mode. Redox-Fluss-Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Bereich (3) der Leitung (4) ein weiteres rotierendes Unterbrecherelement angeordnet ist, insbesondere eine weitere rotierende Lochscheibe (14). Redox flux energy store according to one of the preceding claims, characterized in that in the second region ( 3 ) of the line ( 4 ) a further rotating breaker element is arranged, in particular a further rotating perforated disk ( 14 ). Redox-Fluss-Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkoppelvorrichtung (1) eine Pumpe, insbesondere eine Axialkolbenpumpe und/oder eine Hubkolbenpumpe und/oder eine Membranpumpe, umfasst, wobei in einem Betrieb des Redox-Fluss-Energiespeicher mit dem liquiden Energieträger (5) jeweilige mit dem ersten Anteil (10) des liquiden Energieträgers (5) in Kontakt stehende Komponenten der Pumpe gegenüber jeweiligen mit dem zweiten Anteil (11) des liquiden Energieträgers (5) in Kontakt stehenden Komponenten der Pumpe elektrisch isoliert sind. Redox flux energy store according to one of claims 1 or 2, characterized in that the decoupling device ( 1 ) comprises a pump, in particular an axial piston pump and / or a reciprocating pump and / or a diaphragm pump, wherein in an operation of the redox flow energy storage with the liquid energy carrier ( 5 ) respective with the first share ( 10 ) of the liquid energy carrier ( 5 ) in contact with components of the pump relative to the respective second portion ( 11 ) of the liquid energy carrier ( 5 ) are electrically isolated in contact components of the pump. Redox-Fluss-Energiespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Redox-Fluss-Energiespeicher mehrere Wandlereinheiten umfasst, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Redox flow energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the redox flow energy storage comprises a plurality of converter units which are electrically connected in series. Verfahren zum Betreiben eines Redox-Fluss-Energiespeichers, mit den Schritten: – Wandeln von chemischer in elektrische oder von elektrischer in chemische Energie mittels einer Wandlereinheit; – Speichern zumindest eines elektrisch leitfähigen liquiden Energieträgers (5) in einer Speichervorrichtung; – Leiten des in der Speichervorrichtung gespeicherten liquiden Energieträgers (5) durch eine Leitung (4) zu der Wandlereinheit; – Galvanisches Abtrennen einer vorbestimmten Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) von einem ersten Anteil (10) des liquiden Energieträgers (5) mittels einer Entkoppelvorrichtung (1), welche Teil der Leitung (4) ist, wobei der erste Anteil (10) in einem ersten Bereich (2) der Leitung (4) vorhanden ist; und – Zuführen der galvanisch abgetrennten vorbestimmten Menge (8) des liquiden Energieträgers (5) zu einem zweiten Anteil (11) des liquiden Energieträgers (5) mittels der Entkoppelvorrichtung (1), wobei der zweite Anteil (11) in einem zweiten Bereich (3) der Leitung (4) vorhanden ist. A method for operating a redox-flux energy storage, comprising the steps of: - converting chemical to electrical or electrical to chemical energy by means of a transducer unit; Storing at least one electrically conductive liquid energy carrier ( 5 ) in a storage device; - directing the liquid energy carrier stored in the storage device ( 5 ) through a line ( 4 ) to the transducer unit; Galvanic separation of a predetermined amount ( 8th ) of the liquid energy carrier ( 5 ) of a first share ( 10 ) of the liquid energy carrier ( 5 ) by means of a decoupling device ( 1 ), which part of the line ( 4 ), the first portion ( 10 ) in a first area ( 2 ) of the line ( 4 ) is available; and - supplying the galvanically separated predetermined amount ( 8th ) of the liquid energy carrier ( 5 ) to a second share ( 11 ) of the liquid energy carrier ( 5 ) by means of the decoupling device ( 1 ), the second part ( 11 ) in a second area ( 3 ) of the line ( 4 ) is available.

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