view in publisher's site

Numerical modelling and in-depth analysis of multi-stack vanadium flow battery module incorporating transport delay

Highlights•The effect of transport delay in the multi-stacks flow battery module is revealed.•A comprehensive module model incorporating the transport delay is developed.•Simulation results prove the effect of transport delay on the module performance.•Transport delay can be minimized by optimizing the flow rate and pipe geometry.•The opposite feeding mode further helps to minimize the effect of transport delay.AbstractThe flow battery module comprised of multi-stack is commonly constructed for use in large-scale electrical energy storage applications. In such a multi-stack module, the transport delay associated with electrolyte flow in the piping systems inevitably exists that can impose a significant impact on module design and operation performance. In this paper, a complete dynamic model incorporating transport delay is developed for the multi-stack vanadium flow battery module. Based on the model, the module performance and capacity utilization are comprehensively analyzed for different module designs and various operational conditions. Simulation results demonstrate that the transport delay can cause uneven concentration distributions along the piping and lead to a poor stack voltage uniformity in the module, which can subsequently result in premature voltage cut-off in operation and a degraded capacity utilization. Meanwhile, the analyses also prove that the transport delay and its negative effect on the module can be effectively reduced by optimizing the electrolyte feeding mode in addition to adopting a high variable flow rate and a small pipe radius. Such an in-depth simulation analysis considering the transport delay not only offers a cost-effective way to analyze a multi-stack flow battery system, but also provides a deep insight into design and optimization of the large-scale flow battery module that can allow both high system efficiency and superior capacity utilization to be achieved.Graphical abstractDownload : Download high-res image (270KB)Download : Download full-size image

مدل‌سازی عددی و تحلیل عمیق ماژول باتری جریان multi وانادیوم دار شامل تاخیر حمل و نقل

نکات مهم - اثر تاخیر حمل و نقل در ماژول باتری جریان چند پشته آشکار می‌شود. مدل جامع ماژول شامل تاخیر حمل و نقل توسعه داده می‌شود. نتایج شبیه‌سازی تاثیر تاخیر حمل و نقل بر عملکرد ماژول را اثبات می‌کند. تاخیر حمل و نقل می‌تواند با بهینه‌سازی نرخ جریان و هندسه لوله به حداقل برسد. حالت تغذیه مخالف بیشتر به به حداقل رساندن اثر حمل و نقل ماژول باتری جریان ractThe متشکل از چند پشته برای استفاده در کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ کمک می‌کند. در چنین پیمانه‌ای multi، تاخیر حمل و نقل مرتبط با جریان الکترولیت در سیستم‌های لوله‌کشی به ناچار وجود دارد که می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر طراحی ماژول و عملکرد عملیات داشته باشد. در این مقاله، یک مدل دینامیک کامل شامل تاخیر حمل و نقل برای ماژول باتری جریان multi vanadium ایجاد شده‌است. براساس این مدل، عملکرد ماژول و کاربرد ظرفیت به صورت جامع برای طرح‌های مختلف ماژول و شرایط عملیاتی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که تاخیر حمل و نقل می‌تواند باعث توزیع نابرابر غلظت در طول لوله‌کشی شود و منجر به یکنواختی ولتاژ پشته در ماژول شود، که متعاقبا می‌تواند منجر به قطع برق زودرس در عملیات و استفاده از ظرفیت تخریب‌شده گردد. در همین حال، تجزیه و تحلیل‌ها نشان می‌دهند که تاخیر حمل و نقل و تاثیر منفی آن بر مدول می‌تواند به طور موثر با بهینه‌سازی حالت تغذیه الکترولیت در کنار اتخاذ یک نرخ جریان متغیر و یک شعاع لوله کوچک کاهش یابد. چنین تحلیلی در یک شبیه‌سازی عمیق با توجه به تاخیر انتقال نه تنها یک روش مقرون‌به‌صرفه برای تجزیه و تحلیل یک سیستم باتری جریان چند پشته ارایه می‌دهد، بلکه یک بینش عمیق در طراحی و بهینه‌سازی مدل باتری جریان بزرگ ارایه می‌دهد که می‌تواند هر دو تصویر بالا را دانلود کند (۲۷۰ کیلوبایت)بارگیری: یک تصویر با اندازه کامل دانلود کنید.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله Civil and Structural Engineering
  • ترجمه مقاله Civil and Structural Engineering
  • مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • ترجمه مقاله مهندسی عمران و طراحی ساختار
  • مقاله Building and Construction
  • ترجمه مقاله Building and Construction
  • مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • ترجمه مقاله ساختمان‌سازی و ساخت و ساز
  • مقاله Management, Monitoring, Policy and Law
  • ترجمه مقاله Management, Monitoring, Policy and Law
  • مقاله مدیریت، نظارت، سیاست و قانون
  • ترجمه مقاله مدیریت، نظارت، سیاست و قانون
  • مقاله General Energy
  • ترجمه مقاله General Energy
  • مقاله انرژی عمومی
  • ترجمه مقاله انرژی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.