Una tesis doctoral defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA) propuesto un nuevo método de gestión que permite obtener unas buenas prestaciones y preservar la vida útil de las baterías de litio utilizadas para el almacenamiento de energía eléctrica generada a partir de fuentes renovables.
El ingeniero industrial Alberto Berrueta Irigoyen ha constatado en su tesis doctoral que la tecnología de baterías de litio es un candidato con gran potencial para solucionar los problemas de control en la red eléctrica debido a las fluctuaciones que se producen en la generación eléctrica renovable. Los menores costes de fabricación, las mejores prestaciones y el mayor tiempo de vida de las baterías de litio explicarían ese potencial.
“La instalación de fuentes de generación renovables es cada vez más importante a nivel mundial, y se prevé que esta tendencia continúe durante los próximos años —explica Alberto Berrueta, investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la UPNA—. La tecnología renovable ha superado en los últimos años diversos escollos tecnológicos y, tras conseguir un precio competitivo frente a las fuentes de generación convencional, el principal reto al que se enfrenta a día de hoy es la gestión de su generación variable debido a las fluctuaciones de la radiación solar o del viento. Por ello, la solución es acumular la electricidad generada en baterías de litio”.
Modelos matemáticos precisos
En su tesis doctoral, Alberto Berrueta ha investigado sobre los mecanismos físicos que rigen el funcionamiento de las baterías de litio y sobre su influencia en una batería que funciona conectada a una instalación renovable. También ha estudiado la forma en la que estas baterías se degradan y ha propuesto el ya citado nuevo método de gestión.
El reto de este investigador ha consistido en desarrollar modelos matemáticos precisos del funcionamiento eléctrico, térmico y de la degradación de la batería, que ha integrado después en un optimizador matemático que calcula la mejor forma de gestionar la batería.
Aplicaciones
Para las pruebas, llevadas a cabo mayoritariamente en los laboratorios del grupo de investigación INGEPER (Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovables) dela UPNA, utilizó una batería de litio comercial de 5,3 kWh, desarrollada para su uso en sistemas de energía renovable. Estas pruebas sirvieron para cuantificar la precisión de los modelos matemáticos desarrollados y validar su correcto funcionamiento.
Las aplicaciones de estas investigaciones incluyen, entre otras, el desarrollo de optimizadores que permitan maximizar la rentabilidad de la inversión de grandes plantas eólicas y fotovoltaicas con baterías de litio mediante una gestión inteligente de su operación; el diseño de BMS para vehículos eléctricos ligeros (como bicicletas o patinetes); la medición de las características más importantes de las celdas ofrecidas por diversos fabricantes para seleccionar las más convenientes para cada aplicación; o la reutilización de baterías procedentes del sector de la automoción, adaptándolas a los requisitos particulares de las plantas de generación renovable.