Øget ydeevne og levetid for lithiumbatterier i vedvarende energianlæg

I sin ph.d. afhandling, Alberto Berrueta har undersøgt de fysiske mekanismer, der styrer funktionen af ​​lithiumbatterier og deres indflydelse på et batteri, der fungerer, når det er tilsluttet et vedvarende anlæg. Han undersøgte også den måde, hvorpå disse batterier nedbrydes, og har foreslået et nyt ledelsessystem.

"Installation af vedvarende energikilder bliver stadig vigtigere over hele verden, og denne tendens forventes at fortsætte i de kommende år, " forklarede Alberto Berrueta-Irigoyen, forsker ved NUP/UPNA's Institute of Smart Cities (ISC). "Vedvarende teknologi har i de senere år overvundet forskellige teknologiske faldgruber, og efter at have opnået en konkurrencedygtig pris med hensyn til konventionelle energikilder, den største udfordring i dag er at styre dens variable produktion forårsaget af udsving i solstråling eller vind. Derfor er løsningen at opbevare den producerede elektricitet i lithiumbatterier.«

Udfordringen indebar at udvikle præcise matematiske modeller af batteriets elektriske og termiske funktion og dets nedbrydning, som Berrueta derefter indarbejdede i en matematisk optimizer, der beregner den bedste måde at styre batteriet på. "Hvis det bruges på en alt for intens måde, det nedbrydes hurtigere. Derimod, hvis det bruges på en måde, der er for afslappet, den opnåede ydelse er stærkt nedsat. Algoritmen søger en kompromisløsning mellem fordelene ved batteriet og dets nedbrydning, " sagde Berrueta.

Til testene, for det meste udført i laboratorier i elektroteknik, Power Electronics and Renewable Energies (INGEPER) forskningsgruppe under NUP/UPNA, han brugte et kommercielt 5,3 kWh (kilowatt-time) batteri, udviklet til brug i vedvarende energisystemer. Disse tests tjente til at kvantificere præcisionen af ​​de matematiske modeller og bekræfte, at de fungerede korrekt.

Berrueta siger, "Mens store virksomheder som LG eller Tesla fortsætter deres hektiske kapløb om at opnå billigere celler, der giver bedre ydeevne, og som kan bruges til at fremstille batterier, formålet med INGEPER -forskergruppen, jeg tilhører, er at positionere sig i spidsen for forskning vedrørende ældningsmekanismer, der påvirker litiumbatterier samt design af strategier til styring og styring af batteriet eller batteristyringssystemet, som er nøgleværktøjer i udviklingen af ​​lithiumbatterisektoren i Navarra."

Anvendelsen af ​​denne forskning omfatter bl. blandt andet, udviklingen af ​​optimeringsværktøjer, der gør det muligt at maksimere fortjenesten på investeringen af ​​store vindmøller og solcelleanlæg med lithiumbatterier ved hjælp af smart styring af deres drift; design af et batteristyringssystem til lette elektriske køretøjer (f.eks. cykler og skateboards); måling af de vigtigste funktioner i cellerne, der tilbydes af forskellige producenter med det formål at udvælge de bedst egnede til hver anvendelse; og genbrug af batterier fra bilsektoren ved at tilpasse dem til de særlige krav fra fabrikker til vedvarende produktion.