Un equipo de investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha desarrollado un modelo avanzado para simular con precisión el comportamiento de sistemas de almacenamiento energético basados en baterías de iones de litio. Este trabajo se enmarca en el proyecto estratégico HYBPLANT, orientado a la combinación de energía eólica y solar fotovoltaica con sistemas de almacenamiento que utilizan hidrógeno verde y baterías nuevas y reutilizadas (primera y segunda vida) para hacer que las instalaciones renovables funcionen de forma más eficiente y continua.
De izq. a dcha.: Alberto Berrueta, Ane Pérez Ibarrola, Idoia San Martín, Alfredo Ursúa y Pablo Sanchis, en el edificio de los Pinos del campus de Arrosadia.
El modelo creado por el grupo de investigación INGEPER (Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovables), dirigido por el catedrático Pablo Sanchis Gúrpide, permite reproducir de forma detallada el funcionamiento eléctrico, térmico y el envejecimiento de las baterías a lo largo de su vida útil. Su aplicación facilita calcular con precisión el tamaño necesario de los sistemas de almacenamiento, estudiar cómo pequeñas diferencias entre los componentes de una batería pueden afectar a su funcionamiento, combinar distintas tecnologías energéticas y desarrollar sistemas que controlan y optimizan el uso de la energía en las instalaciones.
Para validar su fiabilidad, el equipo investigador ha empleado infraestructuras propias de la UPNA ubicadas en el campus de Arrosadia, como la microrred experimental del Laboratorio de Almacenamiento Energético y Microrredes y la estación de carga rápida para autobuses urbanos eléctricos, situada en la puerta del Aulario. Estas instalaciones han servido para comprobar el rendimiento del modelo en condiciones de funcionamiento habituales y a tiempo real.
“Aunque el modelo se ha diseñado pensando en su aplicación principal en plantas de producción de hidrógeno verde, su versatilidad y precisión lo convierten en una herramienta útil y con gran potencial para otros contextos, como la movilidad eléctrica o la integración de energías renovables en la red eléctrica”, describe el catedrático Alfredo Ursúa Rubio, investigador principal del proyecto.
El equipo de la UPNA que ha participado en el proyecto está formado por investigadores del grupo INGEPER. Se trata de: Ane Pérez Ibarrola, Idoia San Martín Biurrun, Ernesto Barrios Rípodas, Alberto Berrueta Irigoyen y Eugenio Gubía Villabona, más los citados Pablo Sanchis y Alfredo Ursúa.
Participación en un consorcio estratégico
El proyecto HYBPLANT, coordinado por Nordex Energy Spain con la participación de Ingeteam, Beeplanet Factory, CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) y la UPNA, ha recibido una financiación de 1,29 millones de euros por parte del Departamento de Industria y de Transición Ecológica y Digital Empresarial del Gobierno de Navarra, dentro de la convocatoria de ayudas a proyectos estratégicos de I+D (2022–2025), enmarcada en el reto AERO.
Además del modelo de baterías desarrollado por la UPNA, el consorcio ha trabajado en sistemas que permiten a los aerogeneradores estabilizar la red eléctrica por sí mismos (conocidos como “grid-forming”), en mejorar los equipos que convierten la electricidad generada para que sea compatible con la red (convertidores de potencia) y en afinar las previsiones de producción renovable mediante técnicas avanzadas basadas en datos meteorológicos. Todos estos desarrollos han sido trasladados a entornos reales de prueba, lo que ha permitido evaluar su aplicabilidad en futuras instalaciones comerciales.
Escalado futuro y continuidad
Tras la finalización del proyecto HYBPLANT, el consorcio prevé continuar con nuevas fases de escalado y validación en condiciones reales para ajustar los modelos desarrollados y optimizar su desempeño. Asimismo, se plantea su aplicación en nuevos proyectos de energías renovables, con vistas a mejorar la planificación y operación de instalaciones híbridas y a explorar nuevos modelos de negocio basados en almacenamiento energético y producción de hidrógeno verde.