Proyecto GERA para la gestión de energías renovables almacenadas

  • Un equipo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha trabajado, en el marco del proyecto GERA, estudiando y analizando el potencial y la viabilidad técnica de las baterías provenientes de los vehículos eléctricos.

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El desarrollo de este proyecto estratégico de I+D ha sido coordinado por el clúster eólico Enercluster, y en él ha participado además un consorcio de entidades y empresas formado por la UPNA, Acciona Energía, Nordex, Beeplanet Factory, CENER, NAITEC, IED Electronics e Ingeteam. Su objetivo principal ha sido conseguir una solución integral que permita disponer de tecnologías avanzadas para la gestión, a través del almacenamiento de la energía renovable generada y su posterior distribución en red.

El equipo de investigación de la UPNA que ha trabajado en este proyecto está formado por Idoia San Martín, Elisa Braco, Alberto Berrueta, Adrián Soto, Alfredo Ursúa y Pablo Sanchis, miembros del grupo de investigación INGEPER (Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Potencia y Energías Renovables) y pertenecientes al Instituto de Smart Cities (ISC).

Proyecto GERA para la gestión de energías renovables almacenadas

Las baterías de segunda vida son aquellas que se retiran de los vehículos eléctricos cuando todavía tienen una vida útil para otras aplicaciones menos exigentes. "De esta forma, se evitan las emisiones derivadas de la fabricación de nuevas baterías y se reduce el impacto ambiental", ha destacado la UPNA en una nota.

En una primera fase, desde la UPNA se realizó una caracterización de numerosas baterías de este tipo, lo que permitió desarrollar una metodología detallada para conocer el estado de las baterías, sus prestaciones eléctricas y su estado de salud. Asimismo, se analizó la dispersión existente en este tipo de baterías —debido a sus diferencias de funcionamiento en los vehículos eléctricos—, así como la influencia de esa dispersión en la configuración de battery packs.

En la segunda fase se analizó el envejecimiento de las baterías. Para ello, explican los investigadores, “se realizaron ensayos bajo distintas condiciones de funcionamiento y se pudo predecir la degradación de este tipo de baterías en función de su modo de operación, a través de modelos que permitieron estimar la durabilidad, una variable muy significativa para estudiar la viabilidad económica de estas baterías”.

Por último, se realizaron distintas validaciones en entornos reales de operación. Así, usando la microrred de la UPNA, se comprobó la utilización de estas baterías en aplicaciones de autoconsumo, para dar servicios de red como peak shaving o regulación en frecuencia, para aprovechar la energía eólica excedentaria nocturna y en aplicaciones estacionarias que contribuyen al desarrollo de estaciones de carga de vehículos eléctricos. “Esto ha permitido comprobar tanto la durabilidad como la viabilidad técnica de estas baterías en estos entornos de funcionamiento”, indican.

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Proyecto Gera

El proyecto GERA se ha desarrollado entre 2018 y 2020 y ha contado con un presupuesto de 4, 7 millones de euros, de los que 1,8 millones de euros provenían de una subvención conseguida en la convocatoria de Proyectos Estratégicos 2018 de I+D del Gobierno de Navarra.

Se ha desarrollado en cuatro escalas de trabajo: componentes y baterías para el almacenamiento; sistema local (una unidad generadora de energía con su equipo de almacenamiento); sistema agrupado (varias centrales de generación de energía y acumulación) y la comercialización de energía alternativa al sistema actual utilizando una plataforma blockchain para la certificación del origen de la energía y la promoción de contratos smart en la venta de energía.

CENER ha trabajado en un modelo completo de parque eólico que incluye el almacenamiento para la optimización de las operaciones tanto a nivel de parque como su integración en la red. Además, Ingeteam ha realizado un modelo integral de simulación de una planta eólica con almacenamiento, que permite analizar e implantar sistemas de gestión integral para mejorar la respuesta dinámica de la explotación eólica mediante nuevas tipologías de comunicación.

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Por su parte la empresa Beeplanet Factory ha desarrollado diferentes sistemas de almacenamiento a partir de baterías de segunda vida provenientes de coches eléctricos, que van desde los 4 kWh del más pequeño hasta los 120 kWh del más grande. NAITEC ha desarrollado un sistema de gestión de baterías o BMS, hardware y software, para dos prototipos de 12 y 14 celdas, teniendo en cuenta la aplicación final y su normativa.

Asimismo, en CENER se ha creado una planta virtual para gestionar diferentes tecnologías de generación y almacenamiento en distintos emplazamientos. La plataforma optimiza la respuesta conjunta de los equipos para lograr objetivos técnicos, económicos y medioambientales. Como parte del proyecto se ha desarrollado una blockchain completa, capaz de registrar todas las órdenes y transacciones energéticas que se producen en esa planta virtual. El sistema, denominado GreenLedger, es un desarrollo muy innovador, pionero y seguro de extremo a extremo, que incluye desde la adquisición de datos físicos con dispositivos IoT hasta la visualización de la información.

Desde Ingeteam han apoyado el desarrollo de la trazabilidad de la energía preparando una arquitectura con una pasarela intermedia. IED Electronics ha participado en la electrónica de comunicación entre el elemento consumidor o generador de energía y por su parte Acciona Energía ha desarrollado una interfaz para registrar activos, organizaciones, usuarios e instrucciones que incluye la huella de carbono de cada uno de los puntos de consumo de los clientes e información sobre responsabilidad social corporativa.

Enercluster es la Asociación Clúster de Energía de Navarra que aglutina a 58 empresas y entidades de conocimiento con actividad en la región y que cubre la cadena de valor industrial al completo desde la fabricación, las operaciones y los servicios.

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