In zijn Ph.D. stelling, Alberto Berrueta heeft de fysieke mechanismen onderzocht die het functioneren van lithiumbatterijen bepalen en hun invloed op een batterij die functioneert wanneer deze is aangesloten op een hernieuwbare faciliteit. Hij onderzocht ook de manier waarop deze batterijen degraderen, en heeft een nieuw managementsysteem voorgesteld.

"Het installeren van hernieuwbare energiebronnen wordt over de hele wereld steeds belangrijker, en deze trend zal zich naar verwachting de komende jaren voortzetten, " verklaarde Alberto Berrueta-Irigoyen, onderzoeker bij het Institute of Smart Cities (ISC) van de NUP/UPNA. "Hernieuwbare technologie heeft de afgelopen jaren verschillende technologische valkuilen overwonnen, en na het bereiken van een concurrerende prijs ten opzichte van conventionele energiebronnen, de belangrijkste uitdaging vandaag is om de variabele opwekking, veroorzaakt door fluctuaties in zonnestraling of wind, te beheersen. Daarom is de oplossing om de opgewekte elektriciteit op te slaan in lithiumbatterijen."

De uitdaging bestond uit het ontwikkelen van nauwkeurige wiskundige modellen van de elektrische en thermische werking van de batterij en de degradatie ervan, die Berrueta vervolgens verwerkte in een wiskundige optimizer die de beste manier berekent om de batterij te beheren. "Als het op een te intense manier wordt gebruikt, het verslechtert sneller. Daarentegen, als het op een te ontspannen manier wordt gebruikt, het verkregen voordeel wordt sterk verminderd. Het algoritme zoekt een compromisoplossing tussen het voordeel van de batterij en de degradatie ervan, ' zei Berrueta.

Voor de testen, meestal uitgevoerd in de laboratoria van de Elektrotechniek, Power Electronics and Renewable Energies (INGEPER) onderzoeksgroep van de NUP/UPNA, hij gebruikte een commerciële 5,3 kWh (kilowattuur) batterij, ontwikkeld voor gebruik in hernieuwbare energiesystemen. Deze tests dienden om de nauwkeurigheid van de wiskundige modellen te kwantificeren en te bevestigen dat ze correct functioneerden.

Berrueta zegt, "Terwijl grote bedrijven zoals LG of Tesla hun hectische race voortzetten om goedkopere cellen te bereiken die betere prestaties bieden en die kunnen worden gebruikt voor de productie van batterijen, het doel van de INGEPER-onderzoeksgroep waartoe ik behoor, is om zichzelf te positioneren in de voorhoede van onderzoek met betrekking tot de verouderingsmechanismen die lithiumbatterijen beïnvloeden, evenals het ontwerpen van strategieën voor het controleren en beheren van de batterij of het batterijbeheersysteem, die belangrijke instrumenten zijn in de ontwikkeling van de lithiumbatterijsector in Navarra."

De toepassingen van dit onderzoek omvatten, onder andere, de ontwikkeling van optimizers waarmee de winst op de investering van grote windturbines en fotovoltaïsche installaties met lithiumbatterijen kan worden gemaximaliseerd door middel van een slim beheer van hun werking; het ontwerpen van een batterijbeheersysteem voor lichte elektrische voertuigen (zoals fietsen en skateboards); het meten van de belangrijkste eigenschappen van de door verschillende fabrikanten aangeboden cellen om voor elke toepassing de meest geschikte te selecteren; en het hergebruik van batterijen uit de automobielsector door ze aan te passen aan de specifieke vereisten van installaties voor de opwekking van hernieuwbare energie.