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ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Optimización del ciclo de vida de las baterías de litio El uso de baterías de litio para el almacenamiento energético en los entornos doméstico, comercial e industrial es un mercado en pleno desarrollo en el que es posible, gracias a la investigación y al empleo de nuevas técnicas de análisis y modelado como el big data y a la inteligencia artificial, mejorar muchos de los parámetros de funcionamiento de los sistemas. DEPARTAMENTO DE I + D AMPERE ENERGY Uno de los parámetros que suscita gran interés es el desgaste que sufren las baterías y la incidencia que tiene este fenómeno en su vida útil. Sea cual sea la aplicación en la que se encuentren integradas, las baterías van a experimentar un envejecimiento que no es fácil de predecir con precisión a día de hoy. Este es uno de los objetivos incluidos en el proyecto ‘Sistema integrado de Virtual Power Plant con almacenamiento energético inteligente’, impulsado por la compañía Ampere Energy y en el que, en este ámbito, trabaja la Universitat Jaume I (UJI) de Castelló dentro de las convocatorias de ayudas para PDI del CDTI. Una iniciativa en la que se está desarrollando de forma conjunta un modelo de predicción y optimización del envejecimiento de las baterías en equipos de almacenamiento inteligente. De los primeros estudios realizados se pueden extraer ya unas primeras conclusiones que han permitido una notable mejora de la operación de los equipos. Por ejemplo, se ha constatado que en función de la química del tipo de batería que se utilice en una aplicación dada, los mecanismos de envejecimiento pueden ser unos u otros. Si entre las distintas químicas disponibles se centra el análisis en las baterías de litio, se puede concluir que éstas envejecen de acuerdo a dos tendencias fundamentales. Por un lado, encontramos el denominado “calendar ageing” (o envejecimiento por calendario), asociado al simple paso del tiempo y que depende de la temperatura y del estado de carga en el que se encuentra la batería durante el periodo en desuso. Por otro, se produce lo que llamamos “cycle ageing” (o envejecimiento por ciclado), que está asociado al número de ciclos de carga y descarga que experimenta una batería en una aplicación dada a lo largo del tiempo; así como a la profundidad, el nivel medio y la velocidad a la que se producen dichos ciclos. Los estudios llevados a cabo por Ampere Energy y la UJI muestran que, en el caso de no utilizar una batería, lo más conveniente para minimizar su desgaste es mantenerla en un nivel de carga mínimo (alrededor del 10%) y con una temperatura también lo más baja posible (en el entorno de los 20-25ºC). Sin embargo, durante el funcionamiento de los equipos resulta más interesante efectuar los ciclos de carga y descarga en torno al 50% del estado de carga, que realizarlos con la batería muy cargada (por encima del 80%) o muy descargada (por debajo del 30%). Además, también se desprende que cuanto menor sea la profundidad de descarga de los ciclos, menos envejecimiento producen a la batería. Y lo mismo aplica para las corrientes que intercambia la batería. Valores por debajo de 4C (el valor de C significa la relación entre potencia y energía de la batería, es decir, 4C significaría para una batería de 1kWh utilizarla a 4kW de potencia) suelen considerarse poco perjudiciales; mientras que corrientes por encima de ese valor sí que las castigan significativamente (este es el caso de arranques o frenadas bruscas en un vehículo eléctrico). De este estudio se extraen, por tanto, una serie de directrices que ayudan a proteger las baterías de Iones de litio, y que están siendo integradas y automatizadas en los algoritmos de optimización del funcionamiento de los sistemas Ampere Energy. Baterías inteligentes para maximizar la vida útil La Inteligencia Artificial (AI) aplicada a los sistemas de almacenamiento de energía (ESS), además de analizar los factores de envejecimiento de las baterías para alargar al máximo su vida útil, objetivo último de este estudio, permite ofrecer al mercado un sistema de almacenamiento inteligente (Smart ESS) que maximiza en el tiempo y de forma automática su vida útil, su ren- El uso de sistemas de almacenamiento energético inteligentes es un aliado para el autoconsumo y la independencia energética 38 energética XXI · 173 · ENE/FEB18


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