I sin Ph.D. avhandling, Alberto Berrueta har undersökt de fysiska mekanismerna som styr funktionen hos litiumbatterier och deras inverkan på ett batteri som fungerar när det är anslutet till en förnybar anläggning. Han undersökte också hur dessa batterier försämras, och har föreslagit ett nytt ledningssystem.

"Installation av förnybara energikällor blir allt viktigare över hela världen, och denna trend förväntas fortsätta under de kommande åren, " förklarade Alberto Berrueta-Irigoyen, forskare vid NUP/UPNA:s Institute of Smart Cities (ISC). "Förnybar teknik har de senaste åren övervunnit olika tekniska fallgropar, och efter att ha uppnått ett konkurrenskraftigt pris med avseende på konventionella energikällor, Den största utmaningen idag är att hantera dess varierande produktion orsakad av fluktuationer i solstrålning eller vind. Det är därför lösningen är att lagra elen som produceras i litiumbatterier."

Utmaningen innebar att utveckla exakta matematiska modeller av batteriets elektriska och termiska funktion och dess nedbrytning, som Berrueta sedan inkorporerade i en matematisk optimerare som beräknar det bästa sättet att hantera batteriet. "Om det används på ett överdrivet intensivt sätt, det bryts ned snabbare. Däremot om den används på ett för avslappnat sätt, den erhållna förmånen minskar kraftigt. Algoritmen söker en kompromisslösning mellan fördelen från batteriet och dess försämring, sa Berrueta.

För testerna, mestadels utförs i elektroteknikens laboratorier, Power Electronics and Renewable Energies (INGEPER) forskningsgrupp vid NUP/UPNA, han använde ett kommersiellt 5,3 kWh (kilowatt timme) batteri, utvecklad för användning i förnybara energisystem. Dessa tester tjänade till att kvantifiera de matematiska modellernas precision och för att bekräfta att de fungerade korrekt.

Berrueta säger, "Medan stora företag som LG eller Tesla fortsätter sitt hektiska lopp för att uppnå billigare celler som erbjuder bättre prestanda och som kan användas för att tillverka batterier, Syftet med forskargruppen INGEPER som jag tillhör är att positionera sig i framkanten av forskning som rör de åldringsmekanismer som påverkar litiumbatterier samt utformningen av strategier för att kontrollera och hantera batteriet eller batterihanteringssystemet, som är nyckelverktyg i utvecklingen av litiumbatterisektorn i Navarra."

Tillämpningarna av denna forskning inkluderar, bland annat, utvecklingen av optimerare som gör det möjligt att maximera vinster på investeringar i stora vindkraftverk och solcellsanläggningar med litiumbatterier genom smart hantering av deras drift; utformningen av ett batterihanteringssystem för lätta elektriska fordon (såsom cyklar och skateboards); mätning av de viktigaste egenskaperna hos cellerna som erbjuds av olika tillverkare i syfte att välja de mest lämpliga för varje applikation; och återanvändning av batterier från bilsektorn genom att anpassa dem till de särskilda kraven hos anläggningar för förnybar produktion.