Grupos de Investigación y Transferencia

Almacenamiento de energía

Almacenamiento de Energía

El grupo de investigación en Almacenamiento de Energía está centrado en investigar, desarrollar y transferir al tejido empresarial soluciones dentro del ámbito del almacenamiento de energía. Actualmente, las tecnologías en las que centramos nuestra investigación son los sistemas de almacenamiento electroquímicos, principalmente baterías (litio-ion, sodio-ion y baterías de plomo ácido), los supercondensadores y los sistemas de almacenamiento basados en hidrógeno. Actualmente, también se están comenzando a estudiar nuevas tecnologías como las baterías de estado sólido.

512x262© malpetr. DepositPhotos. ID:445015392.

El grupo se centra en 4 líneas de investigación, las tres primeras orientadas a baterías y supercondensadores. Una línea dedicada a modelado y simulación de estos sistemas, otra a la electrónica asociada al sistema de almacenamiento y una tercera dedicada a la algoritmia que implican las tecnologías de almacenamiento y las aplicaciones en las cuales están presentes. Finalmente, tenemos una cuarta línea de investigación dedicada a la tecnología de hidrógeno.

 

Líneas de investigación

Modelado y simulación

En esta línea, hemos trabajado la tecnología li-ion hasta ahora. Realizamos modelos de parámetros concentrados y modelos físicos para modelar el comportamiento eléctrico, electroquímico, térmico y en degradación de sistemas de almacenamiento. Además, también estudiamos la manera de reducir el orden de estos modelos para que se ejecuten más rápido en microprocesadores de un sistema BMS. Por otro lado, en cualquiera de estos modelos, su parametrización es un aspecto clave y para ello trabajamos técnicas de caracterización de sistemas de almacenamiento, desarrollando nuestras propias metodologías para conseguir nuestro objetivo. El software que utilizamos en esta línea es Comsol Multiphysics y/o Matlab-Simulink.

Electrónica asociada al Sistema de Almacenamiento

512x262© chesky_w. DepositPhotos. ID:102402582.

En esta línea estudiamos la electrónica necesaria en una aplicación con sistemas de almacenamiento. Comenzando por el battery management system, el hardware necesario en estas tarjetas, las medidas a realizar, el sistema de equilibrado (activo o pasivo), las comunicaciones y los elementos que garantizan la seguridad del sistema.

Por otra parte, trabajamos la electrónica de potencia necesaria en estas aplicaciones. Estudiamos topologías de convertidor interesantes para cargadores de baterías, convertidores serializables y paralelizables para construir battery packs robustos y modulares, analizando en este caso los principales beneficios de implementar un battery pack modular. Todo este trabajo siempre contrastado a través de prototipos reales de nuestros convertidores y de nuestros battery packs.

Algoritmia

En esta línea de investigación el equipo se centra en dar soluciones a nivel de sistema de almacenamiento y de aplicación. A nivel de sistema de almacenamiento se trabaja la implementación de modelos en sistemas BMS (ya sean modelos reducidos o de orden más alto), se desarrollan algoritmos de estimación de variables como el SOC, SOH y SOF para baterías de litio-ion, y se trabajan algoritmos MPC (Model Predictive Control) para sistemas de almacenamiento híbridos para reparto de potencia (híbridos de supercondensador con batería, o de batería de potencia y de energía). Finalmente, a través de modelos físicos avanzados de batería se están estudiando algoritmos para prevenir o minimizar su degradación.

A nivel de aplicación se estudian entornos donde estén presentes los sistemas de almacenamiento junto con otras fuentes de energía (de origen renovable o directamente la red eléctrica principal) para tratar de optimizar la gestión de energía del sistema completo. Para ello se utilizan técnicas de machine learning para realizar estimaciones de generación renovable o del consumo de la aplicación.

Hidrógeno

512x262© aa-w. DepositPhotos. ID:377425830.

En esta nueva línea de investigación se pretende complementar el conocimiento adquirido en sistemas de almacenamiento basados en baterías y supercondensadores. Uno de los temas que se está tratando es el de la electrolisis para la obtención de hidrógeno como combustible limpio. Además, se está trabajando la temática de las pilas de combustible como alternativa de las baterías actuales para aplicaciones de movilidad eléctrica pesada y aplicaciones industriales.

Por último se está trabajando en la sensorización, monitorización y en los actuadores necesarios en un sistema de hidrógeno y en el análisis del riesgo y seguridad de esta temática, ya que las condiciones de almacenamiento y operación del hidrógeno requieren de un sistema robusto y seguro para su futura operación masiva.

 

 

512x262© plahotya. DepositPhotos. ID:330481056.

Las aplicaciones de interés para el grupo de investigación son la movilidad eléctrica, aplicaciones de redes eléctricas y microredes, las aplicaciones en el entorno de la salud, aplicaciones industriales y el almacenamiento en aplicaciones residenciales.

Además de trabajar con diferentes empresas del entorno y de otros países, el grupo de investigación también participa en distintos proyectos de investigación colaborativos a nivel de la CAPV, España y Europa.

El grupo de investigación tiene una relación de colaboración muy estrecha con el Centro Tecnológico Ikerlan y con el Centro de FP de Somorrostro, además de colaboraciones con el CIC Energigune, Universidad de Zaragoza y Universidad de Colorado Springs, entre otros, todos ellos centros de referencia en estas temáticas.

 

PROYECTOS DESTACADOS

 LIBERTY: Lightweight Battery System for Extended Range at Improved Safety. Financiado por la Comisión Europea.

 

 

 SEABAT: Solutions for large batteries for waterborne transport. Financiado por la Comisión Europea.
 CICE2020: Investigación en materiales y sistemas estacionarios de almacenamiento de energía para la transición energética. Financiado por el Departamento de Industria del Gobierno Vasco.

 

 SIBALI: Simulación de Baterías de Litio-ion. Financiado por Feder/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades - Agencia Estatal de Investigación.

 

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Ficha del grupo 

 

 

 

 

Persona de
contacto


 

 

 

 


Electronic on Load Tap Changer Transformer for DC Electrical Railway Power Supply Systems

COMUNICACION_CONGRESO  |  IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Hanoi, Vietnam. Pp. 1-6,

Año: 2019  |  ISBN/ISSN: Online 978-1-7281-1249-7

Autoría: CANALES SEGADE, JOSE MARIA   SERRANO JIMENEZ, DANIEL   BARRENETXEA IÑARRA, MANEX   BARRENA BRUÑA, ION ANDONI   GOIKOETXEA ARANA, ANDER   ANZOLA GARCIA, JON  

Nueva metodología para la estimación in situ del estado de salud de baterías para aplicaciones de ascensor = New methodology to on-site estimate the state of health of batteries for elevator applications

ARTICULO  |  Dyna. Vol. 94. Pp. 650-655. November,

Año: 2019

Autoría: IRAOLA IRIONDO, UNAI   ALACANO LOITI, ARGIÑE   AIZPURU LARRAÑAGA, IOSU   GOIKOETXEA ARANA, ANDER   SÁNCHEZ MORÁN, ROBERTO   GIL, IÑIGO   GARMENDIA ELORZA, MAITANE  

Battery second life : Hype, hope or reality? A critical review of the state of the art

ARTICULO  |  Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 93. Pp. 701-718. Elsevier. October,

Año: 2018  |  ISBN/ISSN: 13640321

Autoría: MARTÍNEZ LASERNA, EGOITZ   GOIKOETXEA ARANA, ANDER   SWIERCZYNSKI, M.   STROE, D. I.   BADEDA, J.   SARASKETA ZABALA, ELIXABET  

Flexibilidad en distritos energía cero

COMUNICACION_CONGRESO  |  8º Congreso Europeo sobre eficiencia energética y sostenibilidad en Arquitectura y urbanismo (EESAP). 1º Congreso Internacional sobre construcción avanzada (CICA). San Sebastián. 5-7 Julio,

Año: 2017

Autoría: AGUIRRE PEÑA, IMANOL   LARRINAGA BARRENECHEA, FELIX   ALTUNA ARANZASTI, ANE MIREN   RODRÍGUEZ ZARZA, JAVIER   GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

Comparative Study and Evaluation of Passive Balancing Against Single Switch Active Balancing Systems for Energy Storage Systems

COMUNICACION_CONGRESO  |  Proceedings of the International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management (PCIM Europe). 10-12 May. Nuremberg. VDE,

Año: 2016  |  ISBN/ISSN: 9783800741861

Autoría: AIZPURU LARRAÑAGA, IOSU   CANALES SEGADE, JOSE MARIA   IRAOLA IRIONDO, UNAI   GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

Balancing Current and Efficiency Modelling of Single Switch Active Balancing Systems for Energy Storage Systems

COMUNICACION_CONGRESO  |  Proceedings of PCIM Europe, International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. Nuremberg. 10-12 May. VDE,

Año: 2016  |  ISBN/ISSN: 9783800741861

Autoría: AIZPURU LARRAÑAGA, IOSU   IRAOLA IRIONDO, UNAI   GOIKOETXEA ARANA, ANDER   IRAOLA IRIONDO, UNAI  

Working with students' diversity toward high-level skills by means of PBL

COMUNICACION_CONGRESO  |  SEFI 42th Annual Conference. Educating engineers for Global Competitiveness. Birmingham. 15-19 September,

Año: 2014  |  ISBN/ISSN: 9782873520045

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   PEREZ LAZARE, JOSE MARIA   VELEZ DE MENDIZABAL GONZALEZ, IÑAKI   MUXIKA OLASAGASTI, EÑAUT   VELEZ DE MENDIZABAL GONZALEZ, IÑAKI  

DC versus AC in residential buildings: efficiency comparison

COMUNICACION_CONGRESO  |  IEEE EUROCON. Zagreb. Pp. 1 - 5. 1-4 July,

Año: 2013  |  ISBN/ISSN: 9781467322300

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   CANALES SEGADE, JOSE MARIA   SANCHEZ, R.   ZUMETA, P.  

Frequency restoration in insular grids using Ultracaps ESS

COMUNICACION_CONGRESO  |  International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM). Pisa, 14-16 June. Pp. 1280-1285. Proceedings,

Año: 2010  |  ISBN/ISSN: Print 9781424449866

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   CHIVITE, F. J.   BARRENA BRUÑA, ION ANDONI   RODRÍGUEZ, MIGUEL ÁNGEL  

Benefits of distributed energy storage working in parallel to distributed energy resources

COMUNICACION_CONGRESO  |  International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ'09).Valencia. 15-17 April. RE and PQJ, Vol. 1. Nº 7. Pp. 739-743. April,

Año: 2009

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   RODRÍGUEZ VIDAL, MIGUEL ÁNGEL   ABAD BIAIN, GONZALO   BARRENA BRUÑA, ION ANDONI  

Active substation design to maximize DG integration

COMUNICACION_CONGRESO  |  PowerTech Conference. Bucharest. 28 June-2 July,

Año: 2009  |  ISBN/ISSN: Online 9781424422357

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   BARRENA BRUÑA, ION ANDONI   ABAD BIAIN, GONZALO   RODRÍGUEZ VIDAL, MIGUEL ÁNGEL  

Dynamic power flow tool development for low voltage networks analysis with high penetration level of distributed generation

COMUNICACION_CONGRESO  |  International Conference On Renewable Energy and Power Quality (ICREPQ'08). Santander. 11-14 March. RE and PQJ, Vol. 1. Nº 6. Pp. 324- 328. March,

Año: 2008  |  ISBN/ISSN: 9788461188925

Autoría: MILO URKIOLA, AITOR   MARTÍNEZ, A.   RODRÍGUEZ VIDAL, MIGUEL ÁNGEL   GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

Design of control strategies to improve grid integration in fixed speed wind energy systems with battery storage

COMUNICACION_CONGRESO  |  Proceedings of the International Conference On Renewable Energy and Power Quality (ICREPQ'08). Santander. 11-14 March. RE and PQJ. Vol. 1. Nº 6. Pp. 493-499. March,

Año: 2008  |  ISBN/ISSN: 9788461192908

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER   RODRÍGUEZ VIDAL, MIGUEL ÁNGEL   MILO URKIOLA, AITOR   BINDNER, H.  

Nuevas herramientas para el diseño y control de redes de distribución híbridas ac/dc

COMPETITIVO

Fecha Inicio:  01-03-2018  |  Fecha Fin:  31-12-2019

Financiación: Gobierno Vasco

Participación: FUNDACIÓN DEUSTO;FUNDACIÓN TECNALIA RESEARCH & INNOVATION;IKERLAN, S.COOP.;INGETEAM R&D EUROPE, S.L.;MONDRAGON GOI ESKOLA POLITEKNIKOA JOSE Mª ARIZMENDIARRIETA, S. COOP.

Autoría: ABAD BIAIN, GONZALO (INVEST)   ALACANO LOITI, ARGIÑE (INVEST)   BARRENA BRUÑA, JON ANDONI (INVEST)   Barrenetxea Iñarra, Manex (INVEST)   CANALES SEGADE, JOSE MARIA (INVEST)   GOIKOETXEA ARANA, ANDER (INVEST)   MILIKUA URZELAI, ARITZ (INVEST)   Unamuno Ruiz, Eneko (INVEST)  

11 Tecnologias Almacenamiento

CONTRATO

Fecha Inicio:  01-01-2018  |  Fecha Fin:  31-12-2018

Financiación: Proyectos al exterior

Participación: ELECTRA VITORIA, S.COOP.;ORONA, S.COOP.

Autoría: CANALES SEGADE, JOSE MARIA (INVEST_PRINCIPAL)   GOIKOETXEA ARANA, ANDER (INVEST)   IRAOLA IRIONDO, UNAI (INVEST)  

13 Vigia componentes y sistemas

CONTRATO

Fecha Inicio:  01-01-2018  |  Fecha Fin:  31-12-2018

Financiación: Proyectos al exterior

Participación: ORONA, S.COOP.

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER (INVEST)  

Tesis realizadas

Integración de la Generación Distribuida utilizando Sistemas de Almacenamiento de Energía

Fecha Lectura:  05-05-2011

Director: Jon Andoni Barrena Bruña

Autoría: GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

Tesis dirigidas

Lithium-Ion Batteries for Second Life Applications

Fecha Lectura:  21-09-2017

Autoría: Martinez Laserna, Egoitz

Director: GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

Energy efficiency improvement of Li-ion battery packs via balancing techniques

Fecha Lectura:  01-07-2015

Autoría: Aizpuru Larrañaga, Iosu

Director: GOIKOETXEA ARANA, ANDER  

 

IRAOLA IRIONDO, UNAI

uiraola@mondragon.edu