El proyecto Hihelios financiado por la UE está desarrollando el innovador sistema innovador de baterías híbridas modulares para acelerar la integración de energía renovable y el suministro de energía segura.
Los paisajes energéticos europeos están cambiando fuertemente hacia la neutralidad climática, lo que lleva a una mayor integración de fuentes de energía renovable como la energía eólica y solar (PV). Esta transición requiere la flexibilidad de la nueva red para equilibrar el consumo de energía y la producción. Los sistemas de almacenamiento de energía de la batería (BESS) son una solución crítica, pero las tecnologías actuales a menudo forzan comprometidos en la capacidad de energía y energía. No existe una química única que proporcione alta energía y alta energía para un almacenamiento largo debido a la estabilidad de la red.
Este es un problema que el proyecto Horizon Europe Hihelios tiene como objetivo resolver. Al ser pioneros en los innovadores sistemas de almacenamiento de energía híbrida (HESS), el proyecto desarrolla una solución integrada única que combina lo mejor de ambas tecnologías de almacenamiento, dirigidos a largos tiempos de almacenamiento, vidas estimadas de más de 5,000 ciclos y costos de almacenamiento horizontal (LCO) de menos de 0.05 €/kWh para 2030.
El poder de la hibridación
La co-innovación de Hihelios se encuentra en su diseño híbrido, que combina dos tipos diferentes de tecnología de almacenamiento de energía.
Almacenamiento de alta energía: durante mucho tiempo, Hihelios utiliza un módulo de batería de cobalto-manganeso (NMC) de segunda vida reutilizada de vehículos eléctricos (EV). Esto proporciona un almacenamiento grande rentable al tiempo que reduce el impacto ambiental de las baterías EV al extender su vida útil. Almacenamiento de alta potencia: para manejar rápidamente las explosiones de potencia de los servicios de cuadrícula, como el ajuste de frecuencia, el sistema integra baterías o supercospacitores de fosfato de fosfato de hierro de litio (LFP). Estos componentes responden en milisegundos y proporcionan la potencia instantánea necesaria para garantizar la estabilidad de la red.
Este enfoque modular permite que cada sistema Hihelios se adapte con precisión a las necesidades de su aplicación, optimización de rendimiento, vida útil y rentabilidad mucho más allá de los sistemas químicos simples tradicionales.
Arquitectura de control inteligente y en capas
Hihelios desarrolla arquitecturas de control multipasas sofisticadas para permitir que los sistemas de alta energía y alta energía se sinergen. Este sistema jerárquico consta de tres capas principales:
Energy Management Systems (EMS): EMS, que opera en la nube, es un estratega de alto nivel. Utilizando pronósticos avanzados (demanda por clima y energía) y precios de mercado, planifique los horarios óptimos de carga y emisiones durante horas o días para maximizar los ingresos y la eficiencia. Sistema de gestión de energía (PMS): ubicado en el sitio, PMS es un táctico. Transforme los comandos estratégicos de EMS en acciones en tiempo real, tomando decisiones de 2 segundos sobre cómo dividir la potencia entre los componentes híbridos y cómo responder con precisión a las condiciones de la red locales y las solicitudes de servicio. Sistema de gestión de baterías (BMS): el BMS es un tutor de la batería. Controle continuamente la salud, la temperatura y el estado de carga de todas las celdas de la batería, asegurando que funcionen de manera segura y dentro de los límites. Proporcione dichos datos hacia arriba al PMS.
Este marco inteligente se ve reforzado por los modelos de baterías avanzados y los «gemelos digitales» para el diagnóstico en tiempo real y el mantenimiento predictivo, ampliando aún más la vida útil del sistema.
Cuatro casos de usuario diversos en tres países
Para demostrar su versatilidad, Hihelios despliega Hess en cuatro casos de uso diferentes en Europa. Cada uno está trabajando en sus propios desafíos de la red para las necesidades de almacenamiento de energía a corto y largo plazo (Figura 1):
Soporte de carga rápida de EV (Noruega): en estaciones de carga rápida, gestione los picos de potencia extremos causados por la carga simultánea de múltiples EV, evitando costosos refuerzos de la red y asegurando que tengan suficiente energía para exponer la producción de PV local. Smart EV Cargo y soporte de red (Bélgica): renovar los sistemas de baterías existentes para optimizar la carga de EV, la adquisición de servicios de integración solar y flexibilidad y gestión local de la comunidad energética con redes locales. Soporte débil de la cuadrícula de la isla (Grecia): se desplegarán dos manifestantes de Hess en Tyros. Admite la microrred de marina inteligente en el borde de la antena de la cuadrícula distribuida, aumentando la confiabilidad de la carga de EV y las cargas locales y evitando el hacinamiento. El segundo HESS es parte de una planta de energía híbrida local ya existente con Beth, Wind y PV Production, proporcionando servicios de estabilidad importantes adicionales como una capacidad de inicio negro para el débil sistema de energía de la isla, aumentando la capacidad de almacenamiento de energía para cambiar la producción renovable diariamente en el período de consumo.
Desde demostraciones de TRL 7 hasta soluciones listas para el mercado
Hihelios es más que un proyecto de investigación. Este es un camino directo hacia la comercialización. El objetivo principal es proporcionar cuatro participantes completos de demostración operativa en el nivel de preparación de tecnología (TRL) 7. En la conclusión del proyecto, estos sistemas se mantienen y proporcionan una verificación real a largo plazo del rendimiento, la confiabilidad y la viabilidad económica.
El proyecto reúne a 12 socios de seis países para garantizar una ruta directa desde I + D hasta aplicaciones de mercado (Figura 2). Ya hemos logrado TRL 9 y hemos construido una hoja de ruta de concreto para prepararse para la implementación de la escala industrial.
Hihelios busca activamente partes interesadas, inversores y socios industriales para desarrollar asociaciones técnicas o comerciales y dar forma al futuro de la energía europea resistente, sostenible y competitiva. ¡Mira nuestro sitio web!
Este artículo también se presentará en la 24ª edición de Quarterly Publishing.
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