Modelo de degradación para baterías de segunda vida en la gestión de energía de una microrred aislada

Abstract

Esta investigación presenta el desarrollo y análisis de un sistema de gestión de energía (EMS) aplicado a una microrred aislada que integra generación fotovoltaica, un generador diésel y un sistema de almacenamiento con baterías de ion-litio de segunda vida (SLB). Se modelaron los recursos distribuidos y se incorporó un modelo empírico de degradación de SLB en la función objetivo del EMS que fue contrastado con otro modelo lineal. El modelo empírico fue ajustado mediante dos factores adicionales: uno para representar la heterogeneidad térmica a nivel de módulo y otro para capturar la degradación por calendario y el efecto del estado de carga promedio. Los resultados muestran que la elección del modelo de degradación impacta de manera directa en los costos, la estrategia de despacho y la estimación de la vida útil remanente. Además, se determinó que la temperatura y los gradientes térmicos internos, constituyen el factor externo más determinante en la degradación de sistemas estacionarios. Finalmente, se concluyó que las SLB pueden operar entre 6.9 y 11.3 años (equivalentes a 2520–4114 ciclos completos), dependiendo de la severidad de las condiciones de operación y de la parametrización del modelo. (texto tomado de la fuente)

This research presents the development and analysis of an Energy Management System (EMS) applied to an isolated microgrid that integrates photovoltaic generation, a dieselgenerator, and a second-life lithium-ion battery (SLB) storage system. The distributed resources were modeled, and an empirical degradation model of SLBs was incorporated into the EMS objective function, which was contrasted with a linear model. The empirical model was refined using two additional factors: one to represent thermal heterogeneity at the module level and another to capture calendar aging and the effect of the average state of charge. The results show that the choice of degradation model directly impacts costs, dispatch strategy, and the estimation of remaining useful life. Furthermore, it was determined that temperature and internal thermal gradients constitute the most decisive external factor in the degradation of stationary systems. Finally, it was concluded that SLBs can operatebetween 6.9 and 11.3 years (equivalent to 2520–4114 full cycles), depending on the severity