Dans son doctorat. thèse, Alberto Berrueta a étudié les mécanismes physiques qui régissent le fonctionnement des batteries au lithium et leur influence sur une batterie qui fonctionne lorsqu'elle est connectée à une installation renouvelable. Il a également exploré la manière dont ces batteries se dégradent, et a proposé un nouveau système de gestion.

"L'installation de sources d'énergie renouvelables devient de plus en plus importante à travers le monde, et cette tendance devrait se poursuivre dans les années à venir, " a expliqué Alberto Berrueta-Irigoyen, chercheur à l'Institut des Villes Intelligentes (ISC) du NUP/UPNA. « Les technologies renouvelables ont surmonté ces dernières années divers écueils technologiques, et après avoir atteint un prix compétitif par rapport aux sources d'énergie conventionnelles, le principal défi aujourd'hui est de gérer sa production variable causée par les fluctuations du rayonnement solaire ou du vent. C'est pourquoi la solution est de stocker l'électricité produite dans des batteries au lithium."

L'enjeu consistait à développer des modèles mathématiques précis du fonctionnement électrique et thermique de la batterie et de sa dégradation, que Berrueta a ensuite intégré à un optimiseur mathématique qui calcule la meilleure façon de gérer la batterie. "S'il est utilisé de manière excessivement intense, il se dégrade plus vite. Par contre, s'il est utilisé de manière trop décontractée, le bénéfice obtenu est fortement réduit. L'algorithme recherche une solution de compromis entre le bénéfice obtenu de la batterie et sa dégradation, " dit Berrueta.

Pour les épreuves, principalement réalisée dans les laboratoires du Génie Electrique, Groupe de recherche Electronique de Puissance et Energies Renouvelables (INGEPER) du NUP/UPNA, il a utilisé une batterie commerciale de 5,3 kWh (kilowattheure), développé pour une utilisation dans les systèmes d'énergie renouvelable. Ces tests ont permis de quantifier la précision des modèles mathématiques et de confirmer leur bon fonctionnement.

Berrueta dit, « Alors que de grandes entreprises comme LG ou Tesla poursuivent leur course effrénée pour obtenir des cellules moins chères offrant de meilleures performances et pouvant être utilisées pour la fabrication de batteries, l'objectif du groupe de recherche INGEPER auquel j'appartiens est de se positionner à la pointe des recherches relatives aux mécanismes de vieillissement qui affectent les batteries au lithium ainsi qu'à la conception de stratégies de contrôle et de gestion de la batterie ou du système de gestion de batterie, qui sont des outils clés dans le développement de la filière des batteries au lithium en Navarre."

Les applications de cette recherche comprennent, entre autres, le développement d'optimiseurs qui permettent de maximiser les profits sur l'investissement des grandes éoliennes et des centrales photovoltaïques avec des batteries au lithium grâce à une gestion intelligente de leur fonctionnement; la conception d'un système de gestion de batterie pour les véhicules électriques légers (tels que les vélos et les planches à roulettes) ; la mesure des caractéristiques les plus importantes des cellules proposées par divers fabricants dans le but de sélectionner celles qui conviennent le mieux à chaque application ; et la réutilisation des batteries du secteur automobile en les adaptant aux besoins particuliers des centrales de production d'énergie renouvelable.