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Proyecto POWAIREduardo R. Galván Díez

Jornada Informativa VII Programa Marco: Convocatoria de Energía

Casos de éxito de proyectos financiados en el tema de energía

Índice

• Presentación

• Proyectos en los que participamos

• Proyecto POWAIR

• Experiencia con la pre-propuesta

• Experiencia con la propuesta final

• Conclusiones

02/07/2012 E. Galván



02/07/2012 E. Galván

Project Program Leader Company

Ecotrans

Cenit Verde

Hércules

Delfín

Power ElectronicElectrical MachinesStorage (Batteries and Supercaps)

ELECTRONIC TECNOLOGY GROUP

26 People3 full professors 2 permanent professor4 associated professor15 research engineers 2 lab technicians

Over 25 year of experienceOver 150 technology transference projects

http://www.dinel.us.es/grupos/gte.php?c=5&d=1



02/07/2012 E. Galván

Línea de investigación

Electrónica de potencia

Aplicaciones

Redes Eléctricas

Eólico

Fotovoltaico

Olas

Pilas de combustibles

Generación distribuida (GD)

FACTS

HVDC

Almacenamiento

Ferroviario

EV

Aeronáutico

Tecnologías

Conexión Red

Máquinas eléctricas

Multinivel

Transporte

Integración Energías

renovables



02/07/2012 E. Galván

Motivación



Índice

• Presentación


• Proyecto POWAIR



• Conclusiones

02/07/2012 E. Galván



Proyecto Programa Empresa líder

DENISE

S2G

SMARTCITY

Tecnologías:Conexión a redAlmacenamientoEstabilidad y calidad de redGestión de la red

Generación Distribuida



02/07/2012 E. Galván

Transmisión de energía DCConversión electrónica de potenciaTecnología IGBT

Proyecto Programa Empresa líder

REDES 2025

HVDC



02/07/2012 E. Galván

POLLUX

Vehículos eléctricos



02/07/2012 E. Galván

INTERNET OF ENERGY Vehículos eléctricos y SmartGrid



02/07/2012 E. Galván

MOTORBRAIN Vehículos eléctricos

Convertidor de potencia- Definición de modelos- Nuevos algoritmos de control para

máquinas SRM- Control directo de par DTC basado en

ORSMotor• Nuevas herramientas de simulación FDTD• Definición de nuevas tipologías de motor

integrado con variador• Evaluación de nuevos materiales



02/07/2012 E. Galván

Índice

• Presentación


• Proyecto POWAIR



• Conclusiones

02/07/2012 E. Galván



02/07/2012 E. Galván

Línea de investigación

Electrónica de potencia

Aplicaciones

Redes Eléctricas

Eólico

Fotovoltaico

Olas

Pilas de combustibles

Generación distribuida (GD)

FACTS

HVDC

Almacenamiento

Ferroviario

EV

Aeronáutico

Tecnologías

Conexión Red

Máquinas eléctricas

Multinivel

Transporte

Integración Energías

renovables



Almacenamiento

E. Galván. Julio de 2011

Cell stackElectrolytereservoir

Electrolyte inlet

Electrolyte return

Air inlet

Air outlet

Neg

ativ

e el

ectr

ode

Battery stack diagram Individual cell structure

Pos

itive

ele

ctro

de

Metaldeposit

Catalystlayer

Gasdiffusion

layer

Electrolyteflowpath

Mn+

TTGG EE



Índice

• Presentación


• Proyecto POWAIR



• Conclusiones

02/07/2012 E. Galván



METal AIR flow batteries for high density energy storage and

rapid release.

Acronym: METAIR

Collaborative Project

ENERGY.2009.7.3.2 High density / rapid release energy storage



02/07/2012 E. Galván

Prepropuestra: Primer intento

• Falló en uno o más de los umbrales mínimos

• No entra en el ranking



02/07/2012 E. Galván

Prepropuestra: Primer intento

Zinc-Air flow batteries for electrical power distribution networks.

Acronym: POWAIR

Collaborative Project

ENERGY.2010.7.3.1 Energy storage systems for power distribution

networks.



02/07/2012 E. Galván

Prepropuestra: Segundo intento

02/07/2012 E. Galván



Prepropuestra: segundo intento

Índice

• Presentación


• Proyecto POWAIR



• Conclusiones

02/07/2012 E. Galván



02/07/2012 E. Galván

• Punto 1: Power converter state of the art• Punto 2: Problems to solve• Punto 3. Functionality beyond state-of-art• Punto 4. Patents research results



02/07/2012 E. Galván

Punto 1: Power converter state of the artSX2

SX2'

SX1

SX1'

SX2

SX2'BATT

+

-

SX1

SX1'VBATT

+

-

SX1

SX1'

N modules

BATT

+

-

SX1

SX1'VBATT

+

-

SX1

SX1'

BATT

+

-

SX1

SX1'VBATT

+

-

SX1

SX1'



02/07/2012 E. Galván

Punto 1: Power converter state of the art



(a) (b) (c)

Three Phase Three Level topologies. (a) DCC, (b) FCC (c) CHB

02/07/2012 E. Galván

Problems to solve Problem description and commentsConnecting batteries in series Connecting batteries in series to form a high voltage

“string” affects the overall performance being limited bythe weakest battery.Large quantity of battery in series can be affected withdifferent state of charge and equalization is more difficult.

Modularity To access to a modular design, power converter has to beadapted to the battery and permit connect this battery tothe grid. The topologies commonly used are not modular.

Distributed control and

sensing and protection

The classical structure does not distribute control andprotection. They use a large Fuse to protect a stringagainst shortcircuit.

Hot swapping The batteries cannot be disconnected in the classicalsystem without stop overall systems.

Reliability and availability A fault in a component affects the overall system. Theseproblems can be increase with larger number of cells andstacks.

Punto 2: Problems to solve



02/07/2012 E. Galván

Punto 3. Functionality beyond state-of-art

Punto 4. Patents research results:

Topology and control system: No patents, not published yet



Ventajas e inconvenientes del sistema propuesto

Conclusiones• Necesidad de una motivación clara para la propuesta

• Estudio del estado del arte (publicaciones, patentes, etc)

• Tener usuarios finales del proyecto

• Plan de diseminación y explotación

• Resultado esperado: no solo la aplicación, definir lo quequeda al final del proyecto

• Incluir elementos que puedan dar relavancia al proyecto, problemas que hay que resolver y como se resuelven con la propuesta

• No desanimarse

02/07/2012 E. Galván



Gracias por su atención

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