{"id":149120,"date":"2026-02-18T11:32:28","date_gmt":"2026-02-18T10:32:28","guid":{"rendered":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/?p=149120"},"modified":"2026-02-18T11:32:35","modified_gmt":"2026-02-18T10:32:35","slug":"monitorizar-baterias-sin-interferencias","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/monitorizar-baterias-sin-interferencias\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1an un m\u00e9todo para monitorizar bater\u00edas sin generar interferencias en la red"},"content":{"rendered":"

Los sistemas de almacenamiento de energ\u00eda en bater\u00edas son una parte imprescindible en la transici\u00f3n energ\u00e9tica. Si bien es cierto que plantean retos en la fabricaci\u00f3n y la gesti\u00f3n de residuos una vez obsoletos, todav\u00eda no disponemos de alternativas viables para integrar f\u00e1cilmente energ\u00edas renovables. Adem\u00e1s, pueden ayudar a estabilizar la frecuencia de funcionamiento de la red el\u00e9ctrica y tienen la capacidad de aportar energ\u00eda de manera inmediata ante picos de consumo imprevistos. Para que estos sistemas sean seguros, sin embargo, es necesario conocer en todo momento el estado de las bater\u00edas, es decir, cu\u00e1nta energ\u00eda acumulada tienen y en qu\u00e9 grado se han degradado con el uso.<\/p>\n

Estos par\u00e1metros se estiman habitualmente a partir de modelos el\u00e9ctricos equivalentes<\/em>. Dicho de otro modo, como no se puede abrir la bater\u00eda para medir los componentes qu\u00edmicos de su interior, se construye un modelo matem\u00e1tico simplificado que se comporta como la bater\u00eda real. Esta representaci\u00f3n<\/em> utiliza elementos electr\u00f3nicos como resistencias, que representan las p\u00e9rdidas internas de energ\u00eda, y condensadores, que simulan c\u00f3mo la bater\u00eda se comporta mientras acumula corriente. As\u00ed pues, para comprobar el estado de la bater\u00eda, se aplica al sistema una determinada corriente que perturba la bater\u00eda respecto a su funcionamiento preestablecido. Observando el comportamiento de la bater\u00eda ante estas perturbaciones se obtiene el modelo el\u00e9ctrico equivalente<\/em> que determina la carga acumulada y el nivel de degradaci\u00f3n de la bater\u00eda.<\/p>\n

El problema es que estas perturbaciones pueden afectar negativamente a la calidad de la corriente de la red el\u00e9ctrica. \u201cEn la pr\u00e1ctica esto puede provocar el mal funcionamiento de los aparatos el\u00e9ctricos que est\u00e9n conectados en el mismo punto de la red\u201d, explica Ramon Leyva, investigador del Departamento de Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica, El\u00e9ctrica y Autom\u00e1tica de la URV. Leyva ha participado en un proyecto de investigaci\u00f3n internacional que propone una soluci\u00f3n a este problema: un sistema de control que permite monitorizar el estado de las bater\u00edas sin introducir distorsiones en la red.<\/p>\n

La investigaci\u00f3n se centr\u00f3 en sistemas de almacenamiento basados en convertidores modulares multinivel en cascada<\/em>. Este tipo de arquitectura, cada vez m\u00e1s utilizada en aplicaciones de media y alta tensi\u00f3n por su escalabilidad, est\u00e1 formada por m\u00f3dulos independientes. Cada m\u00f3dulo integra una bater\u00eda, un convertidor de corriente continua \u2014el tipo de corriente propio de pilas y bater\u00edas\u2014 a corriente alterna \u2014la que se utiliza en el transporte de energ\u00eda el\u00e9ctrica y en el consumo en los hogares, es decir, en los enchufes\u2014 y la electr\u00f3nica de control correspondiente.<\/p>\n

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Detalle de la arquitectura interna de uno de los m\u00f3dulos que forman el prototipo de laboratorio, donde se pueden ver componentes como los inductores y condensadores, mostrado sin el bloque de la bater\u00eda.<\/figcaption><\/figure>\n

La soluci\u00f3n que proponen aprovecha los beneficios de estas estructuras modulares: en lugar de aplicar una perturbaci\u00f3n a una sola bater\u00eda para monitorizarla, se hace a todas las del sistema modular. Pero las perturbaciones no se aplican al mismo tiempo en todos los m\u00f3dulos, sino que se ejecutan de manera escalonada. Esta cadencia hace que, cuando las perturbaciones se encuentran en la salida com\u00fan hacia la red, se cancelen entre ellas. De este modo, cada bater\u00eda recibe la excitaci\u00f3n necesaria para ser analizada, pero la corriente que llega a la red mantiene su forma habitual y no incorpora interferencias.<\/p>\n

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Si las perturbaciones para identificar el estado de cada m\u00f3dulo se realizan al mismo tiempo, su suma afecta a la red el\u00e9ctrica. En cambio, si est\u00e1n convenientemente desfasadas, se anulan entre ellas y no la afectan. Fuente: elaboraci\u00f3n propia.<\/figcaption><\/figure>\n

Si la perturbaci\u00f3n para identificar el estado de cada m\u00f3dulo se realiza al mismo tiempo, la suma de perturbaciones afecta a la red el\u00e9ctrica. En cambio, si est\u00e1n convenientemente desfasadas, se anulan entre ellas y no la afectan. Fuente: elaboraci\u00f3n propia.<\/p>\n

Aunque, sobre el papel, con el desfase adecuado entre perturbaciones podemos lograr que se anulen entre ellas, en la pr\u00e1ctica el m\u00e9todo plantea algunos retos. El m\u00e1s relevante es el hecho de que peque\u00f1as variaciones en el comportamiento de cada m\u00f3dulo, que aparecen inicialmente o con el tiempo, hacen imposible una cancelaci\u00f3n completa de la perturbaci\u00f3n: \u201cEs casi imposible alcanzar los niveles de precisi\u00f3n necesarios para anular completamente estas perturbaciones de manera sistem\u00e1tica\u201d, reconoce Leyva. Por ello, han implementado un algoritmo de control basado en retroalimentaci\u00f3n que monitoriza constantemente las variaciones de la corriente el\u00e9ctrica de cada m\u00f3dulo. Este mecanismo act\u00faa como un sistema autorregulable: detecta cualquier desajuste y lo corrige en tiempo real para garantizar que la cancelaci\u00f3n de las interferencias sea pr\u00e1cticamente perfecta en la salida hacia la red.<\/p>\n

Para demostrar la validez pr\u00e1ctica del m\u00e9todo, el equipo investigador ha utilizado un prototipo de laboratorio de 3,84 kW, configurado con cuatro m\u00f3dulos. Durante los ensayos, el sistema demostr\u00f3 su robustez: la distorsi\u00f3n se mantuvo en torno al 2,9 %, una cifra pr\u00e1cticamente id\u00e9ntica a la del funcionamiento normal sin monitorizaci\u00f3n de las bater\u00edas y que cumple los est\u00e1ndares de calidad internacionales, lejos del 8 % de distorsi\u00f3n que pueden provocar otros m\u00e9todos de observaci\u00f3n del estado de las bater\u00edas en los que no se desfasan convenientemente las perturbaciones.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de su precisi\u00f3n, el m\u00e9todo tiene otras ventajas respecto a los convencionales. Como la arquitectura de control evita grandes fluctuaciones, es posible minimizar el volumen y el coste de algunas partes de los m\u00f3dulos que forman el sistema. La metodolog\u00eda \u2014desarrollada por un equipo investigador integrado por profesionales de la Nanyang Technological University de Singapur, la Universidad de Melbourne, la City University de Hong Kong y la URV\u2014 es escalable y compatible con diversos tipos de configuraciones y puede aplicarse a otros sistemas de almacenamiento energ\u00e9tico. Incluso podr\u00eda utilizarse en infraestructuras de recarga de veh\u00edculos el\u00e9ctricos con arquitecturas modulares.<\/p>\n

Referencia:<\/strong> E. Nunes et al., \u00abOnline Monitoring of Batteries in Modular Multilevel Energy Storage Systems without Disturbing the Electrical Network,\u00bb en IEEE Transactions on Sustainable Energy, doi: 10.1109\/TSTE.2026.3658335.<\/p>\n

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Investigadores de la Universitat Rovira i Virgili participan en el desarrollo de un m\u00e9todo innovador que identifica en tiempo real el estado de carga y de salud de bater\u00edas de almacenamiento energ\u00e9tico<\/p>\n","protected":false},"author":139,"featured_media":149114,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[117,102,3458,244,83,100,123],"tags":[],"class_list":["post-149120","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-y-tecnologia","category-comunicacion-ciencia","category-ingenieria-electronica-electrica-automatica","category-escuela-ingenieria","category-general-es","category-investigacion","category-notas-prensa"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/149120","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/139"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=149120"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/149120\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/149114"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=149120"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=149120"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=149120"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}