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Pascual Miqueleiz, Julio María

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Pascual Miqueleiz

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Julio María

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Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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    PublicationOpen Access
    On the requirements of the power converter for second-life lithium-ion batteries
    (IEEE, 2019) Berrueta Irigoyen, Alberto; San Martín Biurrun, Idoia; Pascual Miqueleiz, Julio María; Sanchis Gúrpide, Pablo; Ursúa Rubio, Alfredo; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua
    The use of lithium-ion batteries is increasing year after year, especially in the automotive sector. Given the high requirements of electric vehicles, their energy storage systems are discarded when they still have around 70% of its initial capacity. These discarded batteries are being studied as a low-price option for stationary systems, mostly related to renewable energy generation, with lower battery requirements. However, the increasing dispersion of cell capacity detailed in this contribution limits the use of second-life cells if regular battery management systems and power converters. We present in this contribution an experimental comparison of the capacity dispersion between fresh and second-life cells, and detail the relationship between the capacity dispersion and the required BMS functionality. Furthermore, we include the ageing phenomena in the analysis by means of experimental ageing results, given that the capacity dispersion is enlarged as the battery ages. After this, we use this data to quantify advantages and disadvantages of a combined BMS and power converter, based on a multilevel topology, compared to a conventional BMS. The most relevant result, when a 55-cell battery is analysed, is a 65% increase in capacity during its whole second life if the BMS and power converter are combined by means of a multilevel topology. The increased level of complexity required by the combined BMS-power converter architecture is analysed in this contribution, providing a convenient tool for the selection of the most suitable option for each application.
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    PublicationOpen Access
    Energía sostenible: sin malos humos
    (Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, 2019) Samanes Pascual, Javier; Pascual Miqueleiz, Julio María; Berrueta Irigoyen, Alberto; Araiz Vega, Miguel; Catalán Ros, Leyre; Aranguren Garacochea, Patricia; Arricibita de Andrés, David; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Ingeniaritza
    ¿Puede España ser sostenible energéticamente? Si alguna vez te has planteado esta pregunta, o quieres saber en qué gastamos la energía y de dónde podría ser obtenida, aquí encontrarás respuestas. Nuestros recursos renovables son inmensos, pero también lo es nuestro consumo. Este libro no solo se centra en analizar la situación actual y las posibilidades que las energías renovables tienen en nuestro país, sino que, presentando de forma clara los datos sobre nuestro gasto energético, permite a cada lector identificar sus mayores consumos, de tal forma que pueda considerar cómo reducirlos. Energía sostenible. Sin malos humos es la adaptación al caso español, actualizando los datos, del libro publicado hace una década por David MacKay en el Reino Unido. La sostenibilidad es hoy en día una preocupación creciente en la sociedad. Pero a menudo este interés se ve contaminado por cifras enormes que resultan muy complicadas de comprender. Además, todos hemos oído hablar en algún momento sobre pequeños gestos al alcance de nuestra mano que podrían permitir un cambio hacia un modelo sostenible. Nada más lejos de la realidad, pequeñas acciones solo permiten pequeños cambios, y el cambio de modelo energético al que nos enfrentamos requiere grandes acciones. Para deshacernos de todo este ruido, en este libro se presentan los números de forma clara y sencilla, utilizando unidades a nuestro alcance y que son comprensibles por todas las personas. Esto permite identificar de una forma mucho más personal los consumos energéticos de nuestro día a día. A lo largo de la primera parte del libro se van construyendo dos columnas: una de color rojo, que representa la agregación de consumos, y otra de color verde, que representa la capacidad de generación. Estas columnas ofrecen una comparación muy visual de la infraestructura renovable que sería necesaria para mantener nuestro ritmo de consumo energético actual. Además, utiliza números «gordos» obtenidos de la experiencia del día a día. Por ejemplo, para calcular la capacidad de generación eólica se parte de una velocidad de viento estimada a partir de la velocidad típica de un ciclista urbano. Toda esta información se encuentra en la primera parte del libro, en los capítulos del 1 al 18. Sin embargo, este libro no se centra únicamente en el análisis de la situación actual, sino que da un paso más y propone alternativas al modelo energético actual con el fin de alcanzar un modelo 100% renovable a medio plazo. Estas medidas incluyen un aumento importante en la potencia renovable instalada, un aumento en la eficiencia energética y algunos ligeros cambios en nuestro estilo de vida que permitan una reducción del consumo. Por supuesto, los tres frentes deben ser atacados al mismo tiempo. Estas propuestas se recogen en la segunda parte del libro, en los capítulos 19 a 32. Por último, este es un libro divulgativo al alcance de todas las personas, que busca transmitir toda la información de forma clara e intuitiva sin perderse en complicados cálculos. Pero si eres de los que les gustan las cuentas, al final del libro encontrarás un apartado en el que se explica de forma rigurosa muchos de los cálculos simples realizados en las primeras partes del libro. Estos apéndices técnicos forman la tercera parte del libro, son los apéndices de la A hasta la H.
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    PublicationOpen Access
    On the on-site measurement of the degradation rate of crystalline silicon PV modules at plant level
    (IEEE, 2018) Pascual Miqueleiz, Julio María; Berrueta Irigoyen, Alberto; Marcos Álvarez, Javier; García Solano, Miguel; Marroyo Palomo, Luis; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
    This paper proposes a method for measuring the degradation rate of crystalline silicon PV modules at plant level in two different ways as a form of verification. As actual levels of degradation rate have been observed to be as low as 0.2%/a, the uncertainties make it difficult to measure this value accurately at plant level. However, despite the low value, it is still important to know the actual degradation rate due to its impact on energy yield. In this paper, two ways of measuring the degradation rate at plant level are proposed. These two methods, with different uncertainty sources, are proposed to be used jointly in order to have a better approach to the real value. Finally, an example of measurement in a 1.78 MW PV plant is presented.
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    PublicationOpen Access
    Influence of the aging model of lithium-ion batteries on the management of PV self-consumption systems
    (IEEE, 2018) Berrueta Irigoyen, Alberto; Pascual Miqueleiz, Julio María; San Martín Biurrun, Idoia; Sanchis Gúrpide, Pablo; Ursúa Rubio, Alfredo; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua, PI038 INTEGRA-RENOVABLES
    Lithium-ion batteries are gaining importance for a variety of applications due to their improving characteristics and decreasing price. An accurate knowledge of their aging is required for a successful use of these ESSs. The vast number of models that has been proposed to predict these phenomena raise doubts about the suitability of a model for a particular battery application. The performance of three models published for a Sanyo 18650 cylindrical cell in a self-consumption system are compared in this work. Measured photovoltaic production and home consumption with a sampling frequency of 15 minutes are used for this comparison. The different aging predictions calculated by these three models are analyzed, compared and discussed. These comparison is particularized for two management strategies. The first of them maximizes the self-consumption PV energy, while the second reduces the maximum power peak demanded from the grid.
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    PublicationOpen Access
    Economic analysis of residential PV self-consumption systems with Li-ion batteries under different billing scenarios
    (IEEE, 2019) Galilea Gil, Carlos; Pascual Miqueleiz, Julio María; Berrueta Irigoyen, Alberto; Ursúa Rubio, Alfredo; Marroyo Palomo, Luis; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua, 0011-1411-2017-000021
    In this paper, an economic analysis for four houses with a PV self-consumption system with and without Li-ion batteries is carried out. In particular three different ways of sizing PV and batteries are analyzed under three different billing scenarios for the compensation of surplus energy injected into the grid. All methods run under the same energy strategy, which maximizes self-consumption. The three billing scenarios are: (1) no retribution for surplus energy, (2) retribution at pool price (net billing), and (3) monthly net metering. This study shows how fixed costs make these systems just profitable for small systems. Moreover, the results show how the battery cost and lifespan affects the final profitability of the system and what future evolution in these factors is needed for making these systems profitable under different billing methods.
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    PublicationOpen Access
    Hydrogen educational activities developed by APERNA: a renewable-energy student association
    (Asociación Española del Hidrógeno, 2016) Berrueta Irigoyen, Alberto; San Martín Biurrun, Idoia; Samanes Pascual, Javier; Pascual Miqueleiz, Julio María; Barrios Rípodas, Ernesto; Parra Laita, Íñigo de la; Urtasun Erburu, Andoni; Sanchis Gúrpide, Pablo; Ursúa Rubio, Alfredo; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
    In this paper, we present APERNA, a recently-created student association at Public University of Navarre (UPNA) with the aim of promotion of renewable energies.
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    PublicationOpen Access
    Development of energy management strategies for the sizing of a fast charging station for electric buses
    (IEEE, 2020) Ojer Palacios, Iñaki; Berrueta Irigoyen, Alberto; Pascual Miqueleiz, Julio María; Sanchis Gúrpide, Pablo; Ursúa Rubio, Alfredo; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Gobierno de Navarra / Nafarroako Gobernua, 0011–1411–2018–000029 GERA; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, ReBMS PJUPNA1904
    The electric vehicle contributes to reduce greenhouse gases emissions and get a greater integration of renewable energy. In this context, the implementation of urban buses implies the development of new grid infrastructures in order to carry out the electricity supply required by the charging stations. In order to optimize the size of these infrastructures and to have more power capacity, this contribution proposes the design and the sizing of a fast charging station with a stationary energy storage system (ESS) installed, to supply the energy of the buses that run on one of the lines of Pamplona (Spain). In this contribution, first, the power demanded by the charging point is measured at the fast charging station located at the Public University of Navarre. Second, three energy management strategies are developed with which to use ESS. Finally, the proposed energy management strategies are simulated with the measured data obtained. The results achieved in this contribution show that with a 40 kWh ESS, the power demanded from the grid can be reduced by a whole 70%, that is, from 250 kW to 74 kW. In addition, the power contracted in the electricity rate is reduced too.