Puesta en Marcha del Primer Laboratorio Peruano de Electromovilidad para fines de capacitación e Investigación en Manufactura Avanzada de Estaciones de Recarga Rápida de Vehículos Eléctricos

CÓDIGO DE PROYECTO #014-2020-FONDECYT-BM

Información General

Numero de Subvención

014-2020-FONDECYT-BM

Líder de Proyecto

Descripción

Resumen

En el Perú, la manufactura de equipos electrónicos para sistemas energéticos es una disciplina poco desarrollada limitándonos a la importación de esta tecnología. A nivel investigación, no se cuenta con ningún laboratorio especializado que permita validar convertidores electrónicos a nivel industrial. No obstante, el ingreso de Vehículos Eléctricos y la implementación de normativas para modernizar la matriz energética nacional exige una urgente atención, tal como ha sido definido en el proyecto NAMAS del MINEM. En los últimos años, el Centro de Energía Renovables de la UNI (CER-UNI), ha desarrollado soluciones basadas en energía renovable. La continuidad de estos trabajos pasa hoy, por el desarrollo de la línea de investigación en la Manufactura Avanzada de Convertidores Electrónicos para aplicaciones de Microredes Eléctricas y Electromovilidad. Para ello, se ha incorporando investigadores (Contrato 031-2019) y ejecutando proyectos de investigación en esta temática. Un ejemplo de ello es el Contrato 176-2018 BM, cuyo objetivo es la manufactura de un convertidor electrónico original de 10kW para el control de una microred DC que permita la integración de baterías a la red eléctrica trifásica. Este equipo puede ser utilizado como una estación de recarga rápida de vehículos eléctricos, sin embargo, dado los altos costos de equipamiento, el CER-UNI no cuenta con emuladores industriales que permita la validación del convertidor electrónico manufacturado. Este proyecto propone la adquisición de un equipo mediano que permita emular sistemas de Centro de Recarga Rápida así como sistemas de baterías de vehículos Eléctricos (bajo la norma IEC 61851-1:2017), lo cual permitirá: (1) Validar convertidores electrónicos manufacturados, pero bajo un entorno de potencia industrial y utilizando un vehículo eléctrico real, (2) Contar con un laboratorio especializado que permita capacitar a todas las universidades del Perú mediante cursos y programas de posgrado sobre la temática de Electromovilidad y Generación Distribuida. Este laboratorio constituirá el punto de inflexión para el desarrollo de la manufactura de convertidores electrónicos sobre sistemas de Electromovilidad y Microredes Eléctricas. El proyecto tendrá un alto impacto tecnológico y científico (patentes, tesis y artículos científicos) así como un nuevo producto tecnológico, fruto de la cooperación universidades peruanas – laboratorios internacionales - empresa.

Objetivo General

El objetivo principal del proyecto es la implementación del primer Laboratorio especializado en Electromovilidad en el Perú, mediante la adquisición de un equipo mediano que permite emular el funcionamiento eléctrico de una estación de recarga de vehículo eléctrico (EVSE) así como un sistema de baterías de un vehículo eléctrico (EV). Este equipo permitirá la validación experimental de convertidores electrónicos manufacturados en el Perú (por universidades o por empresas privadas) para aplicaciones de Electromovilidad y microredes eléctricas mediante el uso compartido del equipamiento y el desarrollo de proyectos cooperativos. La ejecución del proyecto tres etapas: la adquisición del equipo, la validación del equipo (mediante un vehículo eléctrico real y un prototipo manufacturado en el laboratorio como continuación del proyecto Contrato 176-2018) y la capacitación abierta mediante 1 curso especializado dirigidos a los docentes-investigadores de las universidades y a los profesionales del subsector energético relacionados a sistemas de Electromovilidad y que sea dictado por los miembros del equipo y por investigadores internacionales. El prototipo desarrollado que será validado en este proyecto es una nueva tecnología de estación de recarga rápida de vehículos eléctricos eco-amigable de 20kW, que tenga aislamiento galvánico y capacidad de ofrecer el servicio especial de “inercia virtual” asegurando la estabilidad de la red (con bajo nadir y mínima tasa de variación de frecuencia). Para este propósito el sistema integra paneles solares y utiliza un sistema intermedio de almacenamiento estacionario (supercapacitores), pudiendo por tanto conectarse a puntos de la red con baja capacidad de potencia de suministro (“redes débiles”), como es el caso de las provincias del interior del país. La estación de recarga desarrollada tendrá aislamiento galvánico de alta frecuencia y utilizará semiconductores de carburo de silicio (SiC), permitiendo seguridad al proceso de carga del vehículo eléctrico y una alta eficiencia en el proceso de conversión (se estima 96%). La validación experimental del prototipo cerrará en gran medida la brecha tecnológica que sufre el país en sistema de Electromovilidad, permitiendo la generación de 1 patente, publicaciones a nivel Journal, participación en conferencias internacionales y la formación de profesionales mediante la realización de tesis de pregrado y posgrado. Finalmente, el objetivo general conlleva la investigación colaborativa sobre la temática de manufactura avanzada de convertidores electrónicos industriales mediante la participación de 2 laboratorios internacionales (CIEMAT y la UPM de España), el centro de Energías Renovables de la UNI (CER-UNI) como entidad ejecutora, 2 universidades públicas del interior del país (la universidad Nacional de Piura y la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa) y finalmente una empresa electrónica peruana (DIACSA) para la transferencia tecnológica.

Palabras Clave

Manufactura de convertidores electrónicos, Emulador de Equipos de Electromovilidad, Emulador de convertidores electrónicos, Estaciones de recarga rápida, vehículos eléctricos, Microredes DC

Tipo de intervención

Intervención

INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

Convenio

Concurso

Proyectos Integrales

Entidad ejecutora

Nombre de la Organización

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA UNI

Dependencia / Unidad

Región

LIMA