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Artículos científicos

• I. Erro, P. Aranguren, F.J. Sorbet, I. Bonilla-Campos, D. Astrain (2024). Enhancement of the Power-to-Heat Energy Conversion Process of a Thermal Energy Storage Cycle through the use of a Thermoelectric Heat Pump. Applied Thermal Engineering, 246: 122923.
• I. Erro, P. Aranguren, P. Alegría, A. Rodríguez, D. Astrain (2024). Advanced Phase-Change Intermediate Heat Exchanger Development for Multistage Thermoelectric heat Pumps. Thermal Science and Engineering Progress, 47: 102298.
• I. Erro, P. Aranguren, A. Martínez, D. Astrain (2024). Development and Experimental Validation of a Two-stage Thermoelectric Heat Pump Computational Model for Heating Applications. Thermal Science and Engineering Progress, 53: 102721.
• I. Erro, P. Aranguren, I. Alzuguren, D. Chavarren, D. Astrain (2023) Experimental analysis of a one and two-stage thermoelectric heat pumps to enhance the performance of a thermal energy storage. Energy, 285: 129447.

Comunicaciones en congresos

• I. Erro, P. Aranguren, N. Pascual, I. Alzuguren, D. Chavarren, J. Erice, F.J. Sorbet, D. Astrain. Installation of an Optimized Thermoelectric Heat Pump System to enhance a Thermal Energy Storage. 13th National and 4th International Conference in Engineering Thermodynamics (Castellón, España). Diciembre 2023.
• I. Erro, P. Aranguren, P. Alegría, A. Casi, L. Catalán, F.J. Sorbet, J. Erice, A. Martínez, D. Astrain. Experimental Optimization of a Themoelectric Heat Pump System for Heating. The 39th Annual International Conference on Thermoelectrics (Seattle, EEUU). Junio 2023.
• I. Erro, P. Aranguren, P. Alegría, A. Casi, L. Catalán, D. Astrain. Optimization of a Thermoelectric Heat Pump System for Heating. 3rd Iberian Thermoelectric Workhop (Lisboa, Portugal). Marzo 2023.
• I. Erro, P. Aranguren, N. Pascual, I. Alzuguren, D. Chavarren, J. Erice, F.J. Sorbet, D. Astrain. Installation of an Optimized Thermoelectric Heat Pump System to enhance a Thermal Energy Storage. 13th National and 4th International Conference in Engineering Thermodynamics (Castellón, España). Diciembre 2023.
• I. Erro, P. Aranguren, I. Alzuguren, N. Pascual, A. Martínez, D. Astrain. A computational model for Two-Stage Thermoelectric Heat Pump Validated through Experimentation in Heating. 40th International & 20th European Conference on Thermoelectrics (Cracovia, Polonia). Julio 2024.

El objeto del proyecto es desarrollar conceptos de sistemas para almacenamiento energético, basados en un almacenamiento térmico de alta temperatura y Ciclos Rankine con generadores síncronos de turbina (vapor y ORC), con muy alta flexibilidad para autoconsumo y también integración en la red eléctrica de Energías Renovables (EERR). La novedad del concepto, frente al estado del arte actual, es un almacenamiento de baja temperatura que reutiliza el calor de condensación del Ciclo de Rankine, aprovechando toda la energía almacenada. Este calor de condensación es perdido al ambiente o cedido a ríos o otras masas de agua, en centrales térmicas convencionales y ciclos combinados.

En particular, el concepto es un almacenamiento de energía en forma térmica, a alta temperatura, que puede generar tanto calor como electricidad, y que presenta las siguientes ventajas

1. La solución tiene muy bajo coste por unidad de energía almacenada, muy inferior a sistemas de baterías
2. El ciclo Rankine y el grupo turbina-generador produce potencia síncrona de alta calidad para la red (puede contribuir a equilibrar la red para evitar situaciones como las que produjeron el apagón del del 28-04-2025)
3. Se integra perfectamente en sistemas eléctrico – térmicos con dimensión de distrito (1-100MW eléctricos)
4. Incorpora el concepto CHP (Combined Heat and Power) de aprovechamiento integral de toda la energía en forma combinada de calor + electricidad, aprovechando la práctica totalidad de la energía almacenada (menos las perdidas térmicas)

Estos sistemas están orientados al mercado de autoconsumo y almacenamiento/gestión de excedentes de EERR. El proyecto ha incluido las siguientes actividades, tanto de búsqueda e investigación conceptual de mejoras e innovaciones como de Diseño, construcción y ensayo de prototipos.

• Desarrollo de conceptos orientados a autoconsumo de EERR en distritos
• Desarrollo de conceptos orientados almacenamiento de energía de red a bajo coste para la industria
• Construcción de un sistema innovador de almacenamiento energético distribuido basado en un ciclo ORC de 3 kW en la UPNA.
• Diseminación y Publicaciones

Un concepto grafico puede ser el siguiente, extraído de la propuesta

Los subsistemas principales son:

1. Un almacenamiento térmico a Alta temperatura
2. Un Power Block (Bloque de potencia) con Turbina de Vapor que produce electricidad sincrona
3. Un almacenamiento secundario a media/baja temperatura
4. Un  sistema de gestión de energía

El sistema es versátil para:

1. Carga de electricidad desde la red (Almacenamiento de energía) a bajo coste
2. Almacenamiento de excedentes de EERR propios
3. Venta de energía a red en horarios de alto precio, rentabilizando el sistema
4. Mejora de la calidad de la red compensando oscilaciones con la turbina síncrona

El sistema propuesto provee una solución tecnología de futuro para almacenamiento de EERR a bajo coste, posibilitando distritos 100% renovables con un coste contenido para la parte almacenamiento de energía, a la vez que se atiende su demanda eléctrica y térmica durante todo el año.