HiHELIOS integrerer høy-energi og høy-effekt batterisystemer for å utvikle et hybrid energilagringssystem som er modulært, skalerbart, fleksibelt, kostnadseffektivt og har lang levetid. Gjenbruksbatterier brukes i kombinasjon med nye batterier og tilpassede kraftelektronikkomformere.
Etterspørselen etter elektrisitet i Europa øker på grunn av elektrifisering, samtidig som tilgjengeligheten av fornybar elektrisitet også øker. Strømnettet når sine grenser mange steder i Europa, noe som reduserer produksjonen av fornybar energi på grunn av overskudd eller nettbegrensninger).
Langvarige elektriske energilagringssystemer (ESS) kan bidra til å balansere tilbud og etterspørsel, og forhindre nedregulering. Nettjenester levert av ESS krever kompromisser mellom kraft- og energibehov. Dagens teknologi for enkeltbatterilagring kan bare tilby enten høy kraftlagring, som ikke er i stand til å gi langvarig lagring; eller høy energilagring, som ikke er i stand til å håndtere høye kraftkrav.
HiHELIOS har som mål å levere et modulært hybrid energilagringssystem på TRL-skala 7. Dette systemet skal kombinere kapasiteten til høy-kraftlagring i batterier med lithium-jern-fosfat (LFP) eller superkondensatorer med kapasiteten til høy-energi i gjenbruksbatterier med nikkelmangankobolt (NMC).
HiHELIOS skal tilpasse den modulære, fleksible og skalerbare hybrid-arkitekturen utviklet i EU-prosjektet SEABAT for marine applikasjoner på TRL 5-6, til nettapplikasjoner og ladestøtte for elektriske-kjøretøy.
HiHELIOS har som mål å bruke batterimoduler og komponenter som allerede finnes på markedet (hyllevare), og gjenbruke batterimoduler fra elektriske-kjøretøy. Med hjelp av digitale modeller, skal HiHELIOS spesialdesigne og produsere et hybrid energilagringssystem for fire bruksområder som skal løse virkelige utfordringer knyttet til energilagring. Prosjektet er et basert på sluttbruker. De fire pilotprosjektene tilpasses fire virkelige bruksområder. Disse pilotene blir stående igjen etter testperioden på 12 måneden
Innovasjonen i de digitale modellene (fysikkbaserte og datadrevne) vil støtte design og produksjon av det stasjonære hybride energilagringssystemet. Prosjektet inneholder
- modulært styringssystemdesign ved bruk av bærekraftige materialer
- et flerlags, skalerbart og interoperabelt kontrollsystem, lett oppgraderbart for å imøtekomme fremtidige infrastrukturendringer
- avansert fysikkbasert og datadrevet verktøy for tilstandsdiagnose for hybride energilagringsbatterier
SINTEF leder utviklingen av skalerbar kontrollprogramvare for det hybride energilagringssystemet. Dette innebærer å designe og validere algoritmer for kraft- og energistyring, sikre en sømløs interaksjon mellom programvare og maskinvare, og en sikker, effektiv og pålitelig drift av systemet. Fysikkbaserte og datadrevne modeller brukes for tilstandsmonitorering, feildiagnostikk og prediktivt vedlikehold.
I tett samarbeid med partnere vil SINTEF bidra til å lage detaljerte digitale modeller som veileder optimal dimensjonering og konfigurasjon av maskinvarekomponenter, samtidig som systemet oppfyller strenge sikkerhetsstandarder. Denne integrerte tilnærmingen vil forbedre den totale ytelsen og forlenge systemets livssyklus, og legge grunnlaget for fremtidige innovasjoner innen bærekraftig energilagring. Etter prosjektets slutt vil SINTEF utnytte kunnskapen fra HiHELIOS til å tilby nye FoU-tjenester til industrien, og bidra til fremtidige nasjonale og europeiske prosjekter.
Prosjektet demonstrerer ett HiHELIOS hybrid energilagringssystem (HESS) ved hurtigladestasjonen til UNO-X i Norge. Først vil energi- og effektstyringssystemene bli testet i en hardware-in-the-loop-oppsett i SINTEFs nasjonale SmartGrid-laboratorium, der strømnettet, det hybride batterisystemet og hurtigladestasjonen vil bli emulert av sanntidssimulatorer for å validere og optimalisere kontrollstrategiene. HESS-enheten vil deretter bli transportert til UNO-X sin hurtigladestasjon og være under testing i en periode på minimum 12 måneder.