Modelado y control del sistema electrónico encargado de la recuperación energética en una etapa de desionización capacitiva

Abstract

En esta tesis se construye y caracteriza experimentalmente una celda de desionización capacitiva con electrodos basados en carbono nanoporoso. Se investiga su capacidad de retención salina y se caracterizan sus variables eléctricas con el objeto de hallar el mejor comportamiento energético posible. Se realizan modelos matemáticos para la simulación de la transferencia energética entre dos celdas por medio de un convertidor electrónico elevador-reductor con control por histéresis de corriente. Se describen detalladamente las pérdidas de conducción, conmutación y fugas durante la transferencia y se consigue determinar el punto óptimo de funcionamiento del sistema, en el cual las pérdidas son mínimas. Se define el valor óptimo de la corriente de control del convertidor mediante una sencilla expresión algebraica que depende de los voltajes en las celdas y de las resistencias parásitas. Se construye un convertidor electrónico y se comprueba la bondad de las previsiones del modelo con test de transferencia reales.