Diseño y simulación de un controlador predictivo multivariable para un electrolizador alcalino

En este trabajo se diseña y simula un controlador predictivo basado en modelo multiobjetivo para un sistema complejo de un electrolizador alcalino. Se explica y se comenta el análisis de los datos y la información que se ha podido extraer sobre el electrolizador alcalino de alta presión con límite inferior de explosividad del H2 del 4 %. Los gases de H2 y O2, deben suministrarse a altas presiones para evitar el uso de compresores. Dado que la pureza del gas disminuye con las altas presiones, se espera aumentar la presión de funcionamiento posible evitando la contaminación con una estrategia de control adecuada. En la búsqueda de aumentar la presión de funcionamiento de los electrolizadores alcalinos, se necesitan estrategias de control para disminuir la contaminación cruzada de los gases y, en consecuencia, aumentar la pureza del hidrógeno suministrado. Cabe resaltar que este trabajo ha tomado como base el modelo desarrollado anteriormente por el grupo de investigación correspondiente, con lo que se inicia el diseño de los controladores predictivos teniendo como base el conocimiento del comportamiento del sistema en lazo cerrado con otros controladores diseñados e incluso implementados experimentalmente. El diseño parte del modelo lineal a controlar ya desarrollado e incorpora el cálculo de los cambios óptimos en las variables manipuladas para lograr el resultado deseado y comprobar su precisión frente a otros controladores planteados en ese trabajo precedente. En este sentido, la modelización y el control son cuestiones clave para mejorar el funcionamiento y el diseño. El controlador se probará en un modelo lineal de alta fidelidad del electrolizador y debe ser capaz de mantener la impureza por debajo del 1 % en todos los casos, manteniendo, prácticamente en todos los escenarios, la diferencia de nivel de solución líquida entre ambos SC por debajo de 4 mm y un error de presión máximo de 0,5 %. Naturalmente, se mostrará las pruebas realizadas en el sistema real para validar el modelo, una vez más, y la estrategia de control desarrollada. Finalmente, se presentan y discuten todos los resultados obtenidos del sistema de lazo cerrado resultante basado en control predictivo con sus consecuentes conclusiones