logo móvil
Contáctanos

Control Predictivo Basado en Modelos de un Reactor Termoquímico Híbrido Solar para la Gasificación de Biomasa a Alta Temperatura con Vapor

Autores: Karout, Youssef; Curcio, Axel; Eynard, Julien; Thil, Stéphane; Rodat, Sylvain; Abanades, Stéphane; Vuillerme, Valéry; Grieu, Stéphane

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2023

Control Predictivo Basado en Modelos de un Reactor Termoquímico Híbrido Solar para la Gasificación de Biomasa a Alta Temperatura con Vapor


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Desarrollo sostenible

Palabras clave

Reactor termocatalítico híbrido solar
Gas de síntesis
Caja de herramientas Cantera
Controlador predictivo basado en modelos
Irradiancia normal directa
Error cuadrático medio

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El presente documento trata tanto sobre el modelado como sobre el control dinámico de un reactor termocatalítico híbrido solar diseñado para producir gas de síntesis a través de la gasificación de biomasa con vapor a alta temperatura. Primero, se presenta un modelo del reactor basado en el equilibrio termodinámico. Se utiliza la caja de herramientas Cantera. Luego, se propone un controlador predictivo basado en modelo (MPC) con el objetivo de mantener la temperatura del reactor en su valor nominal, preservando así la estabilidad del reactor. Esto se completa ajustando el factor de desfocalización de los espejos o quemando una parte de la biomasa para compensar las variaciones de la irradiancia normal directa (DNI) durante todo el día. Este controlador se compara con un controlador de referencia, que se define como una combinación de un controlador basado en reglas y un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) adaptativo con ganancias optimizadas. También se estudia la robustez del controlador MPC ante errores de pronóstico probando diferentes pronósticos de DNI: pronósticos perfectos, pronósticos de persistencia inteligente y pronósticos basados en imágenes. Debido a un alto tiempo de optimización, la función Cantera se reemplaza por una función de interpolación 2D. Los resultados muestran que (1) el controlador MPC desarrollado supera al controlador de referencia, (2) la integración de pronósticos de DNI basados en imágenes produce valores de error cuadrático medio (RMSE) más bajos, y (3) el tiempo de optimización se reduce significativamente gracias a la función de interpolación propuesta.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro