Un estudio experimental de un sistema de control de código abierto y bajo costo para la desalinización por ósmosis inversa con energías renovables
Autores: Dimitriou, Evangelos; Loukatos, Dimitrios; Tampakakis, Eleftherios; Arvanitis, Konstantinos G.; Papadakis, George
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un estudio experimental de un sistema de control de código abierto y bajo costo para la desalinización por ósmosis inversa con energías renovables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Recursos hídricos
Desalinización
Demanda global de agua
Sector agrícola
Intensivo en energía
Fuentes de energía renovable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Considerando la degradación de los recursos hídricos y el aumento de la población humana, la desalinización parece ser un método prometedor para satisfacer la demanda global de agua, desde agua potable hasta las necesidades de riego de las plantas. La contribución de la desalinización al sector agrícola, a través del suministro de agua para las plantas o animales, es crítica porque este sector representa el 70% de la demanda global de agua. Desafortunadamente, el proceso de desalinización es intensivo en energía y está sujeto a varios factores que resultan en fluctuaciones no deseadas en la calidad/cantidad del agua producida, y/o desperdicio de energía. Las fuentes de energía renovable pueden suministrar la potencia necesaria, pero amplifican estos desafíos porque su disponibilidad varía con el tiempo. Una forma simple y eficiente de abordar este problema es controlar la presión del agua de alimentación antes de suministrarla a la membrana. Típicamente, los sistemas de control de emparejamiento son bastante costosos o carecen de la libertad de personalización necesaria que podría mejorar su funcionamiento. Por lo tanto, este estudio destaca la viabilidad de mejorar un equipo de control de desalinización típico mediante la incorporación de microcontroladores modernos de bajo costo y software de código abierto flexible; el potencial de estas herramientas aún no ha sido completamente explorado. El microcontrolador ejecuta lógica PID personalizada, impulsando un módulo de inversor industrial. Nuestros resultados indican que el sistema propuesto puede mantener el ritmo con los puntos de ajuste del proceso de desalinización, reduciendo el estrés de los componentes electromecánicos y los períodos de producción de agua dulce fuera de especificación. Esta implementación de función de control de bajo nivel minimiza la necesidad de intervención humana al tiempo que proporciona una base prometedora para futuras extensiones y personalizaciones en esta área.
Descripción
Considerando la degradación de los recursos hídricos y el aumento de la población humana, la desalinización parece ser un método prometedor para satisfacer la demanda global de agua, desde agua potable hasta las necesidades de riego de las plantas. La contribución de la desalinización al sector agrícola, a través del suministro de agua para las plantas o animales, es crítica porque este sector representa el 70% de la demanda global de agua. Desafortunadamente, el proceso de desalinización es intensivo en energía y está sujeto a varios factores que resultan en fluctuaciones no deseadas en la calidad/cantidad del agua producida, y/o desperdicio de energía. Las fuentes de energía renovable pueden suministrar la potencia necesaria, pero amplifican estos desafíos porque su disponibilidad varía con el tiempo. Una forma simple y eficiente de abordar este problema es controlar la presión del agua de alimentación antes de suministrarla a la membrana. Típicamente, los sistemas de control de emparejamiento son bastante costosos o carecen de la libertad de personalización necesaria que podría mejorar su funcionamiento. Por lo tanto, este estudio destaca la viabilidad de mejorar un equipo de control de desalinización típico mediante la incorporación de microcontroladores modernos de bajo costo y software de código abierto flexible; el potencial de estas herramientas aún no ha sido completamente explorado. El microcontrolador ejecuta lógica PID personalizada, impulsando un módulo de inversor industrial. Nuestros resultados indican que el sistema propuesto puede mantener el ritmo con los puntos de ajuste del proceso de desalinización, reduciendo el estrés de los componentes electromecánicos y los períodos de producción de agua dulce fuera de especificación. Esta implementación de función de control de bajo nivel minimiza la necesidad de intervención humana al tiempo que proporciona una base prometedora para futuras extensiones y personalizaciones en esta área.