Análisis, modelado e identificación de los condensadores electroquímicos de doble capa

Laburpena

RESUMEN Los condensadores Electroquímicos de doble capa, ¿EDLCs¿ por sus siglas en inglés, son la clase de supercondensadores más utilizada en las diferentes aplicaciones industriales. Pese a presentar un comportamiento diferente a los condensadores convencionales, por analogía, los fabricantes los caracterizan de forma semejante. Las técnicas de medida utilizadas, en esta tesis, para obtener los datos experimentales son la espectroscopia de impedancia electroquímica y la carga y descarga a corriente constante. Dichos datos muestran significativas diferencias entre los EDLCs y los condensadores convencionales. Un buen modelo permite una mejor comprensión del funcionamiento del EDLC en sus diversos entornos. Entre los procedimientos habituales para modelar la dinámica de los sistemas reales se encuentran las ecuaciones diferenciales. En la mayoría de los casos, las ecuaciones diferenciales se basan en derivadas convencionales, produciendo modelos matemáticos suficientemente precisos. Sin embargo, existen una gran variedad de sistemas o fenómenos en los que los modelos matemáticos basados en ecuaciones diferenciales ordinarias no proporcionan soluciones satisfactorias. Uno de estos sistemas son los EDLCs donde, se pueden utilizar la derivada fraccional para mejorar la precisión del mismo. En la presente tesis han sido objeto de estudio las características de los EDLCs, se han analizado diferentes modelos clásicos y se han desarrollado nuevos modelos fraccionales que son capaces de reproducir, con un mínimo error, su comportamiento en los diferentes entornos de funcionamiento. Utilizando los datos experimentales se han identificado diferentes modelos, tanto en frecuencia como desde el punto de vista dinámico, estudiando su fidelidad (precisión del modelo) y su accesibilidad (determinación y medida de los parámetros del modelo) con excelentes resultados.