[ca] A causa de l'actual crisis climàtica, s'estan fent importants esforços en el camp de les energies renovables, essent un dels reptes principals l'emmagatzematge d'energia de forma eficient, respectuosa amb el medi ambient i amb baix cost. Una de les solucions que més atracció ha despertat en els darrers anys són les bateries de flux redox, destacant pel seu disseny flexible quant a potència i energia, entre molts altres avantatges. En especial, les bateries de flux redox de vanadi són les més prometedores, a causa de la seva llarga vida útil. Tot i això, davant del seu recent auge, encara queden reptes importants per resoldre, com la correcta estimació de l'estat de càrrega i l'estat de salut, entre altres aspectes importants. En concret, aquest treball es centra en els aspectes de modelatge i control de les bateries de flux redox de vanadi, camps que encara són estudiats per la comunitat científica, en la necessitat de trobar lleis de control adequades, així com estimadors d'estats i paràmetres. La primera part d'aquest treball s'enfoca a presentar el funcionament i les característiques de les bateries de flux redox de vanadi, així com desenvolupar un estat de l'art quant a la part de modelatge i control. La segona part presenta el desenvolupament matemàtic d'un model que té en compte els aspectes i les variables més importants de les bateries de vanadi, sota diferents escenaris químics i físics. El model genèric desenvolupat es presenta com una eina per a qualsevol persona interessada a comprendre les dinàmiques més importants d'aquests dispositius electroquímics, brindant una interfície de lliure ús en entorn Matlab. A més, al final d'aquesta secció es presenten els diferents principis de conservació que permeten reduir l'ordre del model i, per tant, la seva complexitat de cara a la part de control. Els capítols següents presenten el desenvolupament dels estimadors d'estats i de paràmetres, considerant els diferents models, i per tant els escenaris, presentats anteriorment. L'objectiu principal és presentar noves i diferents tècniques de control que permetin estimar l'estat de càrrega i l'estat de salut del sistema, sense la consideració d'algunes hipòtesis que són utilitzades comunament per la comunitat científica. Continuant amb aquesta part, es presenten les diferents estratègies de control que existeixen, formulant diferents controladors que permeten que el sistema operi de manera segura, eficient i òptima. Finalment, es mostra la plataforma experimental que s'ha dissenyat per validar els diferents estudis realitzats i els resultats obtinguts a partir d'aquest prototip experimental.

[es] Debido a la actual crisis climática, se están haciendo importantes esfuerzos en el campo de las energías renovables, siendo uno de los principales retos el almacenamiento de energía de forma eficiente, respetuosa con el medio ambiente y con bajo coste. Una de las soluciones que más atracción ha despertado en los últimos años son las baterías de flujo redox, destacando por su diseño flexible en cuanto a potencia y energía, entre otras muchas ventajas. En especial, las baterías de flujo redox de vanadio son las más prometedoras, debido a su larga vida útil. Sin embargo, pese a su reciente auge, todavía quedan retos importantes por resolver, como la correcta estimación del estado de carga y el estado de salud o la búsqueda de mejores materiales, entre otros aspectos importantes. En concreto, este trabajo se centra en los aspectos de modelado y control de las baterías de flujo redox de vanadio, campos que todavía son estudiados por la comunidad científica, en la necesidad de encontrar leyes de control adecuadas, así como estimadores de estados y parámetros. La primera parte de este trabajo se enfoca en presentar el funcionamiento y las características de las baterías de flujo redox de vanadio, así como desarrollar un estado del arte en cuanto a la parte de modelado y control. La segunda parte presenta el desarrollo matemático de un modelo que tiene en cuenta los aspectos y variables más importantes de las baterías de vanadio, bajo diferentes escenarios químicos y físicos. El modelo genérico desarrollado se presenta como una herramienta para cualquier persona interesada en comprender las dinámicas más importantes de estos dispositivos electroquímicos, brindando una interfaz de libre uso en entorno Matlab. Además, al final de esta sección se presentan los diferentes principios de conservación que permiten reducir el orden del modelo y, por tanto, su complejidad de cara a la parte de control. Los siguientes capítulos presentan el desarrollo de los estimadores de estados y de parámetros, considerando los diferentes modelos, y por tanto los escenarios, presentados anteriormente. El objetivo principal es presentar nuevas y diferentes técnicas de control que permitan estimar el estado de carga y el estado de salud del sistema, sin la consideración de algunas hipótesis que son utilizadas comúnmente por la comunidad científica. Continuando con esta parte, se presentan las diferentes estrategias de control que existieron, formulando distintos controladores que permiten que el sistema opere de forma segura, eficiente y óptima. Por último, se muestra la plataforma experimental que se ha diseñado para validar los diferentes estudios realizados y los resultados obtenidos a partir de este prototipo experimental.