Última actualización: 13/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Generación eólica y fotovoltaica
(14132)
Titulación: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales (256)


Coordinador/a: CHINCHILLA SANCHEZ, MONICA

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ingeniería Eléctrica

Tipo: Optativa
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Fundamentos de Ingeniería Eléctrica
Objetivos
Tendrá como resultado: 1. Tener un conocimiento y comprensión de los sistemas eléctricos aislados o conectados a la red con generación eólica y fotovoltaica.(RA1.2). Para evaluar este RA se realizan ejercicios de análisis sistemático de circuitos con renovables, pruebas de evaluación y prácticas de laboratorio (2 proyectos ,exámen parcial, examen final, 3 prácticas de laboratorio). 2. Tener conciencia del contexto multidisciplinar de los sistemas con energías renovables (EERR) en los sistemas eléctricos (RA1.4). Al evaluar este RA con exámenes, proyectos y prácticas de laboratorio, se ponen de manifiesto los vínculos de la ingeniería eléctrica con otras disciplinas de la ingeniería industrial como, por ejemplo, la ingeniería electrónica, térmica, mecánica y aspectos medioambientales. 3. Tener capacidad de aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería eléctrica con EERR utilizando métodos establecidos (RA2.1). Para evaluar este RA se realizan pruebas de evaluación y se proponen proyectos específicos para el dimensionado completo de generadores fotovoltaicos en diversos escenarios de demanda y de recurso solar; tambien proyectos de cálculo energético de aerogeneradores en muy diversos emplazamientos . 4. Tener capacidad de diseñar y realizar experimentos, interpretar los datos y sacar conclusiones (RA4.2). Para evaluar este RA se realizan tres prácticas en el laboratorio, dos de dimensionado por medio de herramientas sw especificas de EERR y una con células solares diversas. Se evalúan estos conocimientos en los exámenes, parcial y final. 5. Tener capacidad de combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de ingeniería eléctrica (RA5.2). Para evaluar este RA se realizan una serie de guiones y prácticas de laboratorio en las que se resuelven problemas reales, además de los proyectos de dimensionado de centrales eolicas y fotovoltaicas que deben atenerse a la normativa vigente. Deberan tambien conocer los objetivos de desarrollo sostenible de Naciones Unidas (ODS), y en particular del ODS 7 relativo al acceso a energías asequibles, fiables, sostenibles y modernas para todos (solar o eólica en este caso) 6. Se adquieren capacidades necesarias para la práctica de la ingeniería a nivel diseño e implementación de sistemas fotovoltaicos, tanto de conexión a red, autoconsumo como aislados de la red, diseños muy requeridos por la sociedad actual (R6).Deberá adquirir la capacidad de desarrollar en la práctica un proyecto determinado, desde el uso de selección de dispositivos, empleo de normativa, catálogos y documentación técnica comercial, hasta su puesta en marcha en campo.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
MODULO 1: ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA FV 1-Introducción y recurso solar. 1.1-Situación actual de las energías renovables y la generación fotovoltaica en el mundo 1.2-Recurso solar. Sol: irradiancia global, difusa, albedo. Unidades. Trayectoria solar. Sistemas de medida. Bases de datos. PVGIS, web NASA FV 2- Célula Solar 2.1-Tecnología. Célula solar. Principios básicos y tecnología actual. Curva característica de la célula solar. 2.2- Ejercicios célula solar, temperatura de célula. FV 3 -Paneles y generadores solares fotovoltaicos. 3.1- Panel solar. Caracteristicas. Construcción. Estructuras. Ensayos. 3.2-Generadores fotovoltaicos. Curva característica eléctrica de los paneles solares fotovoltaicos. Modelos de valoración de la variación de tensión de los paneles fotovoltaicos. Ejercicios curva característica con variación de irradiancia y temperatura de célula. 3.3-Integración arquitectónica. 3.4 -Seguidores solares FV 4-Inversores. 4.1-Tipos y funciones. Rendimiento. 4.2- Normativa. 4.3- Seguimiento del punto de máxima potencia del generador fotovoltaico (MPPT) 4.4- Ejercicios de dimensionado de un generador FV conectado a red según los límites impuestos por el inversor. FV 5-Sistemas fotovoltaicos aislados de la red. 5.1-Componentes. Baterías. Reguladores.Inversores. 5.2 -Sistemas fotovoltaicos aislados: esquemas y dimensionado. 5.3- Ejercicios de selección de componentes en función del emplazamiento y requerimientos de energía demandada. 5.4- Proyecto de dimensionado completo de instalación fotovoltaica aislada de la red FV 6.-Sistemas fotovoltaicos conectados a red. 6.1- Conceptos básicos.Esquemas.Aparamenta.Protecciones.Dimensionado. 6.2-Normativa. 6.3-Proyecto de dimensionado de una instalación conectada a red. Planteamiento de ejercicio individualizado. 6.4- Dimensionado con un software específico (PVSyst). FV 7-Autoconsumo fotovoltaico. 7.1- Esquemas autoconsumo y balance neto 7.2 - Caracteristicas y ejemplos 7.3- Regulacion MÓDULO 2. ENERGIA EOLICA EOL 1. Energía Eólica. Estado actual y recursos. 1.1- Estado actual de la eólica en el mundo 1.2- Recurso eólico. Factores que afectan a la producción eólica. 1.3- Modelos de valoración de potencial eólico en un emplazamiento.Atlas eólico del IDAE. EOL 2. Producción energética 2.1- Curva de potencia. Definición de Factor de Carga, Horas Equivalentes. 2.2- Ejercicio básico con sw de diseño eólico atlas eólico del IDAE 2.3- Proyecto de cálculo energético para un aerogenerador y un emplazamiento a elegir por el estudiante 2.4- Proyecto de estimación de la producción eléctrica de un parque eólico. EOL 3. Tecnología eólica 3.1- Aeroturbinas. Tipos. Componentes: Palas, Torre, Buje, Generador, caja multiplicadora,convetidor, protecciones. 3.2- Aeroturbinas. Estrategias.Dimensionado.Parques eólicos. 3.3- Aeroturbinas.Minieólica.Eolica en el mar. 3.4- Aeroturbinas.Esquemas de variacion de velocidad de generadores. 3.5- Ejercicios asociados al cálculo energético en función de los parámetros: velocidad del viento, altura de la torre y variación del paso de pala de la turbina. EOL 4.- Sistemas eólicos conectados a la red. 4.1- Evolución de los sistemas de control: velocidad fija y velocidad variable. 4.2- Sistemas de control de velocidad y potencia a carga parcial y plena carga. Seguimiento del punto de máxima potencia con rendimiento máximo a carga parcial. 4.3- Parques eólicos. Dimensionado. Proyecto de parque eólico conectado a red. Uso de software específico (Retscreen). 4.4- Integración en red. Huecos de Tensión. Estabilidad. Predicción del recurso. Normativa. 4.5- Ejercicio sobre la variación de la tensión en los nudos de red por efecto de la integración eólica. EOL 5.- Sistemas eólicos autónomos. 5.1- Tipos y funciones. 5.2- Aerobombas. 5.3-Selección de la aerobomba o minieólica en función de la altura dinámica y el caudal requerido. EOL 6.- Normativa. 6.1-Regulación en el sector de las energías renovables a nivel mundial. 6.2-Caso de la eólica en España. MODULO 3. Sistemas híbridos. 1- Micro-redes con generación fotovoltaica, eólica y sistemas de acumulación. Tipos y funciones. 2- Normativa. 3- Dimensionado con un software específico (Homer Pro). MÓDULO 4. SOSTENIBILIDAD 1-Resumen de sostenibilidad energética. 2- Energías Renovables.Resumen por tecnologías. 3- Eficiencia Energética 4- Energías del mar.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- Clases magistrales, clases de resolución de dudas en grupos reducidos, presentaciones de los alumnos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de conocimientos teóricos (3 créditos ECTS). - Prácticas de laboratorio, visita instalaciones de la UC3M y clases de problemas en grupos reducidos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de habilidades prácticas relacionadas con el programa de la asignatura (3 créditos ECTS).
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 30
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 70
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • Deutsche Gesellschaft Für Sonnenenergie . Planning and Installing Photovoltaic Systems. EarthScan. 2008
  • E. Lorenzo. Energía Fotovoltaica. Progensa. 2014
  • Jose M. Fernandez Salgado. Guia Completa de la Energía Solar Fotovoltaica. AMV Ediciones. 2007
  • Rodríguez Amenedo, José Luis. Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica . Rueda. 2003
  • Rodríguez Amenedo, José Luis ; Arnaltes Gómez, Santiago; Eloy-García Carrasco, Joaquín. Generadores Eléctricos I. Convertidores Electrónicos. Garceta. 2021
Recursos electrónicosRecursos Electrónicos *
Bibliografía complementaria
  • Ecofys. Planning and Installing Photovoltaic Systems: A Guide for Installers, Architects and Engineers. Earthscan, London, . 2005
  • Trevor M. Letcher. Wind Energy Engineering. Academic Press. 2017
(*) El acceso a algunos recursos electrónicos puede estar restringido a los miembros de la comunidad universitaria mediante su validación en campus global. Si esta fuera de la Universidad, establezca una VPN


El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.