Última actualización: 18/09/2019


Curso Académico: 2019/2020

Electrónica de potencia en sistemas energéticos
(15069)
Titulación: Grado en Ingeniería de la Energía (280)


Coordinador/a: BARRADO BAUTISTA, ANDRES

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.Más información en este enlace
El objetivo de este curso es que el estudiante adquiera un conocimiento sólido y multidisciplinar en todos los aspectos involucrados en el diseño, selección y operación de los convertidores y sistemas electrónicos de potencia. En el desarrollo de la asignatura se pondrá especial énfasis en la identificación y justificación de las mejores topologías, técnicas de modulación y control, dispositivos semiconductores y componentes magnéticos aplicados a transformar la energía eléctrica. Para lograr este objetivo, el alumno adquirirá las siguientes competencias específicas: en los conceptos eléctricos que se utilizan como herramientas en el análisis y el diseño de convertidores electrónicos de potenciauna serie de técnicas horizontales esenciales en los sistemas electrónicos. - Capacidad de identificar los dispositivos electrónicos de potencia idóneos para cada aplicación. - Conocer las topologías de convertidores que resultan idóneas para cada tipo de conversión CC/CC, CC/CA y CA/CC. - Conocer cuáles son los factores de mérito que modulan el diseño y la optimización de los convertidores de potencia. - Conocer las mejoras y potencialidades de las topologías más avanzadas que se aplican actualmente a la conversión de la energía eléctrica. - Capacidad de realizar el modelado dinámico de un convertidor de potencia, desde un punto de vista práctico. - Capacidad de realizar un diseño práctico del lazo de control de corriente de un convertidor, como técnica horizontal al resto de los lazos de control posibles. - Conocer las técnicas básicas de protección y gestión térmica que se utilizan en los convertidores de potencia. - Conocer cómo la electrónica de potencia es una tecnología habilitadora para la mayoría de las aplicaciones energéticas actuales. En cuanto a las capacidades generales o destrezas, se trabajarán a lo largo de la asignatura las siguientes: - Habilidad de diseñar y llevar a cabo experimentos así como analizar e interpretar los resultados. Esta capacidad se trabajará especialmente en las prácticas de laboratorio - Capacidad de trabajar en equipo de forma cooperativa, sabiendo adaptar los requisitos y condiciones de trabajo del subsistema desarrollado por ellos para que funcione adecuadamente dentro de un sistema global no solo electrónico. Esta faceta se trabajará mediante el desarrollo de ejemplos y casos prácticos. - Habilidad para identificar, formular y resolver problemas propios de la ingeniería. Esta faceta se trabajará mediante el desarrollo de ejemplos y casos prácticos. - Habilidad para utilizar técnicas y herramientas necesarias en la ingeniería moderna que permitan reducir tiempos de desarrollo de los equipos.
Descripción de contenidos: Programa
La asignatura se estructura en tres bloques temáticos. A continuación, se indican los contenidos que se impartirán en cada uno de estos bloques: Bloque 1: Electrónica de potencia aplicada a la producción y gestión de energía eléctrica. - Sistemas de alimentación en transporte. Ferrocarril, automóvil, aeroespaciales. - Convertidores de potencia en sistemas basados en energías renovables: Fotovoltaica, eólica, marina. - Sistemas de alimentación ininterrumpida. - Sistemas de recuperación de energía. Bloque 2: Componentes y topologías. - Revisión de conceptos eléctricos y complementos matemáticos. - Reguladores de continua (CC-CC). - Rectificadores (CA-CC). - Inversores (CC-CA). - Topologías avanzadas aplicadas a la generación de energía: Convertidores multinivel y convertidores modulares. - Cálculo de pérdidas de potencia y gestión térmica. Disipadores. - Protecciones eléctricas. Bloque 3: Técnicas de modelado y control para convertidores de potencia. - Fundamentos de modelado dinámico de convertidores conmutados. - Diseño de lazos de control. - Control digital. - Control de un inversor conectado a red.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
La metodología docente incluirá: - Clases magistrales (3 ECTS), donde se presentarán a los alumnos los conocimientos básicos que deben adquirir. Se facilitará a los alumnos las notas de clase y tendrán textos básicos de referencia que les permita completar y profundizar en el temario de la asignatura. - Clases prácticas y prácticas de laboratorio (3 ECTS) orientadas a la resolución de ejercicios y ejemplos en el contexto de un caso práctico real. Estas clases se complementarán con la resolución de ejercicios prácticos por parte del alumno. Las prácticas de laboratorio se desarrollarán con una doble metodología: la primera donde el alumno diseña, monta y mide un convertidor DC/DC y la segunda, donde se utilizando las herramientas CAD de mayor vigencia actual, se diseñan y simulan circuitos más complicados como un inversor con conexión a la red eléctrica. - Tutorías colectivas. Al menos, se realizará una tutoría colectiva en la semana de recuperación en el horario de grupo reducido como repaso y preparación del examen final. - Dentro de estas actividades, 2.4 créditos de la asignatura corresponden a trabajo que se desarrolla en presencia del profesorado (clases magistrales, resolución de dudas y problemas, clases de laboratorio, etc).
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Bibliografía básica
  • BARRADO, A. LÁZARO. Problemas de Electrónica de Potencia. Pearson Prentice Hall. 2007
  • D.W. HART. Power Electronics. McGraw-Hill Education. 2010
Bibliografía complementaria
  • A. YAZDANI, R. IRAVANI. Voltage-Sourced Converters in Power Systems. IEEE PRESS ¿ Wiley . 2010
  • D.G. HOLMES, T.A. LIPO. Pulse Width Modulation for Power Converters. IEEE PRESS ¿ Wiley Interscience. 2003
  • M.H. RASHID. Electrónica de Potencia: Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones. Pearson Prentice-Hall. 2004
  • N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS. Power electronics, converters, applications and design. John Wiley & Sons. 2003
  • R. TEODORESCU, M. LISERRE, P. RODRIGUEZ. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems. IEEE Press - Wiley. 2011
  • R.W. ERICKSON, D. MAKSIMOVIC. Fundamentals of Power Electronics. Kluwer Academic Publishers. 2001

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