Última actualización: 13/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Generación eólica y fotovoltaica
(14003)
Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica (222)


Coordinador/a: CHINCHILLA SANCHEZ, MONICA

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ingeniería Eléctrica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Fundamentos de Ingeniería Eléctrica ,Máquinas Electricas de Corriente Alterna y Sistemas Eléctricos
Objetivos
1. Conocimiento y comprensión de los fundamentos de los sistemas de generación eólicos y fotovoltaicos. Para evaluar este Resultado del aprendizaje (RA) se realizan ejercicios de análisis sistemático de circuitos básicos con de sistemas de generación eólica y fotovoltaica, en concreto sobre recurso eólico y fotovoltaico, componentes básicos de aerogeneradores y célula solar 2. Tener conocimientos de vanguardia de los sistemas de generación eólicos y fotovoltaicos actuales Información sobre los últimos materiales en la formación de los componentes de un aerogenerador o de un sistema fotovoltaico, sistemas de control punteros y uso del software más novedoso para la localización del recurso y el análisis de los sistemas 3. Tener conciencia del contexto multidisciplinar de la ingeniería eléctrica. Para evaluar este RA se ponen de manifiesto la integración de disciplinas de la ingeniería industrial como, por ejemplo, la ingeniería de control, electrónica, térmica, mecánica y aspectos medioambientales, todos imprescindibles para el conocimiento de los sistemas de generación eólicos y fotovoltaicos. 4. La capacidad de aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas de análisis de sistemas de generación eólicos y fotovoltaicos utilizando métodos establecidos 5. La capacidad de aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas de dimensionado de sistemas de generación eólicos y fotovoltaicos que cumplan unos requisitos específicos. Para ello se formularán problemas de dimensionado de sistemas fotovoltaicos conectados a red, sistemas aislados e híbridos con diferentes requisitos y en diversas localizaciones. 6. La capacidad de realizar búsquedas bibliográficas, utilizar bases de datos y otras fuentes de información 7. La capacidad de diseñar y realizar experimentos, interpretar los datos y sacar conclusiones. 8. Competencias técnicas y de laboratorio. Se realizan tres prácticas, una de ellas en el laboratorio para medir sobre células fotovoltaicas el comportamiento tensión corriente en diversas condiciones de irradiancia. 9. La capacidad de combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de dimensionado y análisis de sistemas de generación eólica y fotolvoltaica. Para evaluar este RA se completarán una serie de guiones de prácticas en las que se diseñan circuitos con renovables y se aplican las técnicas de resolución impartidas en la asignatura. 10. La comprensión de métodos y técnicas aplicables al dimensionado y análisis de sistemas de generación eólica y fotovoltaica y sus limitaciones en función de los datos y restricciones. Demostrar conciencia sobre la responsabilidad de la práctica de la ingeniería y su impacto ambiental 11. 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).
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. 3.1- Micro-redes con generación fotovoltaica, eólica y sistemas de acumulación. Tipos y funciones. 3.2- Normativa. 3.3- Dimensionado con un software específico (Homer Pro). MÓDULO 4. SOSTENIBILIDAD 4.1-Resumen de sostenibilidad energética. 4.2- Energías Renovables.Resumen por tecnologías. 4.3- Eficiencia Energética 4.4- 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 proyectos realizados por los alumnos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de conocimientos teóricos - 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
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
  • Jose M. Fernandez Salgado. Guia Completa de la Energía Solar Fotovoltaica. AMV Ediciones. 2007
  • Rodríguez Amenedo, José Luis ; Arnaltes Gómez, Santiago; Eloy-García Carrasco, Joaquín. Generadores Eléctricos I. Convertidores Electrónicos . Garceta. Fecha: 2021 ISBN: 978-84-1728-948-5 Páginas: 750
  • Rodríguez Amenedo, José Luis ; Arnaltes Gómez, Santiago; Eloy-García Carrasco, Joaquín. Generadores Eléctricos I. Convertidores Electrónicos. Garceta. 2021
  • Rodríguez Amenedo, José Luis y más autores. Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica . Ed. Rueda. 2003
Recursos electrónicosRecursos Electrónicos *
Bibliografía complementaria
  • Ecofys. Planning and Installing Photovoltaic Systems: A Guide for Installers, Architects and Engineers. Earthscan, London, . 2005
  • Jose Maria Escudero López. Manual de energía eólica : investigación, diseño, promoción, construcción y explotación de distinto tipo de instalaciones. Mundi-Prensa. 2008
  • Luis Castañer Muñoz. Energia Soalr Fotovoltaica. Ediciones UPC. 1994
  • Luis Castañer Muñoz. Energia Solar Fotovoltaica. Ediciones UPC. 1994
  • Serie de Ponencias. Fundamentos,dimensionado y aplicaciones de la Energia solar fotovoltaica. Ciemat. 2005
  • Talayero Navales, Ana Patricia. Energía Eólica. Prensas Universitarias de Zaragoza. 2008
  • Trevor M. Letcher. Wind Energy Engineering. Academic Press,. 2017
  • Trevor M. Letcher. Wind Energy Engineering. Academic Press. 2017
Recursos electrónicosRecursos Electrónicos *
(*) 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.