TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES ÁREA ENERGÍA SOLAR

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1 TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLES ÁREA ENERGÍA SOLAR HOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMÁTICAS 1. Nombre de la asignatura Estaciones meteorológicas 2. Competencias Implementar sistemas fototérmicos y fotovoltáicos con base en los requerimientos de la industria y la sociedad para contribuir a satisfacer la demanda de energía y disminuir el impacto ambiental. 3. Cuatrimestre Cuarto 4. Horas Prácticas Horas Teóricas Horas Totales Horas Totales por Semana 5 Cuatrimestre 8. Objetivo de la Asignatura El alumno analizará los factores principales que inciden en el desempeño del clima, así como sus efectos en el recurso solar de un determinado sitio con potencial energético solar. Unidades Temáticas Horas Prácticas Teóricas Totales I. Introducción a la meteorología II. Variables meteorológicas Totales

2 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática I. Introducción a la meteorología 2. Horas Prácticas 9 3. Horas Teóricas 6 4. Horas Totales 15 El alumno determinará el balance energético de un sitio geográfico 5. Objetivo determinado, con base los conceptos básicos utilizados en la meteorología, para proponer alternativas de aprovechamiento. Temas Saber Saber hacer Ser Conceptos Generales Tipos de climas Definir los conceptos de Realizar en un cuadro clima, climatología, sinóptico, esquema, balance energético, mapa mental, de los temperatura, atmósfera, conceptos de presión atmosférica, ciclo climatología del agua, precipitación, (interacción de: humedad atmosférica, temperatura, presión, higrometría insolación, atmósfera, humedad, coordenadas geográficas radiación, y radiación solar. precipitación). Definir los tipos de climas existentes y la incidencia en el potencial energético de un sitio geográfico. Esquematizar el balance energético de un sitio geográfico específico para determinar su potencial energético. Capacidad de observación Capacidad de observación

3 Resultado de aprendizaje Elaborará un reporte técnico con las siguientes especificaciones: -Factores incidentes en el clima. -Tipos de climas. -Elaborar un cuadro sinóptico que contenga: -Definiciones -Unidades de medición. -Diagrama especificando el balance energético de un sitio específico. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1. Comprender los conceptos y principios de los factores que inciden en el clima. 2. Evaluar los tipos de clima existentes. 3. Elaborar un Balance energético de un sitio determinado. Instrumentos y tipos de reactivos Proyecto Estudio de caso Lista de cotejo Ejercicios prácticos

4 Métodos y técnicas de enseñanza Equipos colaborativos Solución de problemas Aprendizaje basado en proyectos Proceso enseñanza aprendizaje Medios y materiales didácticos Pizarrón, Pintarrón, Rota folios, Cañón, PC con software relacionado a la asignatura, Internet, Ejercicios prácticos, Medios audiovisuales, Internet, Estación meteorológica, Software de estación meteorológica, evaporímetro, manómetro, captador pluvial, anemómetros, Instrumentos de mediciones térmicas, Pintarrón, Proyector de video y Equipo de cómputo. Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

5 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática II. Variables meteorológicas 2. Horas Prácticas Horas Teóricas Horas Totales 60 El alumno determinará las principales variables meteorológicas 5. Objetivo para determinar el potencial energético y pronosticar condiciones atmosféricas futuras mediante estaciones meteorológicas. Temas Saber Saber hacer Ser El viento Describir los fenómenos y conceptos asociados al Viento: Origen del Viento, Gradiente Horizontal de Presión, Estabilidad Atmosférica, Rugosidad del Terreno Variación Vertical del Viento, Circulación General, Efectos locales, Variaciones Temporales de viento y Variaciones Espaciales de viento. Explicar la estructura y contenido de un diagnóstico eólico Identificar las características y funcionamiento de los anemómetros Diagnosticar el recurso eólico Realizar mediciones de la velocidad del viento. Capacidad de observación

6 Temas Saber Saber hacer Ser Presión Atmosférica Definir el concepto de Presión atmosférica, su variación con respecto a nivel del mar y su tendencia barométrica. Identificar las diferentes unidades de medida de presión atmosférica. Identificar las características y funcionamiento de los barómetros. Medir los efectos de la presión atmosférica en diversos materiales, (liquido, gas, materiales volátiles y sólidos). Realizar mediciones de presión atmosférica Capacidad de observación Temperatura Describir los conceptos y fenómenos relacionados con la temperatura: temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo y temperatura de punto de rocío y humedad relativa. Explicar los conceptos de calor latente, calor sensible y calor total. identificar los principales instrumentos y sus características de medición de parámetros térmicos: termómetros, termómetro de bulbo seco, termómetro de bulbo húmedo, psicrometros, termógrafos y radiómetros solares. Demostrar en laboratorio el comportamiento de temperatura en presencia de gases y líquidos mediante el manejo del Psicrómetro. Calcular calor latente, calor sensible y calor total. Realizar mediciones térmicas Calcular los valores de Punto de rocío y Humedad Capacidad de observación

7 Temas Saber Saber hacer Ser Precipitación Pluvial Describir los conceptos relacionados con la precipitación pluvial (ciclo del agua): Condensación, Formación de Nubes y Precipitaciones pluviales. Explicar los conceptos de: saturación, condensación y precipitación. Identificar los tipos de Precipitaciones pluviales: llovizna, lluvia, nieve, pedrizco y granizo. Identificar los tipos de nubes: cirros, cirrocúmulos, cirroestratos, altocúmulos, altoestratos, nimboestratos, estratocúmulos, estratos, cúmulos y cúmulonimbos. Identificar las características y funcionamiento de los pluviómetros Determinar el efecto de la precipitación pluvial sobre el potencial energético de una región Elaborar un captador pluvial y obtener las mediciones respectivas. Capacidad de observación

8 Temas Saber Saber hacer Ser Insolación Comprender el concepto de insolación diurna y anual así como las variables que afectan medición de la insolación. Identificar los procedimientos comunes de medición y valoración de la insolación solar. Identificar las unidades de medición y conversión de la radiación solar. Identificar las características y funcionamiento de los piranómetros y pirheliómetro. Realizar mediciones de la radiación solar Medir de la insolación solar y su potencial en captores de Energía Renovable. Capacidad de observación Humedad Relativa Definir los conceptos de humedad relativa, vapor saturado. Identificar valores de humedad relativa en la carta psicométrica Ajustar las mediciones acorde a la altura sobre el nivel del mar. Capacidad de observación

9 Resultado de aprendizaje Elaborará un reporte técnico que contenga: -Cuadro sinóptico que contenga la definición y unidades de: +Viento +Presión Atmosférica +Temperatura +Precipitación pluvial +Insolación +Humedad Relativa -Información estadística de las variables que intervienen en una estación meteorológica de una región. -Realizar un pronóstico del comportamiento del clima. -Realizar una propuesta energética en base a las condiciones climáticas para determinar el potencial de las fuentes energéticas existentes en la región. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1. Comprender cada una de las variables meteorológicas y sus unidades de medición. 2. Comprender la relación de las variables con las fuentes de energía renovables y su potencial energético. 3. Realizar un reporte de las condiciones climáticas de un sitio. 4. Evaluar el potencial energético de un sitio determinado. Instrumentos y tipos de reactivos Proyecto Estudio de caso Lista de cotejo Ejercicios prácticos

10 Métodos y técnicas de enseñanza Equipos colaborativos Solución de problemas Aprendizaje basado en proyectos Proceso enseñanza aprendizaje Medios y materiales didácticos Pizarrón, Pintarrón, Rota folios, Cañón, PC con software relacionado a la asignatura, Internet, Instrumentos de medición, Ejercicios prácticos, Medios audiovisuales, Internet, Estación meteorológica, Software de estación meteorológica, evaporímetro, manómetro, captador pluvial, anemómetros, Instrumentos de mediciones térmicas, Pintarrón, Proyector de video y Equipo de cómputo. Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

11 CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA Capacidad Valorar las condiciones de radiación solar y las variables que lo afectan mediante su caracterización físico-térmica, y condiciones climatológicas del entorno para determinar la viabilidad, del sistema Criterios de Desempeño Elabora un reporte que contenga las características siguientes: - Humedad relativa - Dureza del agua - Temperatura de bulbo seco - Temperatura de bulbo húmedo - Temperatura de punto de rocío - Capacidad calorífica - Radiación global - Temperatura del fluido de trabajo - Volumen - Peso - Radiación directa - Radiación UV - Variables climatológicas anuales - Condiciones geográficas - Orientación en base al ecuador - Diferencia de potencial - Presión de operación - Intensidad eléctrica - Potencia - Carta psicométrica - Irradiancia (W/m²) - Insolación (W-h/m²) - PM10 (partículas menores a 10 micras) Emitir un juicio de valor

12 Capacidad Seleccionar sistemas energéticos solares de acuerdo especificaciones del fabricante, políticas y normas oficiales mexicanas aplicables y análisis técnicoeconómico para satisfacer las necesidades energéticas del cliente. Instalar sistemas energéticos solares de acuerdo a lo establecido en la memoria técnica y pruebas de operación, para su puesta en marcha Criterios de Desempeño Elabora una memoria técnica de sistemas solares disponibles, a partir de requerimientos preestablecidos que incluye: - Capacidad de generación - Capacidad de almacenamiento energético - Vida útil del equipo - Materiales de construcción -Características Técnicas de la energía generada - Elementos que lo integran - Condiciones de operación - Estándares aplicables - Instrumentación requerida - Listado de variables climatológicas y geográficas - Contaminantes al entorno (atmósfera, suelo, agua) - Análisis Beneficio-Costo (bonos de carbono, costos de operación, costo de implementación) - Juicio de valor que contenga las ventajas y desventajas de los equipos seleccionados. Realiza un procedimiento de instalación basado en la memoria técnica, que incluya: - Diagramas de instalación - Configuración (arreglo) y orientación del sistema - Programa de actividades - Consumibles - Herramientas - Equipo de medición - Preparación del sitio de instalación - Medidas de seguridad y otras normas aplicables - Árbol de fallas - Pruebas de operación - Registros (listas de verificación, bitácora, formato de aprobación)

13 Capacidad Diagnosticar Las condiciones físicas y operativas de los elementos que integran el sistema Mediante inspección visual, medición de parámetros de operación, calibración y especificaciones del mismo para detectar las necesidades de mantenimiento preventivo y correctivo. Formular El programa de mantenimiento Con base en el diagnóstico para administrar las actividades de mantenimiento Mantener sistemas energéticos solar De acuerdo a los procedimientos y programas establecidos para garantizar el funcionamiento continuo del sistema energético solar Criterios de Desempeño Elabora un diagnóstico de los elementos que integran el sistema y su estado, que contemple: - elementos mecánicos, elementos eléctricos y elementos electrónicos propios de cada sistema. - Lista de verificación basada en la memoria técnica y árbol de fallas. - resultados de mediciones - comparación con los parámetros óptimos de operación - Fallas mecánicas - herramientas y equipo de medición empleados - Bitácora de datos históricos. - Dictamen y propuestas de ajustes. Elabora un programa de mantenimiento que incluya: - Actividades y frecuencia, - mano de obra, - materiales, - herramientas, - equipos de medición - lineamientos para manejo de residuos, basados en la normatividad - equipos de seguridad, - formatos de manteamiento (listas de verificación, órdenes de trabajo) Elabora un reporte de mantenimiento que incluya: - actividades realizadas (mediciones, ajustes, reparaciones, calibración) - herramientas - materiales (refacciones y consumibles) - mano de obra - costos de mantenimiento - evaluación de la eficiencia - dictamen de la falla y recomendaciones para la operación correcta del equipo

14 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS Autor Wallace, J. M. and P. V. Hobbs Título del Año Documento (2006) Atmospheric science: an introduction survey. 2nd ed Ciudad País Editorial Amsterdam Alemania Elsevier Academic Press Naya, Antonio (1984) Meteorología Superior Sevilla España Espasa Calpe José Mª Cuadrat y Mª Fernanda Pita (1997) Climatología Sevilla España Cátedra (Geografía)

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