Guía Docente 2014/2015

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1 Guía Docente 2014/2015 Sistemas energéticos e Hidroeléctricos Energy systems and hydroelectric Grado en Ingeniería Civil Modalidad de enseñanza Presencial lf:

2 Índice SISTEMAS ENERGÉTICOS E HIDROELÉCTRICOS....3 Breve descripción de la asignatura...3 Requisitos Previos...4 Objetivos...4 Competencias y resultados de aprendizaje...5 Metodología...6 Temario...6 Relación con otras materias...9 Sistema de evaluación...9 Bibliografía y fuentes de referencia Web relacionadas Recomendaciones para el estudio Material didáctico Tutorías... 12

3 SISTEMAS ENERGÉTICOS E HIDROELÉCTRICOS. Módulo: OBLIG-IC Materia: PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS Y ENERGÉTICOS. Carácter: Obligatoria. Nº de créditos: 4.5 ECTS. Unidad Temporal: CUARTO CURSO. SEGUNDO SEMESTRE Profesor de la asignatura: D. Jorge Garrido Holgado; D. Rafael Melendreras Ruiz jgarrido@ucam.edu; rmelendreras@ucam.edu. Horario de atención a los alumnos/as: el horario de atención al alumno se colgará al inicio de curso en el campus virtual de la asignatura. Profesor coordinador: Dr. D. Javier Senent Aparicio Breve descripción de la asignatura En nuestra profesión, cada vez es más necesario realizar infraestructuras con altos requerimientos eléctricos, que además son capaces de producir electricidad y ser utilizadas como sistemas de producción de energía renovable. En muchas ocasiones, estas infraestructuras se encuentran en lugares aislados donde es posible realizar un despliegue de medios de producción energética que cubra nuestras necesidades mediante sistemas de energías renovables como la fotovoltáica o eólica. Las infraestructuras hidráulicas tienen un gran poder de producción de energía, la superficie terrestre está cubierta en un 71% de agua. La energía hidroeléctrica proviene indirectamente de la energía del sol, la radiación que procede de las fusiones nucleares que se producen en el sol calientan la superficie terrestre, ríos, lagos y océanos, provocando la evaporación del agua. El aire caliente transporta el agua evaporada en forma de nubes y niebla a distintos puntos del planeta, donde cae nuevamente en forma de lluvia y nieve. Una parte de la energía solar permanece almacenada en el agua de los ríos, los lagos y los glaciares Las centrales hidroeléctricas transforman esa energía en electricidad, aprovechando la diferencia de desnivel existente entre dos puntos. La energía se transforma primero en energía mecánica en la turbina hidráulica, ésta activa el generador, que transforma en un segundo paso la energía mecánica en energía eléctrica. La asignatura permitirá al alumno adquirir los conocimientos generales esenciales de centrales hidroeléctricas, sistemas de producción de energía renovable, estaciones de bombeo e impulsiones, turbo máquinas, los saltos hidroeléctricos.

4 Brief Description In our profession, it is increasingly necessary infrastructure with high electrical requirements and are also capable of producing electricity and systems be used as renewable energy production. In many cases, these facilities are in remote locations where it is possible to perform a mass deployment of energy production that meets our needs through renewable energy systems such as photovoltaic or wind. Water infrastructure are powerful energy production, the surface is covered by 71% water. Hydropower comes indirectly from the sun's energy, the radiation coming from the nuclear fusion taking place in the sun heats the earth's surface, rivers, lakes and oceans, causing water evaporation. Warm air carries water evaporated into clouds and fog at various points of the planet, where it falls again as rain and snow. A part of solar energy remains stored in the water in rivers, lakes and glaciers Hydroelectric plants convert that energy into electricity, using the difference in elevation between two points. The energy is first converted into mechanical energy in the turbine, it activates the generator, which in a second step converts mechanical energy into electrical energy. The course will allow students to receive basic general knowledge of hydroelectric systems, renewable energy production, pumping stations and drives, turbomachinery, hydroelectric jumps. Requisitos Previos Conocimientos de hidráulica e hidrología, teoría y aplicación. Conocimientos de equipos de bombeo e instalaciones eléctricas. Objetivos El alumno conocerá los diferentes sistemas de generación de energía, desde las centrales hidroeléctricas, hasta los sistemas de energías renovables como la eólica, geotérmica, biomasa, térmica, fotovoltaicas. Dar a conocer al alumno los sistemas de generación de energía y sistemas de aprovechamiento hidráulico, así como los procedimientos de cálculo de sistemas de tuberías a presión y de lámina libre. Conocer las Centrales Hidroeléctricas, sus tipos, virtudes y defectos. El alumno aprenderá también el funcionamiento de los sistemas energéticos, los sistemas de energías renovables como sistemas de generación y como sistemas de producción y consumo autónomos.

5 Competencias y resultados de aprendizaje Competencias transversales Conocimiento y capacidad para proyectar y dimensionar obras e instalaciones hidroeléctricas, sistemas energéticos, aprovechamientos hidroeléctricos y planificación y gestión de recursos hidráulicos superficiales y subterráneos. Conocimiento de los factores económicos, administrativos y medioambientales de las instalaciones energéticas. Capacitación para la realización de estudios de eficiencia energética. Diseño de sistemas de alimentación autónomos. Conocer el marco legal y normativas aplicables. Gestión y mantenimiento de centrales y sistemas energéticos. Competencias específicas Conocer los sistemas de generación de energía renovable así como el dimensionamiento de estaciones de producción eléctrica autónoma. Realización de estudios energéticos.

6 Metodología Metodología Exposición teórica Grupos de discusión, seminarios Evaluación Tutoría Estudio personal Preparación de trabajo y exposición Análisis de artículos científicos Búsquedas bibliográficas Horas Horas de trabajo presencial 45 horas (40 %) Horas de trabajo no presencial 67,5 horas (60 %) TOTAL 112, ,5 Temario Programa de la enseñanza teórica TEMA 1: Las Energías Renovables El sistema energético español Energía del agua Energía del viento Energía de la tierra Energía del sol Plan de energías renovables El Protocolo de Kyoto y el cambio climático Plan de ahorro y eficiencia energética

7 TEMA 2: Energía Eólica Introducción a la energía eólica Evaluación del recurso eólico Clasificación de las eólicas Tecnología, aerogeneradores y parque eólicos Cálculos usos y aplicaciones de la energía eólica Cálculo de instalaciones aisladas TEMA 3: Energía Solar Térmica Introducción a la energía solar térmica El Sol como fuente de energía Radiación solar Funcionamiento y mantenimiento de una instalación solar Tecnología y elementos principales de una instalación solar Usos y aplicaciones de la energía solar Dimensionamiento de una instalación solar térmica Aspectos económicos sobre la energía solar TEMA 4: Energía Solar Fotovoltaica Introducción a la energía solar fotovoltaica Sistemas autónomos, híbridos o conectados a la red Instalaciones con potencia mayor e inferior a 100KW Paneles solares y sistemas de seguimiento Sistemas basados en paneles semitransparentes Componentes de una instalación solar fotovoltáica Rentabilidad en instalaciones de energía solar fotovoltáica

8 Legislación existente relativa a instalaciones fotovoltáicas Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica TEMA 5: Energía de la Biomasa Introducción a la valorización energética de la biomasa Tecnología y aplicaciones Ventajas de la biomasa Instalaciones representativas TEMA 6: Energía Geotérmica Introducción a la energía geotérmica Situación actual de la energía geotérmica en España Aplicaciones y tecnología para aprovechamientos geotérmicos de baja y muy baja temperatura Aplicaciones y tecnología para centrales de generación de electricidad Factores económicos, administrativos y medioambientales Ventajas y potencial de la energía geotérmica TEMA 7: Introducción a las máquinas hidráulicas. Teoría general de turbo máquinas. Introducción y generalidades sobre las máquinas hidráulicas Balance energético de una máquina hidráulica. Instalaciones de bombeo y turbinación Análisis dimensional y semejanza física de las turbo máquinas Teoría general de las turbo máquinas hidráulicas TEMA 8: CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Fenómenos de cavitación Elementos para el cálculo de bombas e instalaciones de bombeo Elementos para el cálculo e instalación de turbinas hidráulicas Centrales hidroeléctricas I: Instalaciones hidráulicas Centrales hidroeléctricas II: Tipos de centrales, regulación y automatización Máquinas de desplazamiento positivo y transmisiones hidráulicas

9 TEMA 9: MINICENTRALES HIDROELÉCTRICAS Tecnología y aplicaciones Factores económicos, administrativos y medioambientales Ventajas de las minicentrales hidroeléctricas Instalaciones representativas Programa de la enseñanza práctica PRÁCTICA 1: Calculo y dimensionamiento de sistemas eólicos PRÁCTICA 2: Calculo y dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos PRÁCTICA 3: Calculo y dimensionamiento de sistemas mixtos PRÁCTICA 4: Calculo y dimensionamiento de turbinas PRÁCTICA 5: Rendimientos hidráulicos, potencias nominales Relación con otras materias Los sistemas energéticos e hidroeléctricos, mantienen una estrecha relación con las materias de instalaciones eléctricas, hidráulica, ingeniería marítima y costera, asi como la dinámica de fluidos, tanto en su parte teórica como práctica. Sistema de evaluación - Parte teórica: Convocatoria de Febrero/Junio: PARCIAL 1 (Bloque I): 40% del total de la nota. PARCIAL 2 (Bloque II): 45% del total de la nota. - Parte práctica: 15% del total de la nota. Requisitos: la entrega de los trabajos o ejercicios prácticos evaluables, será un requisito indispensable para aprobar la asignatura en evaluación continua.

10 Convocatoria de Septiembre: - Parte teórica: [85% del total de la nota.] - Parte práctica: [15% del total de la nota. Requisitos] Bibliografía y fuentes de referencia Bibliografía básica Máquinas eléctricas / Jesús Fraile Mora, 6ª ed. corr. (o posterior) Editorial: McGrawHill, 2008 Mecánica de fluidos incompresibles y turbo máquinas hidráulicas / José Agüera Soriano Edición:5ª ed. actualizada, Editorial:[Madrid] : Ciencia 3, D.L Centrales de energías renovables: generación eléctrica con energías renovables / Manuel- Alonso Castro Gil, Roque Calero Pérez, José Antonio Carta González, Antonio Colmenar Santos, Ed. Madrid [etc.] : UNED : Pearson Educación, 2009 Energías Renovables para el Desarrollo. De Juana, José María. Editorial Paraninfo Energías Renovables. Ortega Rodríguez, M. Editorial Paraninfo Plan de Fomento de las Energías Renovables en España, Edita IDAE, 1999 Las Energías Renovables en España, Balance y Perspectivas, Edita IDAE, 1998 Manuales de Energías Renovables : Mini centrales Hidroeléctricas, Energía Guía Solar. Greenpeace Guía de Ahorro Energético. Instalaciones Industriales. Comunidad de Madrid. Madrid 2006 Documento Básico HE. Ahorro de energía. Ministerio de Vivienda. Marzo 2006 Energía Solar fotovoltaica en la Comunidad de Madrid. ASIF. Eólica, Energía de la Biomasa, Incineración de Residuos Sólidos Urbanos, Energía Solar Térmica, Energía Solar Fotovoltaica. Publica IDAE, Edición Cinco Días, 2006 Bibliografía complementaria Colección energías renovables. J.M Escudero López. Editorial Mundi Prensa Mexico, 2008

11 Energías Renovables, Sustentabilidad y Creación de Empleo.Emilio Menéndez Pérez. Editorial Catarata, Real Decreto 436/2004 de 12/03/04 Plan de Energías Renovables IDAE. Madrid, 2005 Web relacionadas Recomendaciones para el estudio Al comienzo de la Asignatura es necesario que el alumno repase los contenidos correspondientes a las asignaturas de Hidráulica e Instalaciones eléctricas, como punto de partida. La asignatura requiere un seguimiento continuo por parte del alumno. Se recomienda estudiar conforme se desarrollen los contenidos en clase y realizar los ejercicios propuestos, preferentemente antes de su resolución por parte del profesor. El curso cuenta con un aula virtual desde la que poder realizar su seguimiento a través de Internet y una metodología de trabajo basada en la aplicación práctica de los conocimientos mediante la formulación de supuestos reales y el desarrollo de un trabajo final. Material didáctico El seguimiento de las clases se realizará a través del aula virtual, donde se publicará la documentación necesaria para el correcto transcurso de la asignatura.

12 Tutorías Tutoría académica: Las tutorías tienen el fin de consolidar los conocimientos, habilidades y destrezas impartidos en las clases de la asignatura, a la vez que ayudarán en la resolución de cuestiones y dudas planteadas por los alumnos. Las horas dedicadas a tutorías se dedicarán también a la realización, seguimiento y valoración de trabajos que faciliten la comprensión de la metodología y sistemas de evaluación de la misma. Tutoría personal: La Universidad, además, dispone de un Cuerpo Especial de Tutores que realiza tutoría personal con los estudiantes matriculados en el grado. El tutor/a personal acompaña a los estudiantes durante toda la etapa universitaria. Se puede consultar el siguiente enlace: