ER - Energías Renovables

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: EPSEM - Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa EMIT - Departamento de Ingeniería Minera, Industrial y TIC EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica GRADO EN INGENIERÍA DE RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINEROS (Plan 2012). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Otros: JORDI CUNILL SOLA JORDI OLIVERAS MEJÍAS Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de las fuentes de energías renovables. Analizar los diferentes tipos de centrales eléctricas de origen renovable y la problemática asociada a la generación y distribución de energía eléctrica. Evaluar las posibilidades actuales de las energías renovables y las diversas tecnologías de aplicación. Transversales: 2. SOSTENIBILIDAD Y COMPROMISO SOCIAL - Nivel 3: Tener en cuenta las dimensiones social, económica y ambiental al aplicar soluciones y llevar a cabo proyectos coherentes con el desarrollo humano y la sostenibilidad. 3. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 3: Aplicar los conocimientos alcanzados en la realización de una tarea en función de la pertinencia y la importancia, decidiendo la manera de llevarla a cabo y el tiempo que es necesario dedicarle y seleccionando las fuentes de información más adecuadas. Metodologías docentes Sesiones expositivas de teoría y de problemas. El profesor desarrollará los contenidos del temario insistiendo en los conceptos clave y los de más difícil comprensión. Se procurará motivar al alumno planteando cuestiones que estimulen su participación y aclarar las dudas que puedan surgir. Los alumnos podrán disponer en el campus virtual, de una parte de los apuntes así como los enunciados de problemas propuestos con el resultado numérico, así se pretende facilitar también el aprendizaje autónomo. Resolución y entrega de trabajos, ejercicios y/o problemas propuestos. Atención personalizada, estudio y trabajo personal y en equipo. Evaluación continua y pruebas escritas de teoría y problemas. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Al terminar la asignatura el estudiante debe ser capaz de: Tener amplios conocimientos de los diferentes tipos de fuentes de energías renovables. Tener conocimientos teóricos y aplicados de los sistemas de generación eléctrica con energías renovables. Manipular la instrumentación del laboratorio, recoger correctamente los datos, procesarlos y elaborar un informe. 1 / 10

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 30h 20.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 30h 20.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 10

3 Contenidos Título del contenido 1: CONCEPTOS GENERALES DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES Y EL SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h Introducción. Evolución histórica de la electricidad y los sistemas eléctricos. Sistema eléctrico de potencia. La red eléctrica. Niveles de tensión. Energías renovables y no renovables. Introducción a los tipos de centrales eléctricas. Impacto ambiental de la producción de energía eléctrica. Curva de demanda de energía. Programación de la generación. Actividades vinculadas: A1, A4 y A6 Título del contenido 2: ENERGÍA HIDROELÉCTRICA Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 7h Grupo pequeño/laboratorio: 2h 30m Aprendizaje autónomo: 14h 30m Introducción. Definiciones y funcionamiento básico. Clasificación de las centrales hidráulicas. Elementos de una central hidráulica. Configuraciones típicas. Tipo de presas. Turbinas hidráulicas: Francis, Pelton, Kaplan y otros. Criterios de selección. Alternador de polvo salidos. Protecciones. Centrales de bombeo. Centrales mareomotrices. Ventajas e inconvenientes. Actividades vinculadas: A1, A4 y A6. 3 / 10

4 Título del contenido 3: ENERGÍAS RENOVABLES. GENERALIDADES Y SOLAR FOTOVOLTAICA. Dedicación: 31h Grupo grande/teoría: 10h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 18h Introducción. Energía e impacto ambiental. Energías renovables y desarrollo sostenible. Generalidades sobre la energía solar: El Sol, la radiación, hora solar pico, clasificación de los sistemas solares térmicos y fotovoltaicos (FV). Sistemas fotovoltaicos: Célula FV. Curvas corriente-tensión. Ecuaciones y circuito equivalente. Tecnologías y rendimientos de las células. Los paneles FV. Elementos y características eléctricas. Asociación de paneles y seguimiento solar. Instalaciones Fotovoltaicas. Instalaciones aisladas. Esquemas básicos. Sistemas híbridos. Instalaciones conectadas a red. Centrales FV. Ventajas e inconvenientes de la ESFV. Criterios para el diseño de instalaciones instalaciones fotovoltaicas. Actividades vinculadas: A2, A3, A5 y A6. Título del contenido 4: ENERGÍA EÓLICA. Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h Introducción a la energía eólica. Historia. Evolución. Situación del mercado y perspectivas de futuro. La energía del viento. Selección de emplazamientos. Aerogeneradores. Tipos y funcionamiento. Desarrollo del proyecto eólico. Aspectos medioambientales de la energía eólica. Parques eólicos Off-shore. Ventajas e inconvenientes de la Ener eólica. Actividades vinculadas: A5, A7 4 / 10

5 Título del contenido 5: ENERGÍA GEOTÉRMICA. Dedicación: 30h Grupo grande/teoría: 10h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 17h Introducción. Generalidades. Tipo de geotermia. Historia y evolución. Investigación aplicada a la geotermia. Geotermia de muy baja entalpía. Perforación. Sistemas de perforación. Tipos de intercambiadores de calor. Cálculos. Atlas geotérmico de Cataluña. Actividades vinculadas: A5, A7 5 / 10

6 Planificación de actividades TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 1: TRABAJO PRÁCTICO Dedicación: 14h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 10h Trabajo de investigación en la biblioteca e Internet sobre la red eléctrica de transporte y su gestión en España. Se estudiarán detalladamente las curvas de demanda de energía eléctrica diarias y su cobertura con energías renovables y no renovables. También se estudiará la evolución diaria y mensual de la energía eólica aportada al sistema. Cada estudiante recopilará datos de meses y años diferentes y entregará el trabajo individualmente. La defensa del trabajo podrá ser oral con el apoyo de una presentación en Power Point. Libros y ordenador con conexión a Internet. Web de Red Eléctrica Española REE y otros. El o la estudiante elaborará un documento en formato Word entre 10 y 20 páginas y una presentación en Power Point y lo entregará al profesor en el plazo indicado (en mano o en el campus digital). Cada trabajo será evaluado individualmente. Representa 1/3 de la nota de prácticas de la parte desarrollada por DEE (dep. de ingeniería eléctrica). Al finalizar la actividad, el estudiante debe ser capaz de: Entender el funcionamiento del sistema de energía eléctrica y su gestión de forma eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Interpretar los conceptos físicos involucrados y la problemática de ajustar en tiempo real la oferta y la demanda de energía eléctrica. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 2: PRÁCTICA DE LABORATORIO Dedicación: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 4h Práctica de laboratorio, en parejas, con una duración de dos horas. Los estudiantes, una vez recibidas las instrucciones por parte del profesor, deben hacer el montaje de los circuitos con los aparatos de medida adecuados en cada caso a fin de experimentar y comprobar los aspectos teóricos y prácticos previamente estudiados. Contenido específico de la práctica: Energía solar fotovoltaica. Descripción y estudio de un equipo didáctico de energía solar fotovoltaica y de sus componentes. Toda la instrumentación y material necesarios para la correcta realización de la práctica. El o la estudiante elaborará un informe individual de cada práctica, según las pautas marcadas, que entregará al profesor en el plazo indicado. Cada práctica será evaluada individualmente. Representa 1/3 de la nota de prácticas de la parte desarrollada por DEE. Al finalizar la actividad, el estudiante debe ser capaz de: Realizar correctamente las conexiones de todos los componentes identificando la función de cada uno. Estudio de la curva característica del panel verificando la tensión en circuito abierto y la corriente de cortocircuito. 6 / 10

7 TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 3: PRÁCTICA DE LABORATORIO Dedicación: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 4h Práctica de laboratorio, en parejas, con una duración de dos horas. Los estudiantes, una vez recibidas las instrucciones por parte del profesor, deben hacer el montaje de los circuitos con los aparatos de medida adecuados en cada caso a fin de experimentar y comprobar los aspectos teóricos y prácticos previamente estudiados. Contenido específico de la práctica: Conexión y puesta en marcha de una instalación completa de energía solar fotovoltaica. Toda la instrumentación y material necesarios para la correcta realización de la práctica. El o la estudiante elaborará un informe individual de cada práctica, según las pautas marcadas, que entregará al profesor en el plazo indicado. Cada práctica será evaluada individualmente. Representa 1/3 de la nota de prácticas de la parte desarrollada por DEE. Al finalizar la actividad, el estudiante debe ser capaz de: Conocer la función de cada uno de los elementos del equipo fotovoltaico. Conectar correctamente todos los componentes y comprobar su funcionamiento tomando las medidas adecuadas. Evaluar el rendimiento del panel fotovoltaico. Interpretar los conceptos físicos involucrados en la práctica. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 4: PRIMERA PRUEBA INDIVIDUAL DE EVALUACIÓN CONTINUA (CONTENIDO 1 Y 2) Dedicación: 12h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 10h Prueba individual en el aula con una parte de los conceptos teóricos y problemas relacionados con los objetivos del aprendizaje. Parte teórica y/o test: sólo el enunciado. Parte de problemas: enunciado, formulario (una hoja A4) y calculadora. Entrega del examen. El peso de esta prueba está indicado en el apartado correspondiente al sistema de calificación. Al finalizar la actividad, la estudiante o estudiante debe ser capaz de: Conocer, entender y aplicar los conceptos estudiados en las sesiones teóricas y de problemas impartidas hasta el momento. 7 / 10

8 TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 5: TRABAJO SOBRE OTRAS ENERGÍAS RENOVABLES Dedicación: 14h Aprendizaje autónomo: 10h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Desarrollo y defensa de un trabajo en grupo o individual sobre otras energías renovables o aspectos directamente relacionados, ya sean económicos, medioambientales o similares. Por ejemplo: Biocombustibles sólidos, biocarburantes, hidrógeno, RSU, lodos de depuradora... Lo que se prevea necesario para el logro del objetivo previsto. Defensa frente del aula. Entrega en formato PDF a través de Atenea. Calificación según baremo establecido. Conocer las energías renovables más habituales en aplicación a pequeña escala. Determinar ventajas e inconvenientes de cada una de ellas. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 6: SEGUNDA PRUEBA Y/O FINAL INDIVIDUAL DE EVALUACIÓN CONTINUA (CONTENIDOS: 3 O 1,2 Y 3) Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 12h Prueba individual en el aula con una parte de los conceptos teóricos y problemas relacionados con los objetivos del aprendizaje. Parte teórica y/o test: sólo el enunciado. Parte de problemas: enunciado, formulario (una hoja A4) y calculadora. Entrega del examen. El peso de esta prueba está indicado en el apartado correspondiente al sistema de calificación. Al finalizar la actividad, la estudiante o estudiante debe ser capaz de: Conocer, entender y aplicar los conceptos estudiados en las sesiones teóricas y de problemas impartidas hasta el momento. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 7: ANÁLISIS DEL USO DE ENERGÍAS RENOVABLES EN CATALUNYA Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 9h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Determinación del grado de cumplimiento del plan de la energía y cambio climático Comprobación, individualmente, los indicadores adecuados para establecer el estado actual del Plan. 8 / 10

9 ER - Energías Renovables Lo que se prevea necesario para el logro del objetivo previsto. Fuentes oficiales a partir de la web de la Generalidad de Cataluña. Entrega en formato PDF a través de Atenea de las conclusiones y el estado actual del PECAC. Calificación según baremo establecido. Conocer los planes directores energéticos y las fuentes oficiales de datos consultables para la elaboración de estudios y proyectos. Sistema de calificación La asignatura se divide en dos partes de idéntica duración, una desarrollada por profesores del DEE y la otra por profesores del DEMRN. Pruebas parciales y final de teoría y problemas. La segunda prueba y la final se harán el mismo día y en la fecha fijada por el Jefe de estudios. Realización de problemas, prácticas y trabajos, individuales o en grupo (Nppt). Nota final de la parte del DEE: Nee Nee = 0,30 N1A + 0,45 N2a + 0,25 Nppt Nee = 0,75 NAF + 0,25 Nppt Nota final de la asignatura: NF = 0,50 Nee + 0,50 Nemrn Reevaluación: NFR=0'5 Nee + 0'5 Nemrn Pueden acceder al proceso de reevaluación a los alumnos que hayan obtenido la calificación de 'suspenso' en el periodo ordinario de evaluación. No pueden acceder al proceso de reevaluación aquellos alumnos que tengan un 'no presentado' o hayan aprobado la asignatura en el periodo ordinario de evaluación. El resultado de la reevaluación es una calificación que sustituye la nota obtenida en el proceso ordinario de evaluación, que es superior a ésta y, en cualquier caso, será como máximo un 'aprobado' 5. Si RR es el resultado del proceso de reevaluación: RR = mínimo {5, NFR} Normas de realización de las actividades Se considera muy conveniente haber superado previamente la asignatura de Q5, Electrotecnia. Los estudiantes debe seguir las indicaciones y los plazos de entrega que se indiquen en el campus digital. Tanto los informes de las prácticas como el entregables (trabajos, ejercicios y/o problemas), se entregarán dentro de los plazos establecidos. La entrega fuera de plazo incide a la baja en la nota, incluso se puede no aceptar el documento. Se podrá disponer de formulario (una hoja A4) sólo en la parte de problemas de las pruebas. 9 / 10

10 Bibliografía Básica: Quaschning, Volker. Understanding renewable energy systems. London: Earthscan, Complementaria: Ramirez Vazquez, J.; Beltran Vidal, L. Centrales eléctricas. 8a ed. Barcelona: Ceac, ISBN Manual de minicentrales hidroeléctricas. Madrid: Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, ISBN El-Sharkawi, Mohamed A. Electric energy : an introduction. 2a ed. Boca Raton: CRC Press, ISBN Creus Solé, A. Aerogeneradores. Cano Pina, ISBN Mujal Rosas, R. M. Tecnologia eléctrica [en línea]. 2a ed. Barcelona: Edicions UPC, 2003 [Consulta: 25/01/2016]. Disponible a: < ISBN Fraile Mora, J. Máquinas eléctricas. 6a ed. Madrid: McGraw Hill, ISBN Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica. Alcorcón: Rueda, ISBN De Juana, J. Mª [coordinador]. Energias renovables para el desarrollo. Madrid: ITES - Paraninfo, ISBN Pareja Aparicio, M. Energía solar fotovoltaica : cálculo de una instalación aislada. 2a ed. Barcelona: Marcombo, ISBN Orille Fernández, Ángel L. Centrales eléctricas. Vol. 1. 2a ed. Barcelona: UPC, ISBN Centrales eléctricas. Madrid: UNESA, / 10