MÁSTER EN TECNOLOGÍA ENERGÉTICA PARA DESARROLLO SOSTENIBLE PROPUESTAS DE TRABAJO FIN DE MASTER PARA EL CURSO

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1 MÁSTER EN TECNOLOGÍA ENERGÉTICA PARA DESARROLLO SOSTENIBLE PROPUESTAS DE TRABAJO FIN DE MASTER PARA EL CURSO Definición de una metodología y desarrollo de algoritmos para el análisis de escenarios energéticos y la evaluación de su sostenibilidad. Planteamiento de las ecuaciones básicas para análisis de un escenario energético y desarrollo de un algoritmo para su resolución, mediante la definición de relaciones externas entre distintas variables. Desarrollo de una aproximación para facilitar su utilización mediante una hoja de cálculo. Estudio comparativo de combustión y gasificación de Biomasa y definición de una metodología de selección en función de la aplicación energética a realizar. Estudio de aplicaciones energéticas de la Biomasa y análisis del rendimiento de los distintos procesos termoquímicos para cubrir dicha aplicación. Simulación mediante la resolución de ecuaciones de balance y evolución. Recopilación de datos experimentales y características técnicas de los equipos a utilizar. Estudio de esquema energético y propuesta de escenarios futuros para una determinada comunidad. Utilizando una herramienta de simulación ya disponible, analizar el consumo energético de una determinada comunidad o país y realizar análisis de escenarios futuros con especial énfasis en su sostenibilidad.

2 Estudio de un sistema híbrido solar-biomasa para aplicación en zonas aisladas. Diseño y simulación de un sistema híbrido solar fotovoltaico y gasificador de biomasa para suministrar electricidad a una comunidad aislada. Simulación del funcionamiento y determinación de los requerimientos en combustible renovables: solar y biomasa. Evaluación de costes. Carácter de la tesis Carácter de la tesis Diseño de sistemas energéticos distribuidos basados en energías renovables- Definida una comunidad aislada de la red, estimar su curva de demanda y cubrirla con un sistema distruibo basado en los recursos renovables disponibles, obtenidos de la información disponible en las bases de datos de irradiación solar, vientos y recursos biomásicos, e incluir un sistema de back-up basado en generadores diesel. Estudio de viabilidad técnica y económica del aprovechamiento energético de biomasa en un ámbito geográfico determinado. Evaluar los recursos de biomasa disponibles (agrícola, forestal, cultivos energéticos), los costes aproximados de transporte y la viabilidad técnica y económica de distintas alternativas de aprovechamiento: producción de pellets y generación de electricidad/cogeneración. Rafael Royo Pastor Contabilidad y análisis energético de instalaciones, industrias o edificios Estudio pormenorizado de contabilidad energética, análisis pormenorizado y distribución y asignación de consumos a cargas y equipos. Propuestas de optimización de funcionamiento y de sustitución de equipos.

3 Rafael Royo Pastor Estudio energético y optimización mediante simulación con TRNsys. Modelado y simulación de instalaciones industriales ó edificios. Estudio y análisis de funcionamiento. Propuesta de mejoras de optimización. Producción de hidrógeno mediante electrolisis a alta temperatura Se realizaría un estudio detallado de la producción de hidrógeno a gran escala utilizando la electrolisis a alta temperatura. Producción de hidrógeno a partir del agua mediante ciclos termo-químicos Se realizaría un estudio detallado de la producción de hidrógeno a gran escala utilizando el ciclo termo-químico I-S Estudio de los costes de producción de energía eléctrica considerando todo el ciclo de vida Se realizaría un estudio pormenorizado de los diferentes costes de producción de energía eléctrica (internos y externos) para todas las formas posibles de producción (renovables, fósiles, nuclear) considerando todo el ciclo de vida

4 Contaminación medioambiental en la producción de energía eléctrica considerando todo el ciclo de vida Se realizaría un estudio pormenorizado de los diferentes agentes contaminantes (CO 2,, SO 2, ) producido en la generación de energía eléctrica para todas las formas posibles de producción (renovables, fósiles, nuclear) considerando todo el ciclo de vida Almacenamiento de energía para un aerogenerador eólico Se realizaría un estudio detallado para seleccionar el mejor método de almacenamiento de la energía producida por un aerogenerador Simulación de transitorios de Centrales Nucleares Se simularán, utilizando códigos Termohidráulicos Nucleares, y analizarán transitorios de Centrales Nucleares Carlos Sánchez Díaz Conexión a la red eléctrica de un sistema de producción de energía eléctrica a partir de hidrógeno. Como parte de un sistema de almacenamiento de energía en hidrógeno, el trabajo consistirá en el montaje de un inversor de conexión a red comercial conectado a una pila de combustible PEM modelo Nexa de 1.2 kw. Se deberá comprobar el funcionamiento del sistema y se deberá programar el autómata de control del buffer de hidrógeno para conseguir controlar la producción de energía eléctrica.

5 Carlos Sánchez Díaz Optimización del control de la sección de producción de hidrógeno de un sistema de almacenamiento de energía en hidrógeno. Como parte de un sistema de almacenamiento de energía en hidrógeno, el trabajo consistirá en modificar los sistemas de medida de caudal y presión del sistema de producción y en optimizar los algoritmos de control que se ejecutan en el autómata que controla el buffer de hidrógeno. Se parte del montaje previo y del diseño del software de control previo. Carlos Sánchez Díaz / Fernando Ibáñez Diseño y simulación de un convertidor DC/DC para gestión de la energía de una pila de combustible. Se realizará un análisis del estado del arte de los convertidores DC/DC y de las diferentes configuraciones que permiten minimizar el rizado de corriente demandada a una pila de combustible PEM de 1.2 kw por parte de un inversor monofásico. Se elegirá la configuración óptima y se diseñará el método de control adecuado para minimizar dicho rizado. La simulación del sistema se realizará empleando la herramienta Matlab/Simulink. Fernando Ibáñez Escobar Control de convertidores de un sistema fotovoltaico de conexión a red El objetivo del trabajo consiste en obtener un modelo para controlar los convertidores de una instalación fotovoltaica de conexión a red: MPPT e Inversor. Se empleará el programa Matlab Simulink Se simulará la respuesta del sistema frente a variaciones de radiación, de temperatura ambiente y en la red eléctrica.

6 José Gonzálvez Maciá Estudio económico de diferentes sistemas de calefacción en viviendas unifamiliares. El objetivo es realizar un estudio termo-económico de diferentes sistemas de calefacción en viviendas unifamiliares en diferentes regiones tipo de España. Los sistemas de calefacción que se propone evaluar son con caldera de gas, bomba de calor y calentamiento mediante emisores térmicos eléctricos. Se estudiarán tres zonas típicas de España, costera mediterránea, interior y costera atlántica. El estudio se realizará con el software EnergyPlus realizando a continuación un análisis económico de costo inicial de la instalación, mantenimiento y consumo energético en un plazo de 20 años. Carla Montagud Diseño de una instalación de bomba de calor geotérmica para un edificio ubicado en Barcelona El trabajo consiste en el diseño y selección de los distintos componentes que forman parte de la instalación de bomba de calor geotérmica para suministro de calefacción y refrigeración en el edificio: bombas hidráulicas de circulación, tuberías del circuito hidráulico y accesorios, dimensionado del intercambiador enterrado, modelo de bomba de calor así como análisis del funcionamiento de la instalación a lo largo del tiempo, incluyendo un estudio de análisis termoeconómico Isidoro Segura Heras Mercado eólico. Análisis de rentabilidad de parques eólicos. Evaluar la rentabilidad económica de los parques eólicos.

7 Isidoro Segura Heras Métodos de predicción de la producción eólica a corto plazo Estudiar y comparar los métodos actuales para predecir la producción de un parque eólico en el corto plazo. Isidoro Segura Heras Comparativa del marco legislativo de las energías renovables en los distintos países de la U.E. Estudio comparativo del marco legislativo para las energías renovables en los países de la UE. Instalaciones Eléctricas de parques eólicos con aerogeneradores: MADA a 690V Instalaciones Eléctricas de parques eólicos con aerogeneradores: MADA a 12kV Instalaciones Eléctricas de parques eólicos con aerogeneradores: MSRB a 400V

8 Instalación Eléctrica de un Parque Fotovoltaico de 1 MVA Proyecto detallado de una SE de 50MVA para parque eólico. Estudio comparativo de los diferentes tipos de Aerogeneradores. Carlos Álvarez Bel Flexibilidad en los procesos de anodizado El objetivo es estudiar la flexibilidad del consumo de energía eléctrica en los diferentes procesos que implican consumo de energía eléctrica para el tratamiento superficial de metales y, de forma más específica, el de anodizado. Estudio Práctico

9 Simulación de una microrred con múltiples generadores. El comportamiento dinámico de las microrredes alimentadas por varios generadores de potencia reducida no ha sido suficientemente estudiado aún. El trabajo tratará de obtener modelos reconocidos para los diversos tipos de generadores que pueden plantearse en las microrredes a partir de una revisión bibliográfica y planteará una plataforma de simulación utilizando dichos modelos, para poder estudiar diversos tipos de perturbaciones. Estrategias de control de una microrred con múltiples generadores El control autónomo de las microrredes, tanto en red como en isla, es uno de los temas de investigación actual básicos para facilitar el futuro desarrollo de éstas estructuras de distribución de energía eléctrica. El trabajo deberá realizar una revisión bibliográfica de los modelos propuestos y planteará una plataforma de simulación utilizando dichos modelos, para poder estudiar diversas situaciones y analizar la respuesta de la red. Estudio de una vivienda energéticamente autónoma. El estudio se aplicará a una vivienda unifamiliar. Se realizará un estudio del consumo de energía y su evolución temporal, a partir de medidas reales de consumo durante al menos dos semanas. Con los datos de consumo se analizarán los requisitos de generación eléctrica a partir de fuentes renovables, así como las necesidades de almacenamiento energético. Se planteará una solución técnica con equipos disponibles, analizando su viabilidad.

10 Estudio del mercado de pilas de combustible para uso residencial (CHP) y análisis de un caso. El mercado de pilas de combustible mantiene una tendencia al alza desde hace unos pocos años y en particular, las pilas estacionarias para uso residencial con generación combinada de calor y electricidad despiertan un gran interés en grandes multinacionales como Panasonic. En el trabajo se tratará de hacer un análisis del mercado actual de este tipo de productos y estudiar su rentabilidad para un caso teórico, o, alternativamente, definir las condiciones bajo las cuales pueda resultar rentable. Análisis del coste de la energía eléctrica con tarifas dinámicas. Con la actual tarifa dinámica para la electricidad, hay que analizar el coste de la energía eléctrica para diversos tipos de consumidores (doméstico, comercial, industrial) y plantear posibles acciones para reducir el importe total de la factura. El trabajo enlaza con el concepto de Smart grid, ya que uno de los objetivos de estas redes es que los usuarios dispongan de información suficiente para poder gestionar de forma óptima su consumo. Desarrollo de software de simulación de pequeñas redes de distribución con generación distribuida. En muchos estudios de aprovechamiento energético de fuentes renovables se requiere simular el funcionamiento de pequeñas redes o microrredes que integren dichos generadores. El trabajo consistirá en el desarrollo de un software específico para la simulación de estas redes en casos sencillos de funcionamiento (funcionamiento estacionario). El trabajo requiere conocimientos de programación (C++, visual basic, etc).

11 Optimización técnico económica de la instalación eléctrica de huertos solares de gran potencia (>1 MW). Los condicionantes técnicos de caídas de tensión, punto de conexión a la red, etc pueden conducir a soluciones de elevado coste económico en el caso de instalaciones de gran potencia, donde las distancias son largas. En el trabajo se analizarán diversos criterios de diseño, comparando los costes de instalación y de explotación, para tratar de obtener reglas de buena práctica que sirvan de base en futuras instalaciones.. Análisis técnico-económico de una instalación eléctrica industrial con refuerzo fotovoltaico sobre cubierta. Se diseñará una instalación fotovoltaica sobre la cubierta de una nave industrial y se estudiará su rentabilidad a partir de curvas de demanda de la instalación y las tarifas eléctricas..

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