SILABO PROGRAMACION TEMATICA

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1 SILABO DATOS GENERALES 1. Nombre de la Asignatura : Energías Renovables 2. Carácter : Obligatorio 3. Carrera Profesional : Ingeniería Mecánica Eléctrica 4. Código : IM Semestre Académico : II 6. Ciclo Académico : Noveno 7. Horas de Clase : 02 teóricas y 02 practicas 8. Créditos : SUMILLA Relación entre energía y calidad de vida. Uso racional. Conocimiento de los recursos energéticos renovables. Principios en los que se basa el uso eficiente de los recursos: diseño y/o procesos. Conocimiento de la tecnología apropiada para su explotación con propósitos de desarrollo. Conocimiento de los costos para la explotación racional de los mismos. Temas: Energización, energía solar, colectores térmicos y fotovoltaicos, sistemas para la generación de calor y electricidad. Bioenergía: Fotosíntesis, ciclo de carbono, Procesos de transformación de la biomasa, Aplicaciones térmicas y eléctricas, Energía eólica, Generación de energía mecánica y eléctrica, Centrales microhidroeléctricas. Estimación de la demanda, aplicaciones. PROGRAMACION TEMATICA Semana 1 SITUACION DEL CONSUMO DE ENERGIA A NIVEL MUNDIAL. La siguiente revolución industrial basado en la electricidad. INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS ELECTRICOS. Definiciones de cantidades eléctricas fundamentales: carga, corriente, ley de corriente de Kirchoff, Voltage, Ley de Voltajes de Kirchoff, potencia, energía. Fuentes de corriente y voltaje idealizados. Resistencia eléctrica: Ley de Ohm, resistencias en serie y en paralelo, divisor de voltaje, resistencia de conductores. Capacitancias. Circuitos magnéticos: Electromagnetismo y Circuitos Magnéticos. Inductancia: Física de los inductores, circuitos serie y paralelo con inductores. Transformadores: Transformador ideal, pérdidas de magnetización.

2 Semana 2 Semana 3 FUNDAMENTOS DE LA ENERGIA ELECTRICA. Valores efectivos de corriente y voltaje. Componentes idealizados sometidos a voltajes sinosoidales: resistencias ideales, capacitores ideales, inductores ideales. Factor de potencia. El triángulo de potencia y el factor de corriente de potencia. Sistemas trifásicos: balanceados, desbalanceados, conexión delta y estrella. Calidad de la potencia: Introducción a los armónicos, distorsión total armónica, armónicos en transformadores. LA INDUSTRIA DE LA ENERGIA ELECTRICA. Los pioneros: Edison, Westinghouse e Insull. La industria eléctrica de hoy: empresas y no empresas. Estadistica de la industria. Generadores sincrónicos polifásicos: un simple generador, generadores sincrónicos monofásicos, generadores sincrónicos trifásicos. Eficiencia de Carnot para máquinas de Calor: Máquinas de Calor, la entroía y la máquina de calor de Carnot. Plantas de potencia de ciclo de vapor: Plantas de potencia de vapor básicos. Plantas de potencia de vapor con quema de carbón. Turbinas de Gas: Turbinas de gas básicas, turbinas de gas con salida de ingreso a ciclo de vapor. Plantas de ciclo combinado. Turbinas de gas y Cogeneración en ciclo combinado. Transmisión y Distribución de la Energía Eléctrica: La SICN, líneas de transmisión. Marco regulatorio de electricidad. Semana 4 La generación de electricidad en transición: Microgrids, SmarGrid. Generación distribuida con combustibles fósiles: turbinas de microcombustión, motores de combustión interna reciprocante, motores Stirling, HHV y LHV. 1era Práctica Calificada Semana 5 TECNOLOGIAS DE CONCENTRACION DE POTENCIA SOLAR. Sistemas de disco colar y motor stirling Parabólicas. Sistemas de recepción central solar. Comparaciones entre sistemas de potencia de concentración solar. BIOMASA PARA ELECTRICIDAD Fotosíntesis. Ciclo de carbono. Procesos de transformación de la biomasa.

3 Semana 6 MICROHIDROELECTRICAS Energía desde una central microhidroeléctrica. Pérdidas en las tuberías. Medición del flujo. Turbinas Aspectos eléctricos de una microhidroeléctrica. CELULAS DE COMBUSTIBLE 2da Práctica Calificada Semana 7 Semana 8 SISTEMAS DE ENERGIA DEL VIENTO. Desarrollo históricos de la potencia eólica. Tipos de turbinas de viento. Correción de la temperatura para la densidad del aire. Corrección de la altura para la densidad del aire. Eficiencia máxima del rotor. Generadores para turbinas de viento: generadores sincrónicos, generadores de induccción asincrónicos. Control de velocidad para potencia máxima. Energía promedio en el viento. Simples estimaciones de la energía de las turbinas de viento. Parques eólicos. Impacto ambiental de las turbinas de viento. Exámen Parcial Semana 9 Semana 10 EL RECURSO SOLAR El espectro solar. La órbita de la Tierra. Posición solar en cualquier tiempo del día. Irradiación solar. Medición de la radiación solar. MATERIALES FOTOVOLTAICOS Y CARACTERISTICAS ELECTRICAS Física Básica de Semiconductores. Una célula fotovoltaica genérica. Desde células a módulos y a arrays. Curva I V bajo condiciones de prueba estándar. Impacto de la temperatura y de la irradiación en Curvas I V. Tecnologías de silicio cristalino. Fotovoltaicas de capa fina. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Curvas de voltaje corriente para cargas: carga resistiva, motor DC, baterías, trayectoria del punto de máxima potencia. Sistemas conectados a la red eléctrica: factores de capacidad para sistemas PV conectados a la red, tamaño de los sistemas conectados a red.

4 Semana 11 SISTEMAS PV INDEPENDIENTES. Estimación de la carga. El inversor y el voltaje del sistema, baterias, baterias de ácido plomo, capacidad de almacenamiento de las baterías, eficiencia de baterías, tamaño de baterías, tamaño de un array PV. BOMBEO DE AGUA IMPULSADO CON PV. Curvas de sistemas hidráulicos. Curvas de Bombas hidráulicas. Combinación de curvas de bombeo y curvas del sistema hidráulico. 3era Practica Calificada Semana 12 Semana 13 Simulación vs Experimentación en energía renovables. Estimación de la demanda. Diseño de una instalación Eléctrica Fotovoltaica. Protección eléctrica. Bonos de carbono. Torres solares, Volantes de inercia. Golpe de ariete 4era Practica Calificada Semana 14 Semana 15 Turbinas de río. Confort térmico. Biodigestores. Capacitores, ultracapacitores, supercapacitores. Superconductibidad. Experiencias nacionales e internacionales. Actualidad de las energias renovables. GESTION DE PROYECTOS EN ENERGIAS RENOVABLES Sistema de gestión del proyecto. Gestión integrada de proyectos. Gestión del alcande del proyecto. Gestión de la planificación del proyecto. Gestión de costes del proyecto. Gestión de la calidad del proyecto. Gestión de los recursos del proyecto. Gestión de los recursos humanos del proyecto. Gestión de las comunicaciones del proyecto. Gestión de los riesgos del proyecto. Gestión de las adquisiciones del proyecto. Semana 16 Semana 17 Examen Final. Exámen Sustitutorio.

5 EVALUACION: Exámen Parcial : 20% Exámen Final : 20% Prácticas : 30% Trabajos : 30% 100% BIBLIOGRAFIA IDEA. Minicentrales hidroeléctricas. Madrid IDEA. Energía Eólica. Madrid IDEA. Energía de la biomasa. Madrid IDEA. Energía solar térmica. Madrid IDEA. Energía solar fotovoltaica. Madrid Gilber M. Masters. Renewable and Efficient Electric Power Systems. Stanford University USA. Wiley Interscience. ISBN Diego Torres Guillén, Luis Arteaga Chávez, Dr. Javier Solano (asesor). Desarrollo de un Sistema de Biodigestores y Energías Limpias. Programa de Alta Especialización Tecnológica (PAET) Centro de Tecnologías de la Información y Comunicaciones. Universidad Nacional de Ingeniería Normas y directivas del Ministerio de Energía y Minas del Perú. Villa el Salvador, Agosto del 2014