PROGRAMA ANALÍTICO ASIGNATURA: APROVECHAMIENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

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1 PROGRAMA ANALÍTICO DEPARTAMENTO: ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA CARRERA: INGENIERÍA ELECTRICISTA ASIGNATURA: APROVECHAMIENTO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES CÓDIGO: 0472 AÑO ACADÉMICO: 2014 PLAN DE ESTUDIO: 2004 UBICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIO: 2DO. CUATRIMESTRE DE 4TO. AÑO ORIENTACIÓN: SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA DOCENTE A CARGO: EQUIPO DOCENTE: Dr. Claudio Ariel Reineri Profesor Asociado Dr. Claudio Ariel Reineri Profesor Asociado Dr. Juan Carlos Gómez - Profesor Titular RÉGIMEN DE ASIGNATURAS: ASIGNACIÓN DE HORAS: Aprobada Regular Semanales: 5 Totales Teóricas: 45 Prácticas Resolución de problemas: 20 Laboratorio: 10 Proyecto: - Trabajo de campo: - CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: Optativa OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El curso tiene como objetivo formar a los alumnos respecto a los sistemas de aprovechamiento de las energías renovables, especialmente en lo referente las nociones básicas de ingeniería eléctrica de potencia asociadas al impacto por la inserción de tales fuentes de generación distribuida (GD) en Programa Analítico Página 1 de 5

2 redes de distribución, tanto en régimen permanente como en transitorio. Capacitar al alumno en las particularidades de las fuentes renovables no tradicionales, fundamentalmente la eólica, solar y biomasa, y su efecto sobre la operación de los sistemas eléctricos aislados y/o con generadores pequeños, analizando especialmente la diferencia en el comportamiento respecto a sistemas tradicionales de considerable potencia, con generación concentrada. Se tratarán someramente, las restantes fuentes renovables de menor desarrollo. Proveer a los alumnos de una mayor capacidad de análisis y crítica ante los estudios de inserción de GD a las redes de distribución. Dar respuesta a fenómenos en las redes de distribución influenciados por la presencia de GD, como es el impacto sobre la operación de la GD, impacto sobre el sistema de protecciones de la red de la GD, pérdidas de cargas y/o de generación, capacidad de detectar y evitar islas, aspectos de seguridad, y la simulación transitoria y subtransitoria de los comportamientos electromecánicos y electromagnéticos de los diferentes tipos de GD así como de las cargas residenciales, comerciales e industriales fundamentales. CONTENIDOS: Tema 1: Fundamentos de las Energías Renovables - La energía y perspectiva del mercado energético. - Reseña histórica y situación actual. - Problemas de los sistemas energéticos actuales. - El problema del CO 2 - Las energías renovables como alternativa. Tema 2: Energía eólica - Aspectos básicos de la conversión de energía eólica - Análisis de los regímenes de viento - Sistemas de conversión de energía eólica - Comportamiento de los sistemas de conversión. - Energía eólica y medioambiente; factores económicos Tema 3: Energía solar - Introducción a la Generación Fotovoltaica (PV) en Sistemas con GD - Estado actual de la Generación PV. Tecnologías. - Celdas fotovoltaicas. Circuito equivalente. Curvas i-v y p-v. - Peak power point operation - Componentes de acoplamiento al sistema.- Modos operativos Tema 4: Energía de Biomasa - Conceptos generales - Biomasa residual seca y cultivos energéticos - Biocombustibles - Biomasa residual húmeda - Residuos sólidos - Tendencias: biorefinerías y ciclos de vida. Tema 5: Introducción al uso de la generación distribuida - Que se entiende por generación distribuida Programa Analítico Página 2 de 5

3 - Ventajas de uso - Desventajas y complicaciones introducidas al sistema de distribución Tema 6: Generador Sincrónico, principio de funcionamiento y su operación - Principio de funcionamiento - Circuito equivalente - Sincronización y Toma de carga activa y reactiva - Límites: térmico, por ángulo de par y dinámico - Cargabilidad del generador sincrónico - Estudio de cortocircuito Tema 7: Generador Asincrónico, principio de funcionamiento y operación - Principio de funcionamiento - Funcionamiento como motor, generador, freno, transformador, desfasador y cambiador de frecuencia - Principios de excitación: corriente contínua, corriente alterna por red, corriente capacitiva, frecuencia variable por rotor y estator. - Operación en red o independiente: toma de carga activa - Límite térmico - Cargabilidad del generador asincrónico - Estudio de cortocircuito, efecto del tipo de excitación Tema 8: Requerimientos inherentes de generación aislada - Regulación de tensión y frecuencia - Controladores: velocidades de actuación y compatibilidad con la carga - Cargas bruscas, arranque de motores Tema 9: La máquina de impulso y sus protecciones - Introducción sobre las máquinas de impulso - Protecciones de la máquina de impulso según el tipo Tema 10: Protecciones del Generador, sobrecorrientes y sobretensiones - Puestas a tierra y tipos de falla - Protección de sobrecarga y sobrecorriente - Protección de sobretensión - Protección contra carga desbalanceada, contra retorno de potencia y por sobretemperatura - Especiales: sobrevelocidad, pérdida de excitación, etc. Tema 11: Calidad de Potencia en sistemas con generación distribuida, ya sea aislada o conectada al sistema - Variaciones lentas de tensión - Flicker - Huecos de tensión - Armónicas - Ferroresonancia - Rigidez del neutro Programa Analítico Página 3 de 5

4 Tema 12: Interconexión: Estándares y Requerimientos - IEEE 1547: - Regulación de tensión - Integración de puesta a tierra y sincronización. - Coordinación del re-cierre. - Inyección de dc. - Flicker y armónicos - FAULT RIDE THROUGH (FRT): - Aspectos generales. - Estado actual y revisión: Canadá, Reino Unido, USA, Alemania, Dinamarca, etc.. - DINAMARCA TF (Regulación técnica para eólicas mayores de 11kW, 25kW, 1,5MW) - Tolerancias a desviaciones de tensión y frecuencia, condiciones normales y anormales. - Flicker y armónicos. - Control y monitoreo METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA: La metodología de la enseñanza se basa en las clásicas clases teóricas con el auxilio de tiza pizarrón, cañón digital y retroproyector. Complementada con trabajos prácticos de laboratorio con elevada rigurosidad, prácticamente a nivel industrial, conjuntamente con la solución de problemas numéricos. MODALIDAD DE EVALUACIÓN: La evaluación se realiza en base a los trabajos prácticos y a dos parciales. El alumno debe haber asistido al 80 % de las clases prácticas, presentar la totalidad de los informes de ensayo y la carpeta de prácticos. Debe aprobar los dos parciales. Cumpliendo estos requisitos, logra la condición Regular. El examen final consiste en dos partes, una práctica de problemas y laboratorio, la que en caso de aprobarse le permite al alumno a pasar al examen teórico. El alumno en condición libre, previamente al examen final descrito, debe aprobar un coloquio escrito y realizar una práctica de laboratorio completa. BIBLIOGRAFÍA: Título Autor/s Editorial Año de Edición Ejemplares Disponibles Electric Machinery Fitzgerald, A. E.; Kingsley, McGraw Hill C.; Kusko, A.; Teoría de las máquinas de Langsdorf, Alexander S.; McGraw Hill corriente alterna; Distributed Power Generation: Planning and Evaluation H.L. Willis, W.G. Scout Marcel Dekker Programa Analítico Página 4 de 5

5 Distributed Generation: A. M. Borberly, J. Kreider CRC Press The Power Paradigm for the New Millennium Distributed Generation: a A. Chambers, B. Schnoor, S. PennWell nontechnical guide Hamilton Wind electrical systems S. N. Bhadra, D. Kastha, S. Oxford University Calidad de potencia: para usuarios y empresas eléctricas Power Quality: Mitigation Technologies in a Distributed Environment, Chapter 10. Apunte de Cátedra Banerjee Press Gómez, Juan Carlos EDIGAR J. C. Gómez, M. M. Morcos, Springer-Verlag Ltd Gómez, Juan Carlos Reineri, Claudio Ariel Fotocopia CEI, Firma Docente Responsable Firma Secretario Académico Programa Analítico Página 5 de 5