División de DIT Departamento de Ingeniería Periodo : Otoño 2011 Nombre del curso: SISTEMAS MODERNOS DE ENERGÍA Clave: IN1211 Seriación: N.A. Línea Curricular: Ingeniería y Tecnología HTS: 3 HPS: 0 THS: 3 Créditos: 6 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: Español Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Descubrir la importancia que tiene la energía en nuestra vida diaria para hacer uso razonable de ella y motivar el desarrollo de energías alternas. Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS ACTIVIDADES 1 Semana 1. Introducción: Conocer la información básica de la energía para comprender su importancia. 1 Semanas 2. Energía Solar: Conocer, comprender y la utilización de la energía solar para verla como una alternativa para el futuro. 1. Introducción: El desarrollo sostenible, la producción y consumo de energéticos a nivel mundial y en México. 1.1 Breve historia de la energía. 1.2 Aplicación práctica de la energía. 1.3 Fuentes de energía. 1.3.1 Energías Renovables. 1.3.2 Energías no renovables 1.3 Emisiones en la quema de combustibles. 2.- Nuestro Sol 2.1 La constante solar 2.2 La intensidad solar según las estaciones del año. 2.3 Coordenadas Terrestres. 1.- Por equipo de alumnos, analizar, sintetizar y concluir sobre la información que aparece sobre energía en los periódicos y revistas. 2.- Resolver la actividad que viene en la introducción de los apuntes enviados. 3.- Hacer un ensayo sobre los siguientes temas: el funcionamiento de las plantas hidroeléctricas, el funcionamiento de las plantas termoeléctricas. 4.- Haga un ensayo en tres cuartillas de cómo sucedieron los accidentes en las plantas nucleares Three Mile Island y Chernobyl y cuáles han sido sus consecuencias. 1.- Resolver la actividad del capítulo uno de los apuntes enviados. Pag. 1 de6
1 Semana 3. Cocinas Solares: Conocer los principios básicos con los que funcionan las cocinas solares y con ello construir un modelo. 2 Semanas 4. Calentadores de agua solares: Conocer los principios básicos con los que funcionan los calentadores de agua solares y con ello construir un modelo. 2 Semanas 5. Electricidad Fotovoltaica: Conocer los principios básicos con los que funcionan los paneles fotovoltaicos y aplicar este conocimiento en la construcción 2.4 La eclíptica 2.5 La Geometría Solar 2.5 El Polo Norte Geográfico y el Polo Norte Magnético 3. Cocinas Solares, efecto invernadero 3.1 Cocinas solares tipo caja, su construcción, uso y ventajas. 3.2 Pérdida de calor en una cocina tipo caja. 3.3 Cocina Solar parabólica. 3.4 Ecuación de Diseño de la Cocina Solar Parabólica. 3.5 Técnicas de Creatividad: lluvia de ideas y mapa mental 4.Calentadores de agua solares: su funcionamiento y principios en que se basan. 4.1 Tipos de calentadores de agua solares. 4.2 Ubicación de los calentadores de agua y su ángulo de inclinación con respecto al sol. 5. Electricidad Fotovoltaica 5.1 Estructura de una celda solar. 5.2 Paneles solares 5.3 Tipos de paneles solares y sus eficiencias Capítulo dos de los apuntes enviados. 2.- Investigar en las patentes de Estados Unidos y México así como lo que se ofrece en Internet el tipo de cocinas solares analizando los aspectos importantes de su construcción 3.- Utilizando las técnicas de creatividad vistas en clase diseñar un modelo de cocina que tenga una característica innovadora comparada con lo que hay en el mercado y en las páginas de patentes de Estados Unidos y en México. Incluir un reporte escrito y una exposición del proyecto. 4.- Construcción de la Cocina Solar y su uso en la elaboración de un alimento. capítulo tres de los apuntes. 2.- Investigar en las patentes de Estados Unidos y México así como lo que se ofrece en Internet el tipo de calentadores de agua solares analizando los aspectos importantes de su construcción 3.- Utilizando las técnicas de creatividad vistas en clase diseñar un modelo de calentador de agua que tenga una característica innovadora comparada con lo que hay en el mercado y en las páginas de patentes de Estados Unidos y en México. Incluir un reporte escrito y una exposición del proyecto. 4.- Construcción y prueba de un calentador de agua solar. capítulo cuatro de los apuntes. 2.- Investigar en las patentes de Estados Unidos y México así como lo que se ofrece en Internet los Pag. 2 de6
de un aparato que funcione con esta fuente de energía 1 Semana 6. Baterías para Automóviles y Baterías Solares: Conocer la diferencia que hay entre las baterías automotrices y las baterías solares para con ello hacer una selección adecuada según las circunstancias. 2 Semanas 7. Equipos Auxiliares: Conocer los equipos auxiliares que componen un sistema fotovoltaico para tener criterios en sus aplicaciones 1 Semana 8.- Sistemas eléctricos: Tener los conocimientos básicos de los sistemas eléctricos para su aplicación adecuada. 1 Semana 9.- Sistemas autónomos: Conocer cómo se hace un censo de carga para realizar un proyecto fotovoltaico 5.4 Parámetros de un panel solar 5.5 Vida útil de los paneles solares 6. Baterías para automóviles, Baterías de Plomo- Ácido. 6.1 Características de una batería de Plomo-ácido. 6.2 Cuidados de una batería y su duración. 6.3 La batería solar de Plomoácido 6.4 Profundidad de descarga 6.5 Baterías de ciclo profundo. 6.6 Efecto de la temperatura en el funcionamiento de una batería solar. 6.7 Batería de Gel 7.- Controladores de carga de baterías 7.1 Convertidores de corriente CD/CA 7.2 Interruptores horarios 7.3 Temporizadores 7.4 Equipos de iluminación de corriente continua. 7.5 Amperímetros y Voltímetros 8. Circuitos eléctricos 8.1 La ley de Ohm y la ley de Kirechoff 8.2 Conductores eléctricos 8.3 La norma AWG 8.4 Tipos de conductores eléctricos 8.5 Resistencia y temperatura. 8.6 Pérdidas de potencia 9. Requerimiento de carga 9.1 Arreglo de los paneles solares para aumentar el voltaje, el amperaje o ambos. 9.2 Bombas de aguas solares. 9.3 Características de bombeo. diferentes tipos de artículos que funcionan con energía fotovoltaica. 3.- Utilizando las técnicas de creatividad vistas en clase diseñar un artículo que tenga una característica innovadora comparada con lo que hay en el mercado y en las páginas de patentes de Estados Unidos y en México. Incluir un reporte escrito y una exposición del proyecto. capítulo cinco de los apuntes. 2.- Realizar la actividad del capítulo seis de los apuntes. 4.- Construcción y prueba de un artículo que funcione con energía fotovoltaica. capítulo siente de los apuntes. capítulo ocho de los apuntes. 2.- Realizar la actividad del capítulo nueve de los apuntes capítulo diez de los apuntes. 2.- Realizar la actividad del capítulo 11 de los apuntes. 3.- Hacer un proyecto teórico ya sea para los requerimientos de una Pag. 3 de6
2 Semanas 10. Energía Eólica: Conocer, comprender la utilización de la energía eólica para verla como una alternativa para el futuro. 1 Semana 11.La biomasa: Conocer, comprender la utilización de la energía eólica para verla como una alternativa para el futuro 9.4 La disponibilidad del recurso solar. 9.5 Cálculo de potencia de una bomba solar 10. Energía eólica 10.1. Tipos de vientos 10.2. La energía en el viento 10.3. Rugosidad, turbulencia y obstáculos de viento. 10.4. Componentes de un aerogenerador 5. La Energía de la Biomasa. 5.1 La formación de la biomasa. 5.2 Fuentes de biomasa para fines energéticos. 5.3 Los residuos agrarios. 5.3 Los residuos urbanos. Los cultivos energéticos. 5.4 Procesos de transformación de la biomasa en energía. 5.5 Producción de biogás. 5.6 Producción de etanol. casa pequeña o para el bombeo de agua. 1.- Lectura por parte del alumno del tema y realización de problemas en clase y las tareas correspondientes. 2.- Desarrollo de un análisis comparativo entre la generación de energía solar contra la eólica. 1.- Investigación bibliográfica sobre las plantas generadores de energía por medio de biomasa que se encuentran en el mundo. Método Pedagógico empleado : El Primero, Segundo y Tercer parcial se conforma de la siguiente manera: 30 % de Reportes y Tareas y 50 % Proyecto Energía Solar o Eólico y 20 % del examen parcial. El promedio de los tres parciales vale el 70 % de la calificación final. Examen Final vale un 30% dentro del cual va un trabajo final. Recursos Didácticos Presentaciones en Power Point, problemas hechos en clase. Lecturas de artículos recomendados y presentación por escrito de sus resúmenes para en clase generar una discusión de ellos y realización de proyectos solares. El alumno tendrá una fuerte participación y una alta responsabilidad dentro de su proceso de aprendizaje, tareas y uso de la Biblioteca. Fechas de exámenes: Primer parcial: Lunes 12 Septiembre 14 horas (en Grupo 1) y Lunes 05 Septiembre 13 horas (Grupo 2) Segundo Parcial: Lunes 10 Octubre 14 horas (en Grupo 1) y Viernes 21 octubre 13 horas (Grupo 2) Tercer Parcial: Lunes 07 Noviembre 14 horas (en Grupo 1) y Viernes 18 noviembre 13 horas (Grupo 2) Final: Lunes 28 Noviembre 13 horas (en Grupo 1) y Viernes 25 noviembre 13 horas (Grupo 2) Pag. 4 de6
Políticas del curso Generales: El curso se apega a la normatividad académica vigente en cuanto a su duración de 15 semanas. No obstante, se requiere de aproximadamente 6 horas de trabajo en equipo por semana para el desarrollo de proyecto final. Horario de asesoría: Lunes, Miércoles y Viernes de 3 pm a 5 pm. Otros puntos a considerar: Se tomará lista de asistencia en todas las sesiones. La calificación mínima de aprobación es 7.0 y se reportarán a escolar en números enteros del 1 al 10.. Se reserva la calificación de 0 (cero) para deshonestidad intelectual. Para el cálculo de la calificación final, se utilizaran los valores reales (incluyendo decimales) obtenidos en cada parcial. Las tareas y trabajos sólo se aceptarán en las fechas fijadas para su entrega. Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Profesor Ing. Jesús Alberto Tamez García Investigaciones y/o tareas Calificación Parcial Prácticas y exámenes rápidos Examen Parcial Total (100%) Calificación Final 3 Trabajo Examen Parciales Final Final Total (100%) 30% 50% 20% 100% 70% 10% 20% 100% Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Teléfono Ubicación Correo E Hrs. de Asesoría Ing. Jesús Alberto Tamez García (044)811079-3025 Sala de Asesoría Académica UDEM jtamez34@udem.net Lunes, Miércoles y Viernes de 3 pm a 5 pm Bibliografía básica y complementaria : Camps Michelena, Manuel (2002), Los biocombustibles, Madrid: Mundi-Prensa. Domínguez Gómez, José A. (2002), Energías Alternativas, Segunda Edición, Reverté Escudero López, José María (2004), Manual de energía eólica: investigación, diseño, promoción, construcción y explotación de distinto tipo de instalaciones, Madrid: Mundi-Prensa. Gipe, Paul (2000), Energía eólica práctica: una guía para instalación y uso de pequeños sistemas eólicos, Sevilla: Progensa. Alcor Cabrerizo, Enrique (2002), Instalaciones solares fotovoltaicas, Mairena del Aljarafe: Progensa. Centro de Estudios de la Energía Solar (2005), La energía solar: aplicaciones prácticas, Sevilla: Progensa. Pag. 5 de6
Centro de Estudios de la Energía Solar (2005), La energía solar: aplicaciones prácticas, Sevilla: Progensa. Azcárate, Blanca y Mingorance, Alfredo (2002), Energías e Impacto Ambiental, Reverté. Firma de autorización Pag. 6 de6