Temario solar

Campus	LEON
Centro	ESCUELA SUPERIOR Y TÉCNICA DE INGENIERIA AGRARIA
Titulación	Ingeniero Agrónomo
Departamento	Ingeniería y Ciencias Agrarias
Area	Ingeniería Agroforestal
Nombre de la asignatura en inglés:	Renewable energies and cogeneration
Contenido	Cuantificación de las posibilidades energéticas de las diferentes energías renovables. Evaluación de recursos energéticos renovables. Análisis y seguimiento de diferentes instalaciones de aprovechamiento de recursos renovables. Control de todas las operaciones intervienen en los procesos de producción de energías renovables. Evaluación de recursos energéticos por cogeneración. Instalaciones de cogeneración
Contenido en inglés	Quantification of the energetic possibilities of the different renewable energies. Evaluation of energetic renewable resources. Analysis and follow-up of different facilities of utilization of renewable resources. Control of all the operations they intervene in the processes of production of renewable energies. Evaluation of energetic resources for cogeneration. Facilities of cogeneration

Profesorado
Apellidos/Nombre	Email	Situación	Teoría	Práctica
JESÚS SUÁREZ MOYA	jesus.suarez.moya@unileon.es	Responsable	SI	NO
	Tutorías: Martes y Miercoles de 10:00 a 11:00 y de 12:00 a 14:00
MARÍA ROSARIO CASTRO ABENGOZA	rosario.castro.abengoza@unileon.es	Colaborador	NO	SI
MARÍA ROSARIO CASTRO ABENGOZA	rosario.castro.abengoza@unileon.es	Resp. Suplente	SI	SI

Información Académica
Objetivos de la asignatura
Se pretende dar una visión introductoria sobre los fundamentos en los que se basan la producción de energía con fuentes renovables, en primer lugar y para cada una de las fuentes energéticas se expone el potencial energético que contienen y cómo evaluarlo, se continua con un análisis de las instalaciones (equipamiento y diseño), y se termina con el estudio de aplicaciones actuales, marco legal y evaluación de impacto ambiental. Se pueden mencionar los siguientes objetivos fundamentales: 1. Iniciar a los estudiantes en el conocimiento de las diferentes fuentes renovables de energía, estableciendo criterios para la evaluación del potencial energético de cada tipo. 2. Estudiar los diferentes parámetros a tener en cuenta a la hora del diseño de instalaciones. 3. Aprender a identificar la problemática actual de las energías renovables y elegir las soluciones técnicamente más correctas. 4. Realizar instalaciones sencillas de aprovechamiento energético basadas en fuentes renovables. 5. Evaluar la mejora del Impacto ambiental que se pueda conseguir con la utilización de Energías Renovables
Programa temario
1.- FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES. Conceptos de energía y desarrollo. Recursos energéticos. Situación actual en Europa y en España. Medidas de apoyo a la introducción de las Energías Renovables. 2. INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA. Energía que aporta el sol. El sol como origen de la radiación. Naturaleza de la radiación solar. Transmisión de la energía solar. Ondas electromagnéticas. Tipos de Captadores solares térmicos. Tecnología. Fluidos transmisores de calor. Energías obtenidas. Características 3.- ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES Y CARACTERÍSTICAS . Tipos de Captadores solares térmicos. Captadores planos. Captadores parabólicos. Energía que aportan. Concentradores. Energía que aportan. Rendimiento de los captadores solares. Almacenamiento de la energía obtenida. Caudal circulante. Depósitos acumuladores de calor 4. ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y ECONÓMICOS DE LAS INSTALACIONES. Efecto sobre el medioambiente. Impacto visual. Modelo de abastecimiento energético. Desarrollo sostenible. Análisis de inversiones. Producciones energéticas. Gastos de la instalación. Ingresos. Balances económicos de la explotación. Índices de evaluación económica 5.- ENERGÍA FOTOVOLTÁICA. Convertidores fotovoltaicos. Células Fotovoltaicas. Efecto fotoeléctrico y células solares. Semiconductores. Banda de energía. Unión p-n. Curvas de respuesta de una célula. Tensión de vacío y corriente de cortocircuito. Potencia máxima suministrada por una célula. 6.- COMPONENTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS. . Asociación De células. Módulo solar. Panel solar. Paneles planos. Concentradores. Ensayos. Sistemas de seguimiento. Sistema de almacenamiento. Sistemas de control de tensión. Rectificadores de corriente. 7.- FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS. Punto de funcionamiento de un sistema. Tiempo de carga y descarga de una batería. Funcionamiento de distintos sistemas según su formación. Dimensionamiento de un sistema fotovoltaico 8.- ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y ECONÓMICOS DE LAS INSTALACIONES. Efecto sobre el medioambiente. Impacto visual. Evaluación de los costos de instalación. Producciones energéticas. Ahorro económico en energía. Análisis de inversiones. Gastos de la instalación. Ingresos. Balances económicos de la explotación. Índices de evaluación económica 9.- ENERGÍA EÓLICA. El viento, características. El viento como fuente de energía. Energía cinética del viento. Evaluación de la energía del viento. Ubicación de las instalaciones. Molinos eólicos. Parques eólicos 10.- ELEMENTOS Y MÁQUINAS EÓLICAS. Los aerogeneradores. Elementos de los aerogeneradores: Torres. palas, bujes, eje de montaje, multiplicadores, frenos, generadores. Características de cada uno de los elementos. Energía obtenida. Acondicionamiento de la energía. Evacuación de la energía. Líneas de evacuación 11.- INSTALACIONES DE GENARACIÓN DE ENERGIA EÓLICA. Diseño y dimensionamiento de la instalación. Proyecto de la instalación. Evaluación de la energía transformada. Equipos que intervienen en la instalación según su capacidad. Pequeñas instalaciones. Parques eólicos. Evaluación económica. Incidencias medioambientales. 12.- ENERGÍA MINIHIDRÁULICA. El agua como portadora de energía. Ubicación de las instalaciones. Potencial hídrico de una cuenca. Energía cinética y energía potencial del agua. 13.- ELEMENTOS Y MÁQUINAS DE UNA CENTRAL MINIHIDRÁULICA. Tipos de centrales. Turbinas: tipos de turbinas. Características de cada tipo de turbina. Caudales de equipamiento, de avenida y ecológico. Pequeñas presas. Obra civil. 14.- INSTALACIONES DE GENERACIÓN DE ENERGIA HIDRÁULICA. Diseño y dimensionamiento de las instalaciones. Proyecto de la instalación. Evaluación de la energía transformada. Equipos que intervienen en la instalación según su capacidad. Microcentrales. Evaluación económica. Incidencias medioambientales. 15.- BIOMASA Y SUS CARATERÍSTICAS. Biomasa. Definiciones. Biomasa residual. Cultivos energéticos. Producciones. Transformaciones de la biomasa para la obtención de energía. Energías obtenidas. Ventajas e inconvenientes de su utilización 16.- SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LA BIOMASA. Combustión. Gasificación. Pirolisis. Fermentación. Digestión. Instalaciones. Elementos de las instalaciones. Transporte de la materia prima. Evaluación energética de la materia prima. Utilización de los distintos compuestos obtenidos. Energía calorífica. Energía eléctrica. Biocombustibles. 17.- DISEÑO Y PROYECTO DE LAS INSTALACIONES. Evaluación de la materia prima existente. Ubicación óptima de la instalación. Acondicionado y Almacenamiento de la materia prima. Dimensionamiento de la instalación. Utilización y distribución de la energía obtenida. 18.- ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y ECONÓMICOS DE LAS INSTALACIONES. Incidencias en el medio ambiente de las instalaciones. Ventajas e inconvenientes con respecto a otras fuentes energéticas. Evaluaciones medioambientales. Sistemas de evaluación. Unidades. Costo de las instalaciones. Costo de la energía primitiva. Incentivos fiscales. Aplicación de externalidades. Evaluación económica de las instalaciones. Índices de evaluación económica 19.- AUTORIZACIONES Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO. Solicitud de aprobación previa: Nuevas instalaciones y Ampliaciones. Proyecto. Boletín de instalación. Puesta en servicio. Verificación. Inspección. Revisiones 20.- BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES. Cultivos energéticos para obtención de biocombustibles. Procesos de transformación de la biomasa en distintos tipos de energía. Gas. Biocombustibles. Aceites de origen vegetal y sus derivados: biodiesel. Alcoholes y derivados para utilizar en motores de gasolina: bioetanol. Bioesteres. Cálculo del potencial energético de una zona. 21.- GENERALIDADES SOBRE COGENERACIÓN. Introducción. Definiciones. Ventajas e inconvenientes. Tecnología. Combustibles utilizados. Energías obtenidas. Características de las energías. Tipos de cogeneración y su futuro 22.- MÁQUINAS Y SISTEMAS PARA COGENERACIÓN. Generadores de calor. Turbinas de gas. Turbinas de vapor. Microturbinas. Motores de combustión interna. Motor alternativo. Generadores de energía eléctrica. Sistemas de cogeneración. Ciclo simple. Ciclo combinado. Equipos y sus características. 23.- APLICACIONES DE LA COGENERACIÓN Y LEGISLACIÓN. Aplicaciones industriales. Secado. Calefacción. Refrigeración. Industrias agroalimentarias. Industrias maderas. Proyectos de cogeneración. Legislación 24.- SISTEMAS DE CONTROL Y MONITORIZACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE COGENERACIÓN. Generadores de velocidad constante y variable. Equipos de acondicionamiento y frecuencia. Control mecánico y electrónico de velocidad. Control de potencia. Monitorización. Variables a medir. Métodos de ensayo. Calibración. 25.- ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y ECONÓMICOS DE LAS INSTALACIONES DE COGENERACIÓN. Impacto sobre la flora y la fauna. Efecto sobre el medioambiente. Emisiones producidas. Impacto visual. Impacto por el ruido. Desarrollo sostenible. Modelo de abastecimiento energético. Análisis de inversiones. Producciones energéticas. Gastos de la instalación. Ingresos. Balances económicos de la explotación. Índices de evaluación económica Programa de clases prácticas: Consistirán en trabajo de gabinete, desarrollado tanto en el aula normal como en la de informática, y trabajo de laboratorio. 1. Energía solar. Cálculo de la declinación solar, determinación de la trayectoria de un día cualquiera. Cálculo de sombras y bloqueos. Seguimiento solar a lo largo de un día, midiendo el acimut y la altura solar. Medida de las distintas componentes de la radiación solar. Curva característica de un panel fotovoltaico. Potencia pico, nominal y real. Interconexión de paneles en serie-paralelo midiendo tensión y corriente sobre un circuito de prueba. Cálculo de la demanda. Cálculo de la oferta. Rendimiento de las instalaciones. Diseño de los diferentes elementos de las instalaciones. Investigar sobre el marco legal y el impacto medioambiental en el campo de la energía solar. 2. Energía eólica Evaluación de la energía del viento en función de su velocidad. Variabilidad vertical de la velocidad del viento. Modelos de extrapolación temporal y espacial. Medidas con anemómetros de la velocidad y dirección del viento en varios momentos. Aparatos de medida y tratamiento de datos. Utilización de programas de estimación del potencial eólico Selección de un emplazamiento y evaluación de la energía extraíble: Curva de densidad de potencia. Curva de potencia. Factor de carga. Coeficiente de potencia. Investigar sobre el marco legal y el impacto medioambiental en el campo de la energía solar. 3. Minihidraulica. Ejemplos prácticos de diseño. Marco legal. Impacto ambiental. 4. Biomasa Balance de energía en cultivos energéticos. Combustión: Cantidad de aire necesaria en la combustión. Temperatura de combustión. Obtención de los poderes caloríficos de distintos tipos de biomasa Viabilidad de las instalaciones para obtención de energía térmica y eléctrica. Viabilidad económica de los biocombustibles. Ejemplos prácticos de diseño. Costes y marco legal. Impacto ambiental.
Metodología Docente
Se estructurará en clases teóricas y clases prácticas que a su vez se dividirán en prácticas de laboratorio y resolución de ejercicios numéricos o problemas de gabinete. Las clases, tanto teóricas como prácticas, se impartirán según el horario oficial marcado por la Dirección del Centro y se utilizará, como apoyo, un Aula Virtual. Lección Magistral, apoyada en utilización de pizarra y medios audiovisuales, y trabajo en pequeños grupos.
Procedimientos de Evaluación y criterios de correción de exámenes
Se realizarán una evaluación continuada con participación de los alumnos en la clase a lo largo del curso y realizará uno ó varios trabajos de curso obligatorios que serán evaluados. Para los alumnos que no asistan a clase se realizará un examen final en el que tendrán que desarrollar el proyecto teórico de una instalación
Otras actividades a desarrollar
Trabajos de curso (opcionales) y visitas técnicas a instalaciones.
Bibliografía recomendada
ALCOR CABRERIZO, E. 1995. Instalaciones solares fotovoltaicas. Sevilla: Progensa,. ISBN 84-86505-54-2. ALONSO ABELLA, MIGUEL. 2001. Sistemas fotovoltaicos. Madrid: SAPT Publicaciones Técnicas (Era Solar),. ISBN 84-86913-09-8. CASTRO GIL, M. COLMENAR SANTOS, A. et al. Energía solar térmica de baja temperatura. 94 págs. CASTRO GIL, M. y CRUZ CRUZ, I. 1997. Energía eólica. Sevilla: Progensa, ISBN 84-86505-68-2. CASTRO GIL,et al,. 2000. Energía solar fotovoltaica. Sevilla: Progensa, ISBN 84-86505-89-5. CASTRO GIL,et al, 2000. Energía solar térmica de media y alta temperatura. Sevilla: Progensa, ISBN 84-86505-87-9. DE FRANCISCO, A. y CASTILLO, M. 1985. Energía solar. Diseño y dimensionamiento de las instalaciones. Córdoba: Publicaciones del Monte de Piedad y caja de Ahorros de Córdoba, ISBN 84-7580-194-3. DUMAN, R. 1981. Energía solar y almacenamiento de energía. Barcelona: Masson, ISBN 84-311-0288-8. Energía solar fotovoltaica (colectivo). Barcelona: Marcombo, 1985. ISBN 84267-0572-3. GIPE, P. Energía eólica práctica. Sevilla: Progensa, 1999. ISBN 84-86505-88-7. GONZÁLEZ DONCEL I.- 1989. Tablas ponderales para la estimación de la biomasa de rebollo (Quercus pyrenaica Willd.) en la provincia de León. Madrid: Serie Recursos Naturales nº 50, IBAÑEZ PLANA, M. Y OTROS. 2005. Tecnología solar. Ed. Mundi-Prensa ICONA. 2º Inventario Forestal Nacional. Explicaciones y métodos. Ministerio de Agricultura. Madrid: 1.990. IDEA. Biblioteca multimedia de las energías renovables. Colectivo. CD-ROM. Instalaciones de energía solar. Tomo V.- 1993. Sistemas de conversión eléctrica. (colectivo). Sevilla: Progensa, ISBN 84-86505-29-1. INSTITUTO DE LA INGENIERÍA DE ESPAÑA. 1982. Fuentes de biomasa con fines energéticos. Madrid: Comité energía. Ed. Seteco, INSTITUTO DE LA INGENIERÍA DE ESPAÑA. 1982. Nuevas energías y tecnologías para la generación de electricidad. Comité energía. Madrid: Ed. Seteco, JUANA SARDÓN, JM. y otros. 2003. Energías renovables para el desarrollo.Ed. Thomson-Paraninfo, Madrid. JUNTA CASTILLA Y LEÓN. 1990. Cuantificación de la biomasa forestal de los montes de Castilla y León. (Plan de investigación energética de productos de la madera, PIEPMA). Valladolid: Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, La energía solar. Aplicaciones prácticas Colectivo, 147 págs. LE GOURIÉRÈS, D. 1983. Energía eólica. Teoría, concepción y cálculo práctico de las instalaciones. Barcelona: Masson, ISBN 84-311-0326-4. MARTÍNEZ MILLÁN F.J. 1983. Muestreo forestal elemental. Fundación Conde del Valle de Salazar. Madrid: ETSI de montes, ORTEGA RODRÍGUEZ, MARIO. Energías Renovables. Madrid: Paraninfo, ISBN 84-283-2582-0. PUIG SALES R. 1985. La biomasa como fuente de energía renovable. Recuperación de recursos de los residuos. Madrid: Ed. Ersa,. ROBERT SABADY, PIERRE. 1986. Práctica de la energía solar. Barcelona: CEAC, ISBN 84-329-2119-X. SERRASOLSES, J. y SERRANO, J. 1998. Manual del usuario de instalaciones fotovoltaicas. Sevilla: Progensa, ISBN 84-86505-74-7. VILLARES MARTÍN, M. 2003. Cogeneración. Ed. FC EDITORIAL
Bibliografía adicional
Enlaces de interés
www.windpower.org www.wasp.dk www.appa.es www.energiasrenovables_larevista.es www.idae.es www.asif.org www.solarweb.net www.aven.es www.mysolar.es www.aeeolica.org