Embed Size (px)
Citation preview
1
Guía de Aprendizaje – Información al estudiante
Datos Descriptivos
ASIGNATURA: CENTRALES CONVENCIONALES Y RENOVABLES
MATERIA:
CRÉDITOS EUROPEOS: 6
CARÁCTER: Obligatoria
TITULACIÓN: Grado en Ingeniería de los recursos energéticos,
combustibles y explosivos (GIRECE)
CURSO/SEMESTRE 3er Curso / 6º Semestre
ESPECIALIDAD:
CURSO ACADÉMICO 3º
PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio
X
IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos
X
2
DEPARTAMENTO:
PROFESORADO
NOMBRE Y APELLIDO (C =
Coordinador) DESPACHO Correo electrónico
Pablo Reina Peral (C) M3‐516 [email protected]
Eduardo Conde Lázaro M3‐517 [email protected]
Cesar Queral Salazar M3‐720 [email protected]
Juan Joaquín Koerting Wiese M3‐720 [email protected]
Alberto Ramos Millán M3‐518 [email protected]
Julia Merino Fernández M3‐516 [email protected]
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON
NORMALIDAD LA ASIGNATURA
ASIGNATURAS
SUPERADAS
OTROS
RESULTADOS DE
APRENDIZAJE
NECESARIOS
Es recomendable haber superado las asignaturas:
‐ Utilización de la energía eléctrica
‐ Máquinas térmicas
‐ Transferencia de calor y materia
3
Objetivos de Aprendizaje
COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA
Código COMPETENCIA NIVEL
CG1
Conocer y aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la
práctica de la Ingeniería de los Recursos Energéticos, Combustibles
y Explosivos
Conocimiento
CG3
Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y
resolver problemas dentro de contextos amplios y
multidisciplinarios, siendo capaces de integrar conocimientos,
trabajando en equipos multidisciplinares.
Aplicación
CG4
Comprender el impacto de la Ingeniería de los Recursos Energéticos,
Combustibles y Explosivos en el medio ambiente, el desarrollo
sostenible de la sociedad, desarrollando la capacidad para la
realización de estudios de ordenación del territorio y de los
aspectos medioambientales relacionados con los proyectos,
plantas e instalaciones, en su ámbito.
Análisis, Síntesis
CG5
Saber comunicar los conocimientos y conclusiones, tanto de forma
oral, escrita y gráfica, a públicos especializados y no especializados
de un modo claro y sin ambigüedades.
Análisis, Síntesis
CG6 Poseer habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando
a lo largo de la vida para su adecuado desarrollo profesional. Aplicación
CG7
Incorporar nuevas tecnologías y herramientas de la Ingeniería de los
Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos en sus
actividades profesionales.
Aplicación
F23 Obras e instalaciones hidráulicas. Planificación y gestión de recursos
hidráulicos ‐
F24 Industrias de generación, transporte, transformación y gestión de la
energía eléctrica y térmica. ‐
F29 Energías alternativas y uso eficiente de la energía ‐
F31 Control de la calidad de los materiales empleados. ‐
4
Código RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
RA1. - Comprender el funcionamiento de los distintos tipos de centrales eléctricas
RA2. - Comprender la planificación y gestión de los recursos hidráulicos
RA3. - Aplicar los principios de la ingeniería nuclear
RA4. - Analizar los ciclos termodinámicos para cada tipo de central eléctrica
RA5. - Comprender los principios básicos de aprovechamiento de las energías alternativas
RA6. - Evaluar el potencial energético de distintos recursos aprovechables térmica y
eléctricamente
RA7. - Calcular y evaluar las características fundamentales de los parques eólicos, de
instalaciones solares térmicas, fotovoltaicas y minihidráulicas
RA8. - Comprender las metodologías de evaluación del impacto ambiental de cada tipo
de central eléctrica
5
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)
TEMA / CAPITULO APARTADO Indicadores
Relacionados
Tema 1
Introducción a los
sistemas eléctricos de
potencia
Potencia instalada y energía generada en régimen
ordinario y régimen especial. Evolución anual. T1_1
Distribución geográfica de centrales de generación
y nudos de consumo T1_2
Comparativa del mix de generación de diferentes
países T1_3
Descripción de los diferentes tipos de generación
de energía eléctrica T1_4
Tema 2
Centrales hidroeléctricas
Tipos de centrales hidráulicas. T2_1
Elementos constitutivos de centrales hidráulicas T2_2
Evaluación del recurso hidráulico. T2_3
Análisis de potencia de un salto hidráulico T2_4
Tipos y márgenes de funcionamiento de turbinas
hidráulicas T2_5
Operación de centrales hidráulicas T2_6
Impacto medioambiental de centrales hidráulicas T2_7
Tema 3
Centrales térmicas
Elementos integrantes de las Centrales Térmicas T3_1
Calderas de vapor de combustión y recuperación T3_2
Turbinas de vapor T3_3
Turbinas de gas (Ciclo combinado) T3_4
Tema 4
Centrales nucleares
Elementos constitutivos de los reactores nucleares
de agua a presión. T4_1
Elementos constitutivos de los reactores nucleares
de agua en ebullición T4_2
Ciclo térmico de las centrales nucleares de agua
ligera T4_3
Impacto medioambiental de las centrales nucleares T4_4
Tema 5
Generadores y parque
eléctrico
Fundamento, constitución y modelos de
alternadores T5_1
Parámetros básicos y operativos. Circuito T5_2
6
equivalente de alternadores
Casos operativos, control y diagramas límites de
funcionamiento de alternadores T5_3
Fundamento del generador asíncrono. Circuito
equivalente. T5_4
Operación del generador asíncrono T5_5
Esquemas de parques eléctricos de centrales T5_6
Tema 6
Energía eólica
Caracterización del régimen de viento T6_1
Influencia de la altura en la velocidad del viento T6_2
Evaluación del recurso eólico. Distribución de
Weibull y rosa de potencias T6_3
Conversión energética en turbinas eólicas. T6_4
Constitución y tecnologías eólicas. T6_5
Configuración de un parque eólico. T6_6
Sistemas eléctricos y de control de un
aerogenerador y de un parque eólico T6_7
Evaluación del impacto medioambiental de un
parque eólico T6_8
Tema 7
Energía solar
Irradiancia e irradiación extraterrestre sobre
superficie horizontal e inclinada. Radiación
global, directa, difusa y de albedo.
T7_1
Célula solar. Módulo solar. Tipos y aplicaciones T7_2
Evaluación de las características eléctricas de un
módulo solar. Conexionado. T7_3
Acondicionamiento de potencia. Convertidores DC-
DC, DC-AC T7_4
Dimensionado de una instalación solar fotovoltaica
conectada a red y aislada T7_5
Esquema eléctrico de una instalación fotovoltaica T7_6
Esquemas de centrales solares térmicas T7_7
Sistemas de concentración solar T7_8
Sistemas de almacenamiento de energía T7_9
Dimensionado de una planta solar térmica T7_10
Impacto medioambiental de centrales solares T7_11
7
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS
UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
CLASES DE TEORIA
Mediante “clase magistral”. Las clases son teórico‐prácticas y los fundamentos teóricos se acompañan de aplicaciones prácticas, sin separación explícita. Los contenidos del programa están incluidos, para algunos temas, en apuntes disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura, y/o en libros de referencia. Los resúmenes esquemáticos (presentaciones PPS) que puedan ser usados por el profesor en clase, estarán disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura. Se recomienda que el alumno tome apuntes en clase para que sea más activo en su aprendizaje y tenga un documento más sintético que repasar. ACTIVIDAD PRESENCIAL en aula.
CLASES
PROBLEMAS
Se colgarán en la plataforma MOODLE (UPM) problemas y cuestiones de la asignatura, a medida que se vaya avanzando en el curso. El profesor propondrá ejercicios y problemas que resolverá en clase junto con los alumnos. ACTIVIDAD PRESENCIAL en aula.
PRACTICAS
Realización de 2 prácticas de laboratorio en grupos reducidos (3 alumnos) de 2 horas de duración cada una.
L1. Generador síncrono. L2. Caracterización de módulos fotovoltaicos. Las prácticas son obligatorias y se evaluarán tanto por la actividad de cada grupo de alumnos en el Laboratorio como por el informe, con formato y contenidos específicos, de cada práctica que debe presentar el grupo en fechas determinadas.
ACTIVIDAD PRESENCIAL en el Laboratorio y NO PRESENCIAL
(preparación de informe)
8
TRABAJOS
AUTONOMOS
Resolución de ejercicios y problemas. Cada alumno podrá completar y mejorar su aprendizaje con la resolución de ejercicios y problemas con soluciones o sin ellas, disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura o bien propuestos en el aula por el profesor.
Trabajos individuales pueden realizarse de forma voluntaria, de forma que se acuerde entre profesor y alumno, el objetivo y alcance del tema. Cada trabajo bien evaluado, se contabiliza con “1 PUNTO” que se incluye en la calificación de la asignatura.
ACTIVIDAD NO PRESENCIAL.
Si se da la oportunidad, asistencia de forma voluntaria a conferencias seguidas de coloquio, impartidas por profesionales de empresas. Si se estima que la charla tiene valor para completar la formación sobre la asignatura, la asistencia a las charlas y la elaboración de un informe sobre ellas, bien evaluado, se contabiliza con “1 PUNTO” que se incluye en la calificación de la asignatura.
ACTIVIDAD PRESENCIAL (charla) y NO PRESENCIAL (preparación
de informe)
TRABAJOS EN
GRUPO
La realización de las prácticas y el informe de las mismas serán parte de esta modalidad organizativa. También entran en esta consideración las visitas técnicas y los informes sobre las mismas. ACTIVIDAD PRESENCIAL Y NO PRESENCIAL.
TUTORÍAS
Si es posible, el grupo de clase realizará una visita a un lugar de interés por su relación con el temario visto en clase. El alumno, en grupo de tres, deberá realizar un informe sobre la visita según las indicaciones pautadas por el profesor. ACTIVIDAD PRESENCIAL (visita) Y NO PRESENCIAL (informe)
9
RECURSOS DIDÁCTICOS
Mataix, Claudio. Turbomáquinas hidraúlicas (2ª ed), ed Universidad
Pontificia comillas, 2009
Cuesta Diego, L., Vallarino, E., Aprovechamientos hidroeléctricos,
tomos I y II, Ed. Colegio de ingenieros de caminos, canales y
puertos. 2000
CIEMAT, Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía
solar fotovoltaica. Ed. Ciemat, 2004.Vol I y II
Rodriguez Amenedo, J.L., Burgos Díaz, J.C., Arnalte Gómez, S.,
Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica. Ed. Rueda,
2003
Carta González, J.A., Calero Pérez, R., Colmenar Santos, A., Castro Gil,
M., Centrales de energías renovables: Generación eléctrica con
energías renovables.Dc. Prentice Hall, 2009
Heier, S. Grid integration of wind energy conversión systems. Ed
Wiley, 1998
FRAILE MORA, j. Máquinas eléctricas. Mc Graw‐Hill, México (6ª
Edición), 2008.
Fernández Díez, P. Libros sobre Ingeniería Energética. http:
//es.libros.redsauce.net
RECURSOS WEB
Plataforma educativa Moodle (UPM), asignatura “CENTRALES CONVENCIONALES Y RENOVABLES” En ella se hacen referencias y vínculos a otros recursos Web. Entre el posible contenido en este recurso web cabe contar con:
Apuntes propios de algunos temas de la asignatura
Ejercicios y problemas
Esquemas, presentaciones y archivos que use o desarrolle el profesor en clase
Referencias y vínculos a otros contenidos relevantes de Internet
EQUIPAMIENTO Material del laboratorio de INGENIERÍA ELÉCTRICA y NUCLEAR del
Dpto. de Sistemas Energéticos.
10
Aplicaciones informáticas para simulación y resolución de circuitos
eléctricos (disponibles en el Dpto. y/o en aulas de informática)
11
Cronograma de trabajo de la asignatura
Semana Actividades Aula Laboratorio Trabajo
Individual
Trabajo en Grupo Actividades
Evaluación
Otros
1 4 h teoría‐problemas
T1_1 a T1_4, T2_1‐ T2_2
3h Preparación y
repaso clases
2 4 h teoría‐problemas
T2_3, T2_4
4 h Preparación y
repaso clases
3 4 h teoría‐problemas
T2_5, T2_6
4 h Preparación y
repaso clases
4 4 h teoría‐problemas
T2_7 (2h), T3_1 (2h)
3h Preparación y
repaso clases
5 4 h teoría‐problemas
T3_2‐T3_3
3h Preparación y
repaso clases
6 4 h teoría‐problemas
T3_4 (2h)‐T4_1(2h)
3h Preparación y
repaso clases
12
Semana Actividades Aula Laboratorio Trabajo
Individual
Trabajo en Grupo Actividades
Evaluación
Otros
7 4 h teoría‐problemas
T4_1 (2h)‐T4_2 (2h)
4h Preparación y
repaso clases
8
4 h teoría‐problemas
T4_2 (1h)‐T4_3 (0.5h)‐T4_4
(0.5h) , T5_1 (2h)
4h Preparación y
repaso clases
9 4 h teoría‐problemas
T5_2 – T5_3
2h Laboratorio
L1
5h Preparación y
repaso clases
10
4 h teoría‐problemas
T5_3 –T5_6 (2h), T6_1‐ T6_2
(2h)
5h Preparación y
repaso clases
8 h Elaboración
Informe
Laboratorio L1
11 4 h teoría‐problemas
T6_3‐ T6_5
3h Preparación y
repaso clases
13
Semana Actividades Aula Laboratorio Trabajo
Individual
Trabajo en Grupo Actividades
Evaluación
Otros
12 4 h teoría‐problemas
T6_6‐T6_8
3h Preparación y
repaso clases
13 4 h teoría‐problemas
T7_1 – T7_2
3h Preparación y
repaso clases
14 4 h teoría‐problemas
T7_3‐T7_6
2h Laboratorio
L1
3h Preparación y
repaso clases
15
4 h teoría‐problemas
T7_7‐T7_11
3h Preparación y
repaso clases
16 h Elaboración
Informe
Laboratorio L1
Examen
Final
14h Preparación y
repaso clases
3h
14
Sistema de evaluación de la asignatura
EVALUACION
Ref INDICADOR DE LOGRO Relacionado
con RA:
T1_1 Conoce el mix de generación convencional y renovable. RA1
T1_2 Conoce la distribución de centrales de generación, en función del
abastecimiento de combustible. RA1
T1_3 Conoce los mix de generación de diferentes países y sus
implicaciones en el grado de autoabastecimiento. RA1
T1_4 Conoce los esquemas básicos de los diferentes tipos de centrales, en
función del tipo de energía primaria empleada. RA1
T2_1 Conoce los tipos principales de centrales hidráulicas RA1
T2_2 Conoce los componentes principales de las centrales hidráulicas RA7
T2_3 Analiza datos de caudales y calcula caudales de servidumbre,
mínimo técnico, caudal de equipamiento de una central RA2
T2_4 Evalúa la potencia de un salto hidráulico RA7
T2_5 Comprende el funcionamiento de las turbinas hidráulicas y calcula los
parámetros característicos y de funcionamiento de las mismas RA7
T2_6 Conoce la operación de las centrales hidráulicas RA2
T2_7 Conoce los impactos medioambientales de las centrales hidráulicas RA8
T3_1-
T3_2 Comprende la operación de centrales térmicas en ciclo abierto RA4
T3_3-
T3_4
Comprende la operación de las centrales térmicas en ciclo
combinado RA4
T4_1 Comprende los objetivos de los distintos sistemas y componentes de
una central nuclear de agua a presión. RA3
T4_2 Comprende los objetivos de los distintos sistemas y componentes de
una central nuclear de agua a en ebullición. RA3
T4_3 Diferencia los ciclo térmicos de centrales nucleares de agua ligera
frente a las centrales térmicas RA4
T4_4 Comprende los impactos medioambientales de las centrales
nucleares RA8
T5_1 Conoce los modelos de alternador, sus partes constitutivas. RA1, RA7
T5_2 Comprende el circuito equivalente de un alternador. RA1, RA7
T5_3 Comprende y calcula los parámetros de funcionamiento de un
alternador. RA1, RA7
T5_4 Comprende el funcionamiento del generador asíncrono. Aplica el
circuito equivalente a la solución de problemas RA1, RA7
15
T5_5 Comprende las diferentes estrategias de operación con generadores
asíncronos RA1, RA7
T5_6 Conoce la constitución y misión de los componentes del parque
eléctrico de una central RA1, RA7
T6_1 Aplica los criterios de caracterización del viento a partir de datos
medidos RA5, RA6
T6_2 Comprende y caracteriza la evolución de la velocidad del viento con
la altura y la influencia del terreno, obstáculos RA6
T6_3 Aplica y calcula modelos estadísticos a la caracterización del viento. RA6
T6_4 Comprende y aplica los conceptos básicos de aerodinámica de un
aerogenerador y sus curvas características RA7
T6_5 Conoce y comprende el funcionamiento de los componentes básicos
de un aerogenerador. RA7
T6_6 Comprende la disposición de aerogeneradores en un parque eólico RA7
T6_7 Comprende las estrategias de control de los aerogeneradores y los
esquemas eléctricos básicos de una aerogenerador RA7
T6_8 Conoce los impactos medioambientales de un parque eólico y
comprende la evaluación de dicho impacto RA8
T7_1 Calcula la irradiancia, irradiación extratrerrestre, la radiación global,
directa, difusa y de albedo RA5, RA6
T7_2 Conoce los tipos más habituales de células solares y sus parámetros
característicos RA7
T7_3
Calcula el comportamiento del módulo bajo diferentes condiciones de
radiación y temperatura. Comprende la implicación del sombreado
sobre los módulos
RA7
T7_4 Comprende el fundamento de los convertidores de potencia RA7
T7_5 Dimensiona una instalación solar conectada a red y aislada RA7
T7_6
Comprende la función de los principales sistemas de protección
eléctrica y los esquemas unifilares asociados a una instalación
solar
RA7
T7_7 Comprender los esquemas básicos de las centrales termosolares RA5
T7_8 Comprende el funcionamiento de los sistemas de concentración solar RA7
T7_9 Conoce los sistemas de almacenamiento de energía y su
funcionalidad RA5
T7_10 Capacidad para dimensionar una instalación básica solar
termoeléctrica RA7
T7_11 Conoce los impactos medioambientales de una instalación solar y
comprende la evaluación de dicho impacto RA8
La tabla anterior puede ser sustituida por la tabla de rúbricas.
16
EVALUACIÓN
1) CONVOCATORIA ORDINARIA
Para la convocatoria ordinaria, el alumno debe elegir entre evaluación continua o examen
final. El sistema de evaluación continua se aplica con carácter general a todos los
estudiantes. El alumno que desee seguir el sistema de evaluación mediante sólo prueba
final deberá comunicarlo por escrito al responsable de la asignatura en el plazo
improrrogable de dos semanas desde el comienzo de la misma. Esta elección de evaluación
mediante prueba única, no eximirá al alumno de la realización en tiempo, lugar y modo
programado de las prácticas de laboratorio, que serán coincidentes con las de los alumnos
que se sometan a evaluación continua.
2) CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA Todos los alumnos que no hayan aprobado en la convocatoria ordinaria podrán presentarse
a la convocatoria extraordinaria. Para poder presentarse a la convocatoria es requisito
imprescindible haber realizado durante el curso las prácticas de laboratorio en los días y
horas que se asignen.
Los alumnos que hubiesen optado por la evaluación continua podrán optar por la
evaluación de solo prueba final o la recuperación del examen global siempre y cuando
cumplan los requisitos de mínimos en las calificaciones.
17
EVALUACION SUMATIVA
BREVE DESCRIPCION DE LAS
ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA
CALIFICACIÓN
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Se harán 2 prácticas laboratorio, cada una de ellas
con calificación de 0 a 10 puntos.
La nota de Prácticas de Laboratorio (L) se obtiene como media de la calificación de los dos laboratorios
Puntuación mínima exigida en cada práctica: 2 puntos
Ver calendario Laboratorio 20%
EXAMEN GOBLAL
Prueba escrita compuesta de 2 partes:
A) Test de 6 a 10 preguntas cortas de aplicación
práctica, que se evalúa de 0 a 10 puntos (T). B) Ejercicio práctico de cálculo, que se evalúa de 0 a
10 puntos (E). Puntuación mínima exigida en cada parte: 2 puntos
Aula
60%
30% (T)
30% (E)
INTERROGACIONES DE CLASE (IC)
Sin previo aviso, se realizan en horario de clase, preguntas cortas, teórico‐prácticas, sobre lo trabajado en el aula en esa clase o las 2‐3 clases inmediatamente precedentes. Se contestan por escrito de forma individual. Se realizarán de 4 a 8 interrogaciones de clase
Aula 20%
Nota final=0,2xL+0,3xT+0,3xE+0,2xIC
TRABAJOS INDIVIDUALES VOLUNTARIOS:
Cada alumno puede optar a todos los trabajos voluntarios disponibles que desee y podrá obtener un
calificación de 1 punto por cada trabajo evaluado positivamente. Los trabajos voluntarios se contabilizan
en la calificación de la asignatura. Estos trabajos consisten en elaboración de un informe sobre un tema
específico, montajes de laboratorio especiales u otros trabajos acordados entre cada alumno y el
profesor.
Los puntos obtenidos se sumarán a la calificación, Nota Final, una vez aprobada la asignatura en el curso,
tanto en la convocatoria ordinaria como extraordinaria. Su objetivo es mejorar la calificación pero
nunca se utilizarán para aprobar la asignatura.
18
EVALUACION SUMATIVA SOLO PARA PRUEBA FINAL
BREVE DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES
EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA
CALIFICACIÓN
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Las mismas de la evaluación continua
Ver calendario Laboratorio 20%
EXAMEN FINAL
Prueba escrita compuesta de 2 partes:
A) Test de 10 preguntas cortas de aplicación práctica, que se
evalúa de 0 a 10 puntos (T). B) Ejercicio práctico de cálculo, que se evalúa de 0 a 10
puntos (E). Puntuación mínima exigida en cada parte: 2 puntos
- - - - - - - - - - Aula
80%
40% (T)
40% (E)
Nota final=0,2xL+0,4xT+0,4xE
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Prácticas de Laboratorio: Montajes y medidas correctas. Además se evalúa que el informe de cada práctica tenga todos los epígrafes requeridos con los resultados de cálculo adecuados y una presentación y redacción claras y adecuadas.
Examen Final: cuestiones de test bien razonadas, resultados numéricos adecuados y
problema resuelto correctamente. Interrogaciones de clase: cuestiones bien razonadas, y resultados numéricos adecuados. Trabajos voluntarios individuales: al ser una actividad individual de cada alumno y
supervisada directamente por el profesor, se valora la capacidad de análisis del tema en
estudio, síntesis, resultados en su caso y su presentación final.
19
ANEXO III
Ficha Técnica de Asignatura
Datos Descriptivos
ASIGNATURA: CENTRALES CONVENCIONALES Y RENOVABLES
Nombre en Inglés: Conventional and Renewable Power Plants
MATERIA:
Créditos Europeos: 6 Código UPM:
CARÁCTER: OLIGATORIO
TITULACIÓN: Grado en Ingeniería de los recursos energéticos,
combustibles y explosivos (GIRECE)
CURSO: 3
ESPECIALIDAD:
DEPARTAMENTO:
PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio
X
IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos
X
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON
NORMALIDAD LA ASIGNATURA
ASIGNATURAS
SUPERADAS
OTROS
RESULTADOS DE
APRENDIZAJE
NECESARIOS
Es recomendable haber superado las asignaturas:
‐ Utilización de la energía eléctrica
‐ Máquinas térmicas
‐ Transferencia de calor y materia
20
Objetivos de Aprendizaje
COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA
Código COMPETENCIA NIVEL
CG1
Conocer y aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la
práctica de la Ingeniería de los Recursos Energéticos, Combustibles
y Explosivos
Conocimiento
CG3
Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y
resolver problemas dentro de contextos amplios y
multidisciplinarios, siendo capaces de integrar conocimientos,
trabajando en equipos multidisciplinares.
Aplicación
CG4
Comprender el impacto de la Ingeniería de los Recursos Energéticos,
Combustibles y Explosivos en el medio ambiente, el desarrollo
sostenible de la sociedad, desarrollando la capacidad para la
realización de estudios de ordenación del territorio y de los
aspectos medioambientales relacionados con los proyectos,
plantas e instalaciones, en su ámbito.
Análisis, Síntesis
CG5
Saber comunicar los conocimientos y conclusiones, tanto de forma
oral, escrita y gráfica, a públicos especializados y no especializados
de un modo claro y sin ambigüedades.
Análisis, Síntesis
CG6 Poseer habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando
a lo largo de la vida para su adecuado desarrollo profesional. Aplicación
CG7
Incorporar nuevas tecnologías y herramientas de la Ingeniería de los
Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos en sus
actividades profesionales.
Aplicación
F23 Obras e instalaciones hidráulicas. Planificación y gestión de recursos
hidráulicos ‐
F24 Industrias de generación, transporte, transformación y gestión de la
energía eléctrica y térmica. ‐
F29 Energías alternativas y uso eficiente de la energía ‐
F31 Control de la calidad de los materiales empleados. ‐
21
Código RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
RA1. - Comprender el funcionamiento de los distintos tipos de centrales eléctricas
RA2. - Comprender la planificación y gestión de los recursos hidráulicos
RA3. - Aplicar los principios de la ingeniería nuclear
RA4. - Analizar los ciclos termodinámicos para cada tipo de central eléctrica
RA5. - Comprender los principios básicos de aprovechamiento de las energías
alternativas
RA6. - Evaluar el potencial energético de distintos recursos aprovechables térmica y
eléctricamente
RA7. - Calcular y evaluar las características fundamentales de los parques eólicos, de
instalaciones solares térmicas, fotovoltaicas y minihidráulicas
RA8. - Comprender las metodologías de evaluación del impacto ambiental de cada tipo
de central eléctrica
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)
TEMA / CAPITULO APARTADO Indicadores
Relacionados
Tema 1
Introducción a los
sistemas eléctricos de
potencia
Potencia instalada y energía generada en régimen
ordinario y régimen especial. Evolución anual. T1_1
Distribución geográfica de centrales de generación
y nudos de consumo T1_2
Comparativa del mix de generación de diferentes
países T1_3
Descripción de los diferentes tipos de generación
de energía eléctrica T1_4
Tema 2
Centrales hidroeléctricas
Tipos de centrales hidráulicas. T2_1
Elementos constitutivos de centrales hidráulicas T2_2
Evaluación del recurso hidráulico. T2_3
22
Análisis de potencia de un salto hidráulico T2_4
Tipos y márgenes de funcionamiento de turbinas
hidráulicas T2_5
Operación de centrales hidráulicas T2_6
Impacto medioambiental de centrales hidráulicas T2_7
Tema 3
Centrales térmicas
Elementos integrantes de las Centrales Térmicas T3_1
Calderas de vapor de combustión y recuperación T3_2
Turbinas de vapor T3_3
Turbinas de gas (Ciclo combinado) T3_4
Tema 4
Centrales nucleares
Elementos constitutivos de los reactores nucleares
de agua a presión. T4_1
Elementos constitutivos de los reactores nucleares
de agua en ebullición T4_2
Ciclo térmico de las centrales nucleares de agua
ligera T4_3
Impacto medioambiental de las centrales nucleares T4_4
Tema 5
Generadores y parque
eléctrico
Fundamento, constitución y modelos de
alternadores T5_1
Parámetros básicos y operativos. Circuito
equivalente de alternadores T5_2
Casos operativos, control y diagramas límites de
funcionamiento de alternadores T5_3
Fundamento del generador asíncrono. Circuito
equivalente. T5_4
Operación del generador asíncrono T5_5
Esquemas de parques eléctricos de centrales T5_6
Tema 6
Energía eólica
Caracterización del régimen de viento T6_1
Influencia de la altura en la velocidad del viento T6_2
Evaluación del recurso eólico. Distribución de
Weibull y rosa de potencias T6_3
Conversión energética en turbinas eólicas. T6_4
Constitución y tecnologías eólicas. T6_5
Configuración de un parque eólico. T6_6
Sistemas eléctricos y de control de un
aerogenerador y de un parque eólico T6_7
Evaluación del impacto medioambiental de un
parque eólico T6_8
Tema 7 Irradiancia e irradiación extraterrestre sobre T7_1
23
Energía solar superficie horizontal e inclinada. Radiación
global, directa, difusa y de albedo.
Célula solar. Módulo solar. Tipos y aplicaciones T7_2
Evaluación de las características eléctricas de un
módulo solar. Conexionado. T7_3
Acondicionamiento de potencia. Convertidores DC-
DC, DC-AC T7_4
Dimensionado de una instalación solar fotovoltaica
conectada a red y aislada T7_5
Esquema eléctrico de una instalación fotovoltaica T7_6
Esquemas de centrales solares térmicas T7_7
Sistemas de concentración solar T7_8
Sistemas de almacenamiento de energía T7_9
Dimensionado de una planta solar térmica T7_10
Impacto medioambiental de centrales solares T7_11
24
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS
UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
CLASES DE TEORIA
Mediante “clase magistral”. Las clases son teórico‐prácticas y los fundamentos teóricos se acompañan de aplicaciones prácticas, sin separación explícita. Los contenidos del programa están incluidos, para algunos temas, en apuntes disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura, y/o en libros de referencia. Los resúmenes esquemáticos (presentaciones PPS) que puedan ser usados por el profesor en clase, estarán disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura. Se recomienda que el alumno tome apuntes en clase para que sea más activo en su aprendizaje y tenga un documento más sintético que repasar. ACTIVIDAD PRESENCIAL en aula.
CLASES
PROBLEMAS
Se colgarán en la plataforma MOODLE (UPM) problemas y cuestiones de la asignatura, a medida que se vaya avanzando en el curso. El profesor propondrá ejercicios y problemas que resolverá en clase junto con los alumnos. ACTIVIDAD PRESENCIAL en aula.
PRACTICAS
Realización de 2 prácticas de laboratorio en grupos reducidos (3 alumnos) de 2 horas de duración cada una.
L1. Generador síncrono. L2. Caracterización de módulos fotovoltaicos. Las prácticas son obligatorias y se evaluarán tanto por la actividad de cada grupo de alumnos en el Laboratorio como por el informe, con formato y contenidos específicos, de cada práctica que debe presentar el grupo en fechas determinadas.
ACTIVIDAD PRESENCIAL en el Laboratorio y NO PRESENCIAL
(preparación de informe)
25
TRABAJOS
AUTONOMOS
Resolución de ejercicios y problemas. Cada alumno podrá completar y mejorar su aprendizaje con la resolución de ejercicios y problemas con soluciones o sin ellas, disponibles en la plataforma MOODLE (UPM) de la asignatura o bien propuestos en el aula por el profesor.
Trabajos individuales pueden realizarse de forma voluntaria, de forma que se acuerde entre profesor y alumno, el objetivo y alcance del tema. Cada trabajo bien evaluado, se contabiliza con “1 PUNTO” que se incluye en la calificación de la asignatura.
ACTIVIDAD NO PRESENCIAL.
Si se da la oportunidad, asistencia de forma voluntaria a conferencias seguidas de coloquio, impartidas por profesionales de empresas. Si se estima que la charla tiene valor para completar la formación sobre la asignatura, la asistencia a las charlas y la elaboración de un informe sobre ellas, bien evaluado, se contabiliza con “1 PUNTO” que se incluye en la calificación de la asignatura.
ACTIVIDAD PRESENCIAL (charla) y NO PRESENCIAL (preparación
de informe)
TRABAJOS EN
GRUPO
La realización de las prácticas y el informe de las mismas serán parte de esta modalidad organizativa. También entran en esta consideración las visitas técnicas y los informes sobre las mismas. ACTIVIDAD PRESENCIAL Y NO PRESENCIAL.
TUTORÍAS
Si es posible, el grupo de clase realizará una visita a un lugar de interés por su relación con el temario visto en clase. El alumno, en grupo de tres, deberá realizar un informe sobre la visita según las indicaciones pautadas por el profesor. ACTIVIDAD PRESENCIAL (visita) Y NO PRESENCIAL (informe)
26
RECURSOS DIDÁCTICOS
Mataix, Claudio. Turbomáquinas hidraúlicas (2ª ed), ed Universidad
Pontificia comillas, 2009
Cuesta Diego, L., Vallarino, E., Aprovechamientos hidroeléctricos,
tomos I y II, Ed. Colegio de ingenieros de caminos, canales y
puertos. 2000
CIEMAT, Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía
solar fotovoltaica. Ed. Ciemat, 2004.Vol I y II
Rodriguez Amenedo, J.L., Burgos Díaz, J.C., Arnalte Gómez, S.,
Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica. Ed. Rueda,
2003
Carta González, J.A., Calero Pérez, R., Colmenar Santos, A., Castro Gil,
M., Centrales de energías renovables: Generación eléctrica con
energías renovables.Dc. Prentice Hall, 2009
Heier, S. Grid integration of wind energy conversión systems. Ed
Wiley, 1998
FRAILE MORA, j. Máquinas eléctricas. Mc Graw‐Hill, México (6ª
Edición), 2008.
Fernández Díez, P. Libros sobre Ingeniería Energética. http:
//es.libros.redsauce.net
RECURSOS WEB
Plataforma educativa Moodle (UPM), asignatura “CENTRALES CONVENCIONALES Y RENOVABLES” En ella se hacen referencias y vínculos a otros recursos Web. Entre el posible contenido en este recurso web cabe contar con:
Apuntes propios de algunos temas de la asignatura
Ejercicios y problemas
Esquemas, presentaciones y archivos que use o desarrolle el profesor en clase
Referencias y vínculos a otros contenidos relevantes de Internet
EQUIPAMIENTO Material del laboratorio de INGENIERÍA ELÉCTRICA y NUCLEAR del
Dpto. de Sistemas Energéticos.
27
Aplicaciones informáticas para simulación y resolución de circuitos
eléctricos (disponibles en el Dpto. y/o en aulas de informática)
28
Sistema de evaluación de la asignatura
EVALUACION
Ref INDICADOR DE LOGRO Relacionado
con RA:
T1_1 Conoce el mix de generación convencional y renovable. RA1
T1_2 Conoce la distribución de centrales de generación, en función del
abastecimiento de combustible. RA1
T1_3 Conoce los mix de generación de diferentes países y sus
implicaciones en el grado de autoabastecimiento. RA1
T1_4 Conoce los esquemas básicos de los diferentes tipos de centrales, en
función del tipo de energía primaria empleada. RA1
T2_1 Conoce los tipos principales de centrales hidráulicas RA1
T2_2 Conoce los componentes principales de las centrales hidráulicas RA7
T2_3 Analiza datos de caudales y calcula caudales de servidumbre,
mínimo técnico, caudal de equipamiento de una central RA2
T2_4 Evalúa la potencia de un salto hidráulico RA7
T2_5 Comprende el funcionamiento de las turbinas hidráulicas y calcula los
parámetros característicos y de funcionamiento de las mismas RA7
T2_6 Conoce la operación de las centrales hidráulicas RA2
T2_7 Conoce los impactos medioambientales de las centrales hidráulicas RA8
T3_1-
T3_2 Comprende la operación de centrales térmicas en ciclo abierto RA4
T3_3-
T3_4
Comprende la operación de las centrales térmicas en ciclo
combinado RA4
T4_1 Comprende los objetivos de los distintos sistemas y componentes de
una central nuclear de agua a presión. RA3
T4_2 Comprende los objetivos de los distintos sistemas y componentes de
una central nuclear de agua a en ebullición. RA3
T4_3 Diferencia los ciclo térmicos de centrales nucleares de agua ligera
frente a las centrales térmicas RA4
T4_4 Comprende los impactos medioambientales de las centrales
nucleares RA8
T5_1 Conoce los modelos de alternador, sus partes constitutivas. RA1, RA7
T5_2 Comprende el circuito equivalente de un alternador. RA1, RA7
T5_3 Comprende y calcula los parámetros de funcionamiento de un
alternador. RA1, RA7
T5_4 Comprende el funcionamiento del generador asíncrono. Aplica el
circuito equivalente a la solución de problemas RA1, RA7
T5_5 Comprende las diferentes estrategias de operación con generadores RA1, RA7
29
asíncronos
T5_6 Conoce la constitución y misión de los componentes del parque
eléctrico de una central RA1, RA7
T6_1 Aplica los criterios de caracterización del viento a partir de datos
medidos RA5, RA6
T6_2 Comprende y caracteriza la evolución de la velocidad del viento con
la altura y la influencia del terreno, obstáculos RA6
T6_3 Aplica y calcula modelos estadísticos a la caracterización del viento. RA6
T6_4 Comprende y aplica los conceptos básicos de aerodinámica de un
aerogenerador y sus curvas características. RA7
T6_5 Conoce y comprende el funcionamiento de los componentes básicos
de un aerogenerador RA7
T6_6 Comprende la disposición de aerogeneradores en un parque eólico RA7
T6_7 Comprende las estrategias de control de los aerogeneradores y los
esquemas eléctricos básicos de una aerogenerador RA7
T6_8 Conoce los impactos medioambientales de un parque eólico y
comprende la evaluación de dicho impacto RA8
T7_1 Calcula la irradiancia, irradiación extratrerrestre, la radiación global,
directa, difusa y de albedo RA5, RA6
T7_2 Conoce los tipos más habituales de células solares y sus parámetros
característicos RA7
T7_3
Calcula el comportamiento del módulo bajo diferentes condiciones de
radiación y temperatura. Comprende la implicación del sombreado
sobre los módulos
RA7
T7_4 Comprende el fundamento de los convertidores de potencia RA7
T7_5 Dimensiona una instalación solar conectada a red y aislada RA7
T7_6
Comprende la función de los principales sistemas de protección
eléctrica y los esquemas unifilares asociados a una instalación
solar
RA7
T7_7 Comprender los esquemas básicos de las centrales termosolares RA5
T7_8 Comprende el funcionamiento de los sistemas de concentración solar RA7
T7_9 Conoce los sistemas de almacenamiento de energía y su
funcionalidad RA5
T7_10 Capacidad para dimensionar una instalación básica solar
termoeléctrica RA7
T7_11 Conoce los impactos medioambientales de una instalación solar y
comprende la evaluación de dicho impacto RA8
La tabla anterior puede ser sustituida por la tabla de rúbricas.
30
DESCRIPCION GENERAL DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES y DE LOS
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Los alumnos pueden optar por ser calificados por evaluación continua (Nota
final=0,2xLaboratorio+0,3xTest+0,3xEjercicio+0,2xInterrogaciones de clase) o en
examen final. (Nota final=0,2xLaboratorio+0,4xTest+0,4xEjercicio)
Serán evaluables las interrogaciones de clase, las prácticas de laboratorio, el examen final y los
trabajos individuales voluntarios, en función de la modalidad de evaluación elegida.
Los criterios de calificación serán:
Prácticas de Laboratorio: Montajes y medidas correctas. Además se evalúa que el informe de cada práctica tenga todos los epígrafes requeridos con los resultados de cálculo adecuados y una presentación y redacción claras y adecuadas.
Examen Final: cuestiones de test bien razonadas, resultados numéricos adecuados y
problema resuelto correctamente. Interrogaciones de clase: cuestiones bien razonadas, y resultados numéricos adecuados. Trabajos voluntarios individuales: al ser una actividad individual de cada alumno y
supervisada directamente por el profesor, se valora la capacidad de análisis del tema en
estudio, síntesis, resultados en su caso y su presentación final.
