Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2013/2014 | Otros años:  2012/2013 
Máster Universitario en Energías Renovables: Generación Eléctrica por la Universidad Pública de Navarra
Código: 71904 Asignatura: Sistemas eólicos I
Créditos: 3 Tipo: Obligatoria Curso: 1 Periodo: 2º C
Departamento: Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Profesorado:
GIRONES REMIREZ, CARLOS   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Descripción/Contenidos

En esta materia se estudian los principios de funcionamiento de un generador eólico y se presentan los diferentes subsistemas de los que se compone: palas, torre, tren de transmisión mecánica, generador eléctrico, convertidor electrónico y sistemas de regulación y control. Para cada subsistema se presentan las distintas tecnologías empleadas en la actualidad, con sus ventajas e inconvenientes de forma que el estudiante adquiera la habilidad de escoger la mejor entre ellas para cada aplicación particular.

Seguidamente, se analizan los principios de conversión de la energía eólica y se estudian las distintas teorías que se utilizan para modelizar la captación de energía mediante palas: teoría del disco actuador, teoría del disco rotor, teoría del elemento de la pala, etc. Estas teorías permiten calcular la energía capturada por el rotor y de qué parámetros dependen (velocidad de viento, velocidad de rotación, ángulo de calado, etc.).

Basándose en estos conocimientos, se estudian las diferentes técnicas de regulación y control de la energía captada para los principales tipos de turbinas: Stall-control, Active-stall control y control por ángulo de calado (pitch control), así como las estrategias para obtener la máxima potencia posible en los aerogeneradores de velocidad variable.

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Descriptores

Generación eólica, aerogenerador, turbina, palas, aerodinámica, stall, pitch, yaw.

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Competencias genéricas

CG1 Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con los sistemas eólicos.

CG3 Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones –y los conocimientos y razones últimas que las sustentan– a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CG4 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG8:   Que los estudiantes sean capaces de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.

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Competencias específicas

CE1: Que el estudiante adquiera una formación sólida  sobre las tecnologías de aprovechamiento de energía eólica.

CE5_4: Que el estudiante sea capaz de utilizar, diseñar y desarrollar estructuras de conversión eléctrica (conjunto generador y electrónica con su control) de un sistema eólico, incluyendo sus lazos de control.

CE3: Que el estudiante sea capaz de comprender los problemas asociados a la integración de las energías eólica en la red eléctrica así como las tecnologías empleadas para paliarlos.

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Metodología

Metodología - Actividad
Horas Presenciales
Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas
20
 
A-2 Prácticas
8

A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
 
 
A-4 Elaboración de trabajo
 
 13
A-5 Lecturas de material
 
 4
A-6 Estudio individual
 
28
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
1
 
A-8 Tutorías individuales
1
 
 
 
 
Total
30
45

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

Aspecto
 
Criterios
 
Instrumento de evaluación
 
Peso (%)
 

Participación
  Asistencia a las sesiones presenciales.
Control de Firmas.
10

Conceptos de la materia

Identificación de conceptos claves y comprensión de conocimientos teóricos y operativos de la materia.

Respuesta en tiempo, forma y adecuación de contenidos
Examen escrito

 

 
45

Realización de Trabajos

Aplicación de los conocimientos en la práctica.

 Presentación de los resultados comentados de las prácticas
45
   
 
  

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Temario

Tema 1.- Principios de generación.

1.1 Esquema general de un generador eólico.

1.2 Extracción de energía del aire.

1.3 Potencia máxima extraíble en una aeroturbina ideal. Límite de Betz.

Tema 2.- Introducción a la aerodinámica en turbinas de eje horizontal.

2.1 Aerodinámica básica.

2.2 Aerodinámica del generador.

2.3 Aspectos constructivos de las palas eólicas.

Tema 3.- Estrategias de regulación y control.

3.1 Variación en la orientación de la máquina.

3.2 Control de la potencia captada.

3.3 Regulación de la velocidad de giro.

3.4 Coordinación entre el control del generador y el de Pitch.

 

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.


Apuntes elaborados por los profesores de la asignatura.

J.L. Rodríguez de Amenedo, J.C. Burgos Díaz, S. Arnalte Gómez, “Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica”, Ed. Rueda, Madrid 2003, ISBN:84-7207-139-1

Siegfried Heier, “Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems”, Ed. John Wiley & Sons, Chichester, 1998, ISBN 0-471-97143-X.

Robert Harrison, Erich Hau, Herman Snel, “Large Wind Turbines: Design And Economics”, Ed. Wiley, 2008, ISBN: 0-471-49456-9

James F. Manwell, Jon G. McGowan, Anthony L. Rogers “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”, Ed. Wiley, 2010, ISBN: 0-470-01500-4

Tony Burton, David Sharpe, Nick Jenkins, Ervin Bossanyi, “Wind Energy Handbook”, Ed. Wiley ,2001, ISBN: 0-471-48997-2

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Lugar de impartición

Clases teóricas: Aulario

Prácticas: laboratorio de simulación del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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