Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Tecnologías específicas a las energías renovables
Materia:Conversión de energía en sistemas eólicos

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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.
Seguidamente, se analizan los principios de conversión de la energía eólica para calcular la energía capturada por el rotor en función de de los parámetros de la que dependen (velocidad de viento, velocidad de rotación, ángulo de calado, etc.). Basándose en estos conocimientos, se estudian las técnicas de regulación y control de la energía captada, así como las estrategias para obtener la máxima potencia posible en los aerogeneradores de velocidad variable. Se complementa con el estudio de los elementos físicos asociados al controlador como sensores, actuadores y controlador lógico programable. Además, se introducen los conceptos de estados de operación y reacción en caso de fallos.
En una segunda etapa, se estudian y se realizan cálculos de dimensionamiento de los elementos de la instalación eléctrica tanto de aerogenerador como de parque eólico.
Finalmente, se introducen los fundamentos de comunicaciones, operación y control de parque eólico.

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Competencias genéricas

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de
ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - 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 su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de
una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la
aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - 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
CB10 - 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.

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Competencias específicas

CE1 - Que los estudiantes adquieran una formación sólida en los principales aspectos tecnológicos relativos a captadores de energía
renovable de forma que facilite su futura adaptación a la evolución tecnológica del sector
CE5 - Que los estudiantes sean capaces de utilizar, diseñar y desarrollar estructuras de conversión de energía para fuentes
renovables.
CE8 - Que los estudiantes sean capaces de plantear de forma crítica líneas de investigación asociadas a las energías renovables.
CE9 - Que los estudiantes sean capaces de realizar búsquedas de información, particularmente en inglés y español, en temas
avanzados de energías renovables y analizar dicha información de forma crítica.

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Resultados aprendizaje

R1: Conocer y comprender los principios de conversión de la energía eólica.
R2: Conocer las distintas tecnologías empleadas en los aerogeneradores y saber escoger, en cada caso, la más adecuada entre ellas.
R3: Conocer y saber implementar las técnicas de seguimiento del punto de máxima potencia en sistemas eólicos.

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Metodología

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

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Temario

1.            Principios de generación:

1.1.        Componentes de una turbina eólica.

1.2.        Condiciones de operación.

1.3.        Producción.

1.4.        Mini eólica.

2.            Supervisión, operación y control de aerogeneradores

2.1.        Fundamentos.

2.2.        Control de Aerogenerador.

2.3         Hardware de supervisión y actuación.

2.4.        Operación.

3.            Instalaciones eléctricas de aerogeneradores

3.1.        Transformador.

3.2.        Instalación eléctrica de baja tensión.

3.3.        Protección contra el rayo.

3.4.        Instalación eléctrica de media tensión.

4.            Instalaciones eléctricas de parques eólicos

4.1.        Introducción.

4.2.        Red eléctrica en el interior de un parque eólico.

4.3.        Evacuación en alta tensión

4.4.        Subestacion.

4.5.        Comunicaciones.

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Programa de prácticas experimentales

Realización de prácticas de control de aerogenerador en Matlab/Simulink y de diseño de parque eólico en DigSilent PowerFactory.

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Bibliografía

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

Bibliografía básica:

-Apuntes elaborados por los profesores de la asignatura.

Bibliografía avanzada:

- 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

- 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

- Cuaderno de aplicaciones técnicas Nº 12 Plantas eólicas¿, ABB, https://library.e.abb.com/public/ac764cb1be081128c1257a30003c70d7/Cuaderno%20Tecnico_num%2012_Plantas%20eolicas.pdf

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Lugar de impartición

Campus Arrosadía:
- Clases teóricas: aulario
- Prácticas: laboratorio de simulación del Departamento de Ingeniería Eléctrica

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