Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2017/2018 | Otros años:  2016/2017  |  2015/2016  |  2014/2015  |  2013/2014 
Máster Universitario en Energías Renovables: Generación Eléctrica
Código: 71904 Asignatura: Sistemas eólicos I
Créditos: 3 Tipo: Obligatoria Curso: 1 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Profesores
JIMENEZ BUENDIA, FRANCISCO (Resp)

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

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

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Descriptores

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

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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

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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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CB6 A-1, A-2, A-5, A-6
CB7 A-1, A-2, A-5, A-6
CB8 A-1, A-2, A-5, A-6
CB9 A-1, A-2, A-5, A-6
CB10 A-2, A-5, A-6
CE1 A-1, A-2, A-5, A-6
CE5 A-1, A-2, A-5, A-6
CE8 A-1, A-2, A-5, A-6
CE9 A-1, A-2, A-5, A-6

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable
R1, R2, R3 Pruebas de respuesta larga 60 Si
R1, R2, R3 Pruebas de duración corta para la evaluación continua 10 No
R3 Trabajos e informes 10 No
R3 Pruebas e informes de trabajo experimental 20 No

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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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Temario

Tema 1. Principios de generación

1.1.     Componentes de una turbina eólica.

1.2.     Condiciones de operación.

1.3.     Producción.

Tema 2. Sistemas de regulación, control y supervisión:

2.1.    Hardware de control.

2.2.    Sistema de supervisión y operación aerogenerador.

2.3.    Control de aerogenerador.

2.4.    SCADA de parque eólico.

2.5.    Control de parque eólico.

 Tema 3. Instalaciones eléctricas de aerogeneradores.

3.1.    Introducción.

3.2.    Instalación eléctrica de media tensión.

3.3.    Instalación eléctrica de baja tensión.

3.4.    Protección contra el rayo.

Tema 4. Instalaciones eléctricas de parques eólicos

4.1.    Introducción

4.2.    Red de media tensión

4.3.    Subestación.

4.4.    Evacuación en alta tensión.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor 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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