Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa
Universidad Pública de Navarra
| Código: 720401 | Asignatura: Sistemas Eólicos I | ||||
| Créditos: 3 | Tipo: Obligatoria | Curso: 1 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación | |||||
| Profesorado: | |||||
| JIMENEZ BUENDIA, FRANCISCO (Resp) [Tutorías ] | |||||
Módulo/Materia
Módulo de Especialización en Energías Renovables e Ingeniería Eléctrica
Materia: Tecnologías avanzadas en energías renovables e ingeniería eléctrica
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.
Competencias específicas
- CERIE1: Formación sólida en los principales aspectos tecnológicos, relativos a captadores, estructuras de conversión y control, de sistemas de generación eléctrica mediante fuentes de energía renovable.
- CERIE2: Formación avanzada en sistemas eléctricos, electrónica de potencia, accionamientos eléctricos y generación de energía eléctrica.
- CERIE3: Capacidad para diseñar y desarrollar estructuras de conversión de energía para fuentes renovables.
- CERIE5: Conocimiento y capacidad para el análisis y diseño de sistemas eólicos.
- CERIE6: Conocimiento para comprender los problemas asociados a la integración de las energías renovables en la red eléctrica.
- CERIE9: Capacidad para plantear de forma crítica líneas de investigación asociadas a las energías renovables.
Resultados aprendizaje
R1: Conocer y comprender los principios de conversión de la energía eólica.
R2: Conocer las distintas tecnologías empleadas en los aerogeneradores.
R3: Conocer y saber implementar las técnicas de seguimiento del punto de máxima potencia en sistemas eólicos.
R4: Entender los diferentes elementos que forman parte de la instalación eléctrica de un parque eólico.
R5: Entender los fundamentos de la monitorización y telecontrol de parques eólicos.
R6: Conocer y entender los diferentes sistemas de comunicación utilizados para la monitorización y el telecontrol.
R7: Diseñar un sistema de comunicación para su uso en la monitorización y telecontrol en parques eólicos.
Metodología
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
| A-1 Clases expositivas/participativas | 18 | |
| A-2 Prácticas | 12 | |
| A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos | ||
| A-4 Elaboración de trabajo | 13 | |
| A-5 Lecturas de material | 4 | |
| A-6 Estudio individual | 25 | |
| A-7 Exámenes, pruebas de evaluación | 2 | |
| A-8 Tutorías individuales | 1 | |
| Total | 32 | 43 |
Evaluación
| Resultados de aprendizaje |
Actividad de evaluación |
Peso (%) | Carácter recuperable |
Nota mínima requerida |
|---|---|---|---|---|
| R1 a R7 | Pruebas de respuesta larga | 60% | Si | 4 |
| R1 a R7 | Trabajos e informes | 10% | No | 5 |
| R3, R4 | Pruebas e informes de trabajo experimental | 30%(Para aprobar la asignatura es imprescindible la asistencia y participación en las prácticas. En el caso de no asistir de forma injustificada a alguna de las prácticas, no se podrá realizar el examen y la calificación será "No Presentado") | No | 5 |
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.
Programa de prácticas experimentales
La asignatura cuenta con las siguientes prácticas experimentales:
- Control de aerogenerador en Matlab/Simulink
- Diseño de parque eólico en DigSilent PowerFactory.
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
Lugar de impartición
Campus Arrosadía:
- Clases teóricas: aulario
- Prácticas: laboratorio de simulación del Departamento de Ingeniería Eléctrica