Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa
Universidad Pública de Navarra
| Código: 720406 | Asignatura: Electrónica de potencia | ||||
| Créditos: 4.5 | Tipo: Obligatoria | Curso: 1 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación | |||||
| Profesorado: | |||||
| MARROYO PALOMO, LUIS MARÍA (Resp) [Tutorías ] | GUBIA VILLABONA, EUGENIO [Tutorías ] | ||||
| GONZALEZ SENOSIAIN, ROBERTO [Tutorías ] | BARRIOS RIPODAS, ERNESTO LUIS [Tutorías ] | ||||
Módulo/Materia
Módulo: Fundamentos avanzados en energías renovables
Materia: Electrónica de potencia en sistemas de energía renovable
Descripción/Contenidos
La asignatura tiene por objeto caracterizar la operación, funcionalidad y limitaciones, de los equipos electrónicos de potencia que se utilizan habitualmente en los sistemas de energías renovables. Inicialmente se muestra el papel que juega la electrónica de potencia en la conversión de la energía eléctrica. A continuación se revisan las características de los dispositivos semiconductores de potencia, bobinas y condensadores, incidiendo en aquellas más relevantes a la hora de seleccionar el dispositivo más adecuado para cada aplicación. Seguidamente se lleva a cabo un análisis en profundidad sobre los inversores trifásicos, abordando su caracterización y control tanto escalar como vectorial. Además, se analiza el principio de funcionamiento de las principales estructuras de conversión multinivel. Finalmente, se aborda el efecto de los convertidores de potencia en la generación de interferencias electromagnéticas (EMI), que ha adquirido recientemente una gran importancia debido a la exigente normativa que las regula.
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.
CB10 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá que ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias específicas
CE5 Que los estudiantes sean capaces de utilizar y desarrollar estructuras de conversión de energía para fuentes renovables.
CE7 Que los estudiantes sean capaces de profundizar de forma autónoma en otras tecnologías y aspectos de interés relacionados con las energías renovables.
CE8 Que los estudiantes sean capaces de plantear de forma crítica líneas de investigación asociadas a las energías renovables.
Resultados aprendizaje
R1. Realizar el análisis funcional en régimen estacionario y dinámico de los convertidores de potencia DC/DC, DC/AC, AC/DC y AC/AC.
R2. Diseñar la etapa de potencia de un convertidor bajo determinados criterios de calidad de las ondas obtenidas.
R3. Deducir el modelo estático y dinámico de un convertidor.
R4. Diseñar los lazos de control de la corriente y la tensión de un convertidor de potencia.
R5. Evaluar el rendimiento teórico de una etapa de conversión de potencia.
R6. Conocer los fenómenos de alta frecuencia más relevantes en el funcionamiento de los sistemas de potencia
R7. Saber simular un circuito de potencia con un programa de simulación apto para ello.
Metodología
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
| A-1 Clases expositivas/participativas | 35 | |
| A-2 Prácticas | 10 | |
| A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos | 10 | |
| A-4 Elaboración de trabajo | 14 | |
| A-5 Lecturas de material | 5 | |
| A-6 Estudio individual | 34,5 | |
| A-7 Exámenes, pruebas de evaluación | 2 | |
| A-8 Tutorías individuales | 2 | |
| Total | 49 | 63,5 |
Evaluación
| Resultados de aprendizaje |
Actividad de evaluación |
Peso (%) | Carácter recuperable |
Nota mínima requerida |
|---|---|---|---|---|
| R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 | Examen: Preguntas de teoría y ejercicios. La nota mínima en el examen para hacer la media ponderada con las prácticas será de 4 sobre 10. En el caso de no llegar a esa calificación, se suspenderá la asignatura con la calificación obtenida en el examen. | 75% | Sí | |
| R1, R3, R7 | Prácticas: Participación y Guiones. 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". | 25% | No | |
A lo largo de todo el curso se propondrá la realización de diversas actividades. Dichas actividades podrán ser la resolución de ejercicios, la discusión de ejemplos o la realización de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos de la materia. Se fomentará el debate, y la participación de los alumnos será necesaria, tanto en las clases de carácter teórico como en las clases prácticas. En este sentido, se realizaran sesiones prácticas que incluirán la realización de ejercicios, preguntas de respuesta corta y trabajos por medio de los cuales se evaluarán los principales conceptos teóricos y prácticos de cada tema. La participación activa en los mismos valorará de forma positiva.
Al finalizar el semestre se realizará un examen escrito en el que se evaluará el contenido global del curso. Para superar la asignatura será necesario obtener un mínimo de 4 sobre 10 en dicho examen y haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Una vez cumplidos estos requisitos, la nota final se calculará a partir de la nota de las sesiones prácticas y del examen con unos pesos del 25 y 75%, respectivamente.
Para poder realizar el examen de recuperación será necesario haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Para superar la asignatura en el examen de recuperación será necesario obtener un mínimo de 4 sobre 10 en el examen y que la media ponderada con la nota de prácticas sea igual o superior a 5.
Temario
Tema 1 Introducción
Tema 2 Inversor trifásico: control analógico y dimensionado
Tema 3 Digitalización de los lazos de control
Tema 4 Control vectorial de inversores trifásicos
Tema 5 Tecnología de componentes
Tema 6 Análisis del modo común en convertidores electrónicos
Tema 7 Convertidores Multinivel
Programa de prácticas experimentales
En estas prácticas se llevará a cabo el dimensionado, diseño de los lazos de control y estudio, por simulación en P-SIM, de un inversor trifásico para conectar a la red de 400V un sistema fotovoltaico. Los principales objetivos de las prácticas son:
- Dimensionar de los principales elementos del convertidor (semiconductores, bobinas, condensadores y sistema de refrigeración).
- Analizar el funcionamiento del inversor.
- Diseñar e implementar digitalmente los lazos de control de corriente del convertidor (escalar y vectorial).
- Diseñar e implementar el lazo de control de tensión del bus de continua
- Implementar en el convertidor la modulación PWM y vectorial.
- Validar el comportamiento del inversor diseñado en P-SIM.
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
| [1] | Eduardo Ballester Portillo, Robert Piqué López, ¿Electrónica de Potencia: Principios fundamentals y estructuras básicas¿, Ed. Marcombo, 2011, ISBN 9788426716699. |
| [2] | N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, ¿Power Electronics. Converters, Applications, and Design¿, Ed. John Wiley & Sons, Chichester, England, 1995, ISBN 0-471-58408-8. |
| [3] | B. K. Bose, ¿Power Electronics and variable Frequency Drives¿, IEE PRESS, 1997, ISBN 0-471-58408-8 |
| [4] | G. J. Wakileh, ¿Power Systems Harmonics. Fundamentals, Analysis and Filter Design¿, Ed. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2001, ISBN 3-540-42238-2. |
| [5] | Guy Seguier, ¿Les convertisseurs de l¿électronique de puissance¿, Volúmenes 1, 2, 3 y 4. Lavoisier TEC¬DOC, 1992, ISBN: 2-85206-841-9 |
| [6] | Rashid, Muhammad H, ¿Electrónica de potencia : circuitos, dispositivos y aplicaciones¿; Prentice Hall Hispanoamericana, 2004. |
| [7] | B. Jayant Baliga, ¿Fundamentals of Power Semiconductor Devices¿; Springer; 2008; ISBN: 0387473130 |
| [8] | Seyed Saeed Facel; ¿Multilevel converters for medium voltage applications¿; LAP Lambert Academic Publishing; 2010; ISBN 3838368312 |
Lugar de impartición
Clases teóricas: Aulario. Campus Arrosadía.
Clases prácticas: Laboratorio de simulación. Edificio de los Pinos. Campus Arrosadía.