Producción de Energía Mediante Recursos

Nombre de la Asignatura
Producción de energía mediante recursos renovables y no renovables
Código de la Asignatura
45003104
Tipo de Asignatura
Troncal
Nivel
1o
Curso en que se imparte
3o
Semestral/Trimestral
Cuatrimestral
Nº de horas asignadas
60
Nombre del Profesor/a
Francisco Javier Batlles Garrido
Objetivo de la Asignatura/Competencias
De forma esquemática, los objetivos generales que pretende cubrir esta asignatura son dos: en
primer lugar, integrar al estudiante de Ciencias Ambientales en el entorno energético y en la
problemática ambiental de la energía. En segundo lugar, conseguir que el estudiante de
Ciencias Ambientales adquiera un óptimo nivel profesional dentro del contexto de la energía.
Para ello haremos que el alumno aprenda las diferentes técnicas de producción de Energía. En
la primera parte de la asignatura se profundizará en los ciclos termodinámicos que utilizan
combustibles fósiles para la producción de Energía. Se analizarán los diferentes focos de
contaminación de este tipo de centrales térmicas. La segunda parte está dedicada al estudio de
Energías Renovables y sus diferentes aplicaciones.
Prerrequisitos
Bases Físicas del Medio Ambiente
Contenido (programa)
Programa Teórico
Tema I. Fuentes de Energía
Conceptos fundamentales. Energía y desarrollo. Recursos energéticos. La situación energética
en España. Energía y Medio Ambiente.
Tema II: Análisis Energético
Introducción. Exergía. Balance de exergía para sistemas cerrados. Exergía en los procesos de
flujo. Balance de exergía en sistemas abiertos. Eficiencia energética.
Tema III. Ciclos de Potencia de vapor
Introducción. Ciclo de Carnot. Ciclo de Rankine. Sobrecalentamiento y recalentamiento. Ciclo
de regeneración. Ciclo de Ranking supercrítico. Efecto de las irreversibilidades en el
funcionamiento de turbinas y compresores.
Tema IV. Ciclos de potencia con gases
Introducción. Ciclo de aire estándar. Ciclo de Carnot de aire estándar. Motores de combustión
interna. Motores de explosión: ciclo de Otto. Motores de ignición por compresión: ciclo Diesel.
Ciclo dual. Centrales eléctricas con turbinas de gas. Ciclo de Brayton. Ciclo regenerativo de
turbina de gas. Turbina de gas con recalentamiento y refrigeración. Ciclo combinado turbina de
gas-ciclo de vapor. Ciclos de Ericsson y Stirling. Sistemas de cogeneración.
Tema V. Energía Nuclear
Introducción. Reacciones nucleares. Reactores nucleares. Centrales nucleares.
Tema VI. Fundamentos de la radiación solar
Introducción. La constante solar y el espectro solar. Geometría solar. Radiación extraterrestre.
Naturaleza de la radiación solar. Dispositivos de medida de la radiación solar. Radiación solar
en todo tipo de condiciones de cielo.
Tema VII. Energía Solar Térmica
Introducción. Energía solar térmica de baja temperatura. Sistema colector. Sistema de
almacenamiento. Otros elementos. Aplicaciones de la energía solar térmica de baja
temperatura. Energía solar térmica de media temperatura. Colectores cilindro-parabólicos.
Parámetros característicos. Aplicaciones de la energía solar térmica de media temperatura.
Energía solar térmica de alta temperatura. Centrales solares de torre. Sistema colector.
Sistema de control. Sistema receptor. Sistema de almacenamiento. Sistema de potencia.
Tema VIII. Energía Solar Fotovoltaica
Introducción. Los semiconductores. Generación, recombinación y portadores minoritarios. La
célula solar. Corriente de oscuridad. Características I-V de iluminación de la célula solar.
Circuito equivalente de una célula solar. Efectos de la temperatura y la irradiancia. El panel
fotovoltaico. Sistema fotovoltaico. Subsistemas de acumulación, regulación y adaptación de
potencia. Dimensionado de sistemas fotovoltaicos.
Tema IX. Energía eólica
Introducción. Recursos eólicos. Potencia producida por un aerogenerador eólico. Máquinas
eólicas. Componentes de un aerogenerador. Diseño de un aerogenerador. Aplicaciones.
Impacto ambiental.
Tema X. Otras Energías Renovables
Introducción. Energía hidroeléctrica. Energía geotérmica. Energía del mar. Energía de la
biomasa.
Programa Práctico
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Bomba de calor reversible.
Ciclo de Stirling.
Medida y cálculo de la radiación solar en superficie horizontal.
Medida y cálculo de la radiación solar en superficies inclinadas.
Estudio del panel fotovoltaico.
Producción de electricidad mediante energía solar fotovoltaica.
Sistema fotovoltaico de bombeo de agua.
Producción de agua caliente sanitaria mediante energía solar térmica de baja
temperatura.
9. Simulación de dimensionados de instalaciones fotovoltaicas.
10. Simulación de dimensionados de instalaciones térmicas de baja temperatura.
11. Estudio de aerogeneradores
Bibliografía recomendada
Batlles, F.J. Radiación solar y aspectoes meteorológicos de Almería, 1990-1996. Ed. Servicio
de Publicaciones de la Universidad de Almería, 1998.
Casanova Colás, J. Curso de energía solar. Ed. Universidad de Valladolid, 1993
Cengel, Y.A. y Boles, M.A. Termodinámica. Ed. McGraw-Hill. México, 1996.
CENSOLAR. Instalaciones de energía solar. Vols I, II, III, IV, V. Ed. PROGENSA.Sevilla, 1994.
Duffie, J.A. and Beckman, W.A. Procesos térmicos en energía solar. Ed. Grupo Cero.
España, 1974.
IDAE. Biomasa. Ed IDAE, 1992
IDAE. Energía eólica. Ed. IDAE, 1992.
IDAE. Energía solar fotovoltaica. Ed. IDAE, 1992.
IDAE. Energía solar térmica. Ed. IDAE, 1992.
IDAE. Minicentrales hidroeléctricas. Ed. IDAE, 1992.
Iqbal, M. An introduction to solar radiation. Ed. Academic Press. New York, 1983.
Jarabo, F. El libro de las Energías Renovables. Ed. Era Solar, España, 1991.
Lorenzo, E. Electricidad Solar. Ingeniería de los sistemas fotovoltaicos. Ed. PROGENSA,
Sevilla, 1994.
Moran, M.J. and Shapiro, H.N. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Ed. Reverté, S.A.,
1995.
Sevilla Portillo, A. Energía eólica. Medida y aprovechamiento en Almería. Ed. IEA, 1986.
Métodos docentes
Clases teóricas, prácticas y sesiones de laboratorio
Tipos de exámenes y evaluaciones
Teóricos y de laboratorio.
La evaluación teórica consistirá en un examen escrito. Dicho examen constará de una parte
teórica, relacionada con el programa de la asignatura, y una parte práctica consistente en la
realización de problemas.
La evaluación del laboratorio consistirá en un examen oral donde el alumno defenderá los
guiones elaborados de cada una de las prácticas realizadas.
Idioma en que se imparte
Español