Nombre: ENERGÍA SOLAR
Código: 523104013
Carácter: Optativa
ECTS: 3
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 4º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: SÁNCHEZ VELASCO, FRANCISCO JAVIER
Área de conocimiento: Máquinas y Motores Térmicos
Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos
Teléfono: 968325306
Correo electrónico: fjavier.sanchez@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 09:40 / 12:40
ELDI, planta -1, Laboratorio Lab de Frio&Calor
Las tutorías serán en el Laboratorio de Frío y Calor del Sótano del ELDI
martes - 09:40 / 12:40
ELDI, planta 1, Laboratorio Lab FrioyCalor
Despacho ubicado en el sotano (-1) del Eldi
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo fjavier.sanchez@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Doctor en la Universidad Politécnica de Valencia (ESPAÑA) - 2008
Ingeniero en Ingeniero Industrial en la Universidad Politécnica de Cartagena (ESPAÑA) - 2003
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 2
Nº de sexenios: 2 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB4 ]. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
[CG04 ]. Capacidad para diseñar, planificar, operar, inspeccionar, firmar y dirigir proyectos, plantas o instalaciones, en su ámbito
[EE08 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de energías alternativas y uso eficiente de la energía.
[T01 ]. Comunicarse oralmente y por escrito de manera eficaz
R01 Aplicar la transmisión de calor por radiación y la geometría solar a la caracterización del recurso solar.
R02 Cuantificar técnica y económicamente las ventajas e inconvenientes de este tipo de energía renovable.
R03 Identificar los sistemas de aprovechamiento térmico de la energía solar; es decir, los tipos de instalaciones de baja, media y alta temperatura.
R04 Evaluar y aplicar las distintas metodologías existentes para estimar la superficie de colectores solares.
R05 Interpretar y aplicar la normativa existente para el diseño de instalaciones solar térmicas.
R06 Identificar los sistemas de aprovechamiento fotovoltaico de la energía solar.
R07 Interpretar y aplicar la normativa existente para el diseño de instalaciones solar fotovoltaica.
R08 Realizar aportaciones orales y escritas de cierta envergadura académica conducentes a una actividad final con fluidez y corrección lingüística, amenidad expositiva y persuasión comunicativa.
Radiación solar. Geometría solar. Sistemas e instalaciones solares térmicas de baja, media y alta temperatura. Cálculo y diseño de instalaciones solares térmicas de baja temperatura. Normativa de aplicación. Generación de frío con el apoyo de la energía solar térmica. Sistemas e instalaciones fotovoltaicas. Diseño de instalaciones solares fotovoltaicas. Normativa de aplicación.
UD1 INTRODUCCIÓN
T1. Transmisión de calor por radiación.
T2. Geometría solar y radiación solar.
UD 2.- INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
T3. Energía solar térmica de baja temperatura. El colector plano.
T4. Instalaciones solares térmicas de baja temperatura.
T5. Cálculo y diseño de instalaciones solares térmicas de baja temperatura.
T6. Energía solar térmica de media y alta temperatura.
UD 3.- INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
T7. Cálculo y diseño de instalaciones solares fotovoltaicas.
Prácticas
Práctica 1. Estudio de la inclinación óptima de un sistema (P1), 2 horas. Se realiza en el aula de informática y se plantea un caso práctico de un sistema de captación solar. Práctica 2. Dimensionado de una instalación solar térmica mediante método simplificado basado en el rendimiento del colector (P2). 2 horas. Se realiza en el aula de informática y se plantea un caso práctico para dimensionar una instalación solar a base de colectores planos para el abastecimiento de ACS de una vivienda en un lugar caracterizado por su latitud. Práctica 3. Dimensionado de una Instalación solar térmica mediante el método del f-Chart (P3). 2 horas. Se realiza en el aula de informática y se plantea de una instalación solar térmica Práctica 4. Diseño de una instalación solar fotovoltaica (P4). 2 horas. Se utilizará software libre. Visita a una instalación solar (P4). 2 horas. Se realiza una visita a una instalación solar térmica en funcionamiento. Práctica 5. Diseño de la instalación hidráulica (P5). 2 horas. Se realiza en el aula de informática y se plantea un caso práctico de una instalación hidráulica de un sistema solar de baja temperatura. Práctica 6. Evaluación experimental de la eficiencia de producción de hidrógeno verde a través de energía solar fotovoltaica y electrólisis del agua. (P6). 2 horas. Se plantea un caso práctico en laboratorio en el que se utiliza un módulo fotovoltaico acoplado a un voltámetro de Hoffman para producción de hidrógeno. Práctica 7. Evaluación de cargas térmicas de una edificación (P7). 2 horas. Se realizará una práctica en aula de informática para evaluar la demanda de energía térmica requerida por una vivienda por software libre de manera que sea utilizable para realizar proyectos de calefacción asistida por energía solar térmica. Práctica 8. Desarrollo de un proyecto de energía solar (P8). 2 horas. Se plantea un caso práctico de una instalación de aprovechamiento de solar térmica o fotovoltaica, siguiendo las normativas aplicables, además se tendrá en cuenta algunos de los datos manejados en prácticas anteriores.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Unit 1. INTRODUCTION
T1. Introduction to radiative heat transfer.
T2. Solar geometry and solar radiation.
Unit 2. INSTALLATIONS OF USE OF THERMAL SOLAR ENERGY
T3. Thermal solar energy of low temperature. The flat plate collector.
T4. Low temperature solar thermal facilities.
T5. Calculation and design of thermal solar systems for low temperature.
T6. Thermal solar energy of medium and high temperature.
Unit 3 PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY FACILITIES
T7. Calculation and design of photovoltaic solar installations.
Los contenidos de la asignatura se han agrupado en tres unidades didácticas:
Unidad didáctica I. INTRODUCCION.
En esta unidad se profundiza en la transmisión de calor por radiación, prestando especial atención a aspectos ligado con la energía solar. Se plantea la evaluación del recurso solar y se analiza los sistemas de generación de frío ligándolos con el caso particular en que éstos son asistidos por energía solar.
Los objetivos de esta unidad didáctica son:
¿ Familiarizar a los estudiantes con los conceptos básicos de la transmisión de calor por radiación. ¿ Familiarizar a los estudiantes con los conceptos básicos de la energía solar, geometría y radiación solar.
Unidad didáctica II. INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA.
Se explican los fundamentos en los sistemas de captación y aprovechamiento de la energía solar térmica. Se estudian su aplicación para la generación de energía térmica y eléctrica en el caso de los de concentración.
Los objetivos de esta unidad didáctica son:
¿ Presentar a los estudiantes los conceptos de energía solar térmica de baja temperatura, los diferentes tipos de colectores planos para la captación solar.
¿ Mostrar a los estudiantes cómo están formadas las instalaciones solares térmicas de baja temperatura.
¿ Enseñarles a los estudiantes cómo se calculan y diseñan las instalaciones solares térmicas de baja temperatura.
¿ Mostrarles a los estudiantes los conceptos básicos y como están formadas las instalaciones de energía solar térmica de media y de alta temperatura.
Unidad didáctica III. INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA.
Se estudian los sistemas de aprovechamiento fotovoltaico de la energía solar para la generación de energía eléctrica.
Los objetivos de esta unidad didáctica son:
¿ Presentar a los estudiantes los conceptos de energía solar fotovoltaica.
¿ Enseñarles a los estudiantes como se calculan y diseñan las instalaciones solares fotovoltaicas.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clase expositiva utilizando técnicas de aprendizaje cooperativo informal de corta duración. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.
Se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes.
Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará el trabajo en plantear métodos de resolución y no en los resultados.
15
100
Tutorías
Se planifican tutorías para ayudar a la resolución de las dudas del alumno.
Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje.
3
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Las sesiones prácticas de laboratorio son fundamentales para acercar el entorno de trabajo profesional al alumno y permiten enlazar contenidos teóricos y prácticos de forma directa. Mediante las sesiones de aula de informática se pretende que los alumnos adquieran habilidades básicas computacionales y manejen programas y herramientas de cálculo y simulación profesionales.
14
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Las actividades de evaluación se basan en la exposición y defensa de un proyecto por parte de los alumnos de manera oral así como la evaluación de lla memoria de dicho proyecto y de los entregables de prácticas.
1
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Estudio o realización de trabajo individual y en grupo por parte del alumno. Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará el trabajo en plantear métodos de resolución y no en los resultados. Se intentarán resolver los problemas y/o casos prácticos planteados por el profesor en clase. Dichos problemas y/o casos prácticos serán similares a los resueltos en clase para que los alumnos lo vayan resolviendo individualmente o por parejas.
57
0
Exámenes (orales o escritos)
0 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Evaluación de un proyecto de diseño de una instalación de aprovechamiento de energía solar térmica o fotovoltaica realizado en grupos de 2 o 3 alumnos. Los alumnos deberán presentar, exponer y defender el trabajo de manera oral. Evaluación de la memoria. Evaluación de la exposición oral. Evaluación de las respuestas a las preguntas realizadas por el profesor.
Se evalúan todos los resultados del aprendizaje y todas las competencias asociadas.
Criterios de evaluación: se valorará los cálculos técnicos realizados en el proyecto así como las decisiones o soluciones técnicas tomadas en el diseño. Esta evaluación se realizará en base al uso de criterios de eficiencia energética y el cumplimiento de normativa. Así mismo se valorará claridad en la expresión escrita, la ortografía y la claridad en la exposición oral. También se valorarán las respuestas a las preguntas planteadas por el profesor.
80 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Evaluación de los entregables de las prácticas de informática y laboratorio realizadas de manera individual por los alumnos.
En las prácticas 4 y 6 se evalúan los resultados del aprendizaje R06 y R07. En el resto de prácticas se evalúan el resto de resultados del aprendizaje.
Criterios de evaluación: Se valorará la capacidad de resolver las prácticas de manera similar a los ejercicios realizados en clase. Además se tendrá en cuenta la capacidad de trabajar de forma autónoma del estudiante.
20 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
0 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Evaluación de un proyecto de diseño de una instalación de aprovechamiento de energía solar térmica o fotovoltaica realizado en grupos de 2 o 3 alumnos. Los alumnos deberán presentar, exponer y defender el trabajo de manera oral. Evaluación de la memoria. Evaluación de la exposición oral. Evaluación de las respuestas a las preguntas realizadas por el profesor.
Se evalúan todos los resultados del aprendizaje y todas las competencias asociadas.
Criterios de evaluación: se valorará los cálculos técnicos realizados en el proyecto así como las decisiones o soluciones técnicas tomadas en el diseño. Esta evaluación se realizará en base al uso de criterios de eficiencia energética y el cumplimiento de normativa. Así mismo se valorará claridad en la expresión escrita, la ortografía y la claridad en la exposición oral. También se valorarán las respuestas a las preguntas planteadas por el profesor.
80 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Evaluación de los entregables de las prácticas de informática y laboratorio realizadas de manera individual por los alumnos-
En las prácticas 4 y 6 se evalúan los resultados del aprendizaje R06 y R07. En el resto de prácticas se evalúan el resto de resultados del aprendizaje.
Criterios de evaluación: Se valorará la capacidad de resolver las prácticas de manera similar a los ejercicios realizados en clase. Además se tendrá en cuenta la capacidad de trabajar de forma autónoma del estudiante.
20 %
En caso de no ser aprobadas los informes de prácticas en convocatoria ordinaria se podrán aprobar con un examen de prácticas.
En caso de no ser aprobadas los trabajos de diseño de una instalación de energía solar en convocatoria ordinaria se podrá aprobar volviendo entregar el trabajo corregido de forma individual.
Autor:
Título: Reglamento electrotécnico para baja tensión e instrucciones complementarias (Real Decreto 842/2002, de 2-08-2002) ; Protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico (Real Decreto 614/2001, de 8-06-2001)
Editorial: Creaciones Copyright
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8493333611
Autor:
Título: Instalaciones de energía solar térmica
Editorial: Idae
Fecha Publicación: 2009
ISBN:
Autor: Duffie, John A.
Título: Solar engineering of thermal processes
Editorial: Wiley,
Fecha Publicación: 2013
ISBN: 9781118418123
Autor: López Lara, Germán
Título: Instalaciones solares térmicas manual para uso de instaladores, fabricantes, proyectistas e ingenieros, instituciones de enseñanza y de investigación
Editorial: SODEAN, S.A.,
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 3934595308
Autor:
Título: Manual de cálculo y diseño de instalaciones de producción de agua caliente sanitaria en edificaciones de viviendas mediante energía solar y apoyo individual a gas natural
Editorial: Grupo Gas Natural,
Fecha Publicación: 2004
ISBN:
Autor: Cañada Ribera, Javier
Título: Radiación solar tablas de datos medidos en Valencia 1989-1995
Editorial: Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Publicaciones
Fecha Publicación: 1997
ISBN: 8477214603
Autor:
Título: Energia solar térmica
Editorial: Idae
Fecha Publicación: 2006
ISBN:
Autor: Markvart, Tomas
Título: Solar electricity
Editorial: John Wiley and Sons
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 0471988537
Autor:
Título: Fundamentos de energía solar para ACS y Climatización buenas prácticas
Editorial: ATECYR
Fecha Publicación: 2015
ISBN: 9788495010544
Autor: Hernning, Hans-Martin
Título: Solar-assisted air-conditioning in buildings a handbook for planners
Editorial: Springer
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 3211006478
Aula Virtual.
http://www.idae.es
Servicio de documentación/Biblioteca digital de la UPCT
http://www.bib.upct.es