Energías Renovables

MÓDULO I: INTRODUCCIÓN A LAS ENERGÍAS RENOVABLES

UD 1 Energía y su influencia socio-económica

• Definición física de la energía y unidades de medida
• Manifestaciones y tipos de energía
• Fuentes de energía: origen y tipología
• Importancia socio-económica de la energía
• Futuro de la energía: un reto global

UD 2 Fuentes convencionales de producción energética

• Introducción
• Carbón
• Petróleo
• Gas natural
• Energía nuclear

UD 3 Impacto ambiental y agotamiento de recursos energéticos

• Introducción / Impacto ambiental
• Cambio climático y huella ecológica
• Agotamiento de recursos naturales

UD 4 Importancia actual y futuro de las energías renovables

• Protocolo de Kioto y desarrollo sostenible
• Cambio climático y cooperación para el desarrollo
• Contribución actual de las energías renovables en España
• Revolución energética: papel de renovables en España para 2050

UD 5 Tipos de energías renovables

• Introducción
• Energía solar fotovoltaica
• Energía solar térmica
• Energía solar termoeléctrica
• Energía eólica
• Energía de la biomasa
• Energía geotérmica
• Energía maremotriz
• Energía hidráulica
• Energía del hidrógeno

UD 6 Regulación del sistema eléctrico español.

• Operación del sistema eléctrico español
• Régimen especial
• Centros de control
• Demanda de energía en tiempo real

MÓDULO II: ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

UD 1 Introducción

• Problemática ambiental y papel de las energías renovables
• Tipos de aprovechamiento de la energía solar
• Historia y situación actual de la energía solar en España
• Energética y geometría solar
• Radiación directa y difusa: aparatos de medida
• Tipos de instalaciones fotovoltaicas

UD 2 Célula y panel fotovoltaico

• Efecto fotovoltaico
• Características eléctricas de la célula fotovoltaica: tipos de células
• Módulo fotovoltaico: tipos de tecnologías disponibles
• Características eléctricas del panel fotovoltaico

UD 3 Componentes propios de instalaciones fotovoltaicas aisladas

• Inversor de aislada: características técnicas y funcionamiento
• Batería de acumulación eléctrica: propiedades
• Regulador de carga: principio de trabajo
• Equipos auxiliares de suministro eléctrico

UD 4 Componentes propios de instalaciones fotovoltaicas con conexión a red

• Inversor de conexión: características técnicas y funcionamiento
• Punto de enganche y evacuación
• Contador de energía inyectada y vendida
• Transformador de tensión

UD 5 Componentes comunes a ambos tipos de instalaciones

• Perfilería de sujeción y dispositivos de anclaje
• Cableado, conducciones y conexiones

UD 6 Seguidores solares

• Incrementos energéticos obtenidos
• Componentes de un seguidor solar y algoritmos de seguimiento
• Seguidores de 1 eje
• Seguidores de 2 ejes

UD 7 Telegestión y sistemas antirrobo en instalaciones solares

• Utilidad de la monitorización remota de instalaciones
• Niveles de control y supervisión
• Dispositivos constitutivos de las soluciones existentes
• Sistemas antirrobo y cobertura de seguros

UD 8 Cálculo de instalaciones aisladas y conectadas a red

• Hoja de necesidades energéticas
• Cálculo y configuración de las baterías de acumulación
• Cálculo y configuración del campo fotovoltaico
• Selección del regulador de carga
• Selección del inversor de aislada
• Dimensionado de sistemas híbridos con energía de apoyo
• Hipótesis de partida de la instalación fotovoltaica conectada
• Cálculo y configuración de inversores y módulos fotovoltaicos
• Producción energética, ingresos económicos y ahorro de emisiones
• Procedimiento administrativo de conexión a red

UD 9 Montaje de dispositivos, puesta en marcha y mantenimiento

• Instalación de perfilería, dispositivos de sujeción y paneles fotovoltaicos
• Montaje del seguidor solar: obra civil y anclaje
• Inversor de aislada y de conexión a red
• Ubicación y conexión de baterías de acumulación
• Regulador de carga
• Cableados y conducciones
• Puesta a tierra de la instalación
• Revisión y puesta en marcha final: entrega de la instalación
• Planteamiento general del mantenimiento
• Fundamentos sobre mantenimiento de equipos e instalaciones
• Protocolo de mantenimiento periódico de instalaciones
• Dispositivos avanzados de inspección: cámaras termográficas
• Fallos y averías habituales, riesgos y resolución

UD 10 Aplicaciones adicionales y futuras líneas de I+D fotovoltaica

• Aplicaciones adicionales actuales de la energía fotovoltaica
• Futuras líneas de I+D en tecnología fotovoltaica

UD 11 Bibliografía, páginas web y revistas técnicas de interés

• Bibliografía asociada a energía solar
• Páginas web de interés relativas a energía solar
• Revistas técnicas del sector

ANEXO. Normativa y legislación de aplicación

• Código Técnico de Edificación: DB HE5
• Pliego de condiciones técnicas del IDAE
• Real Decreto 661/2007 Y 1578/2008
• Ayudas y subvenciones ICO-IDAE a instalaciones fotovoltaicas

MÓDULO III: ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

UD 1 Introducción

• Problemática ambiental y papel de las energías renovables
• Tipos de aprovechamiento de la energía solar
• Historia y situación actual de la energía solar en España
• Energética y geometría solar
• Radiación directa y difusa: aparatos de medida
• Circuitos de una instalación solar térmica completa
• Principios de aprovechamiento de la energía solar térmica

UD 2 El captador solar térmico

• Captador de placa plana: componentes y funcionamiento
• Captador de tubos de vacío: características y principio de trabajo
• Captador sin cubierta: propiedades y usos habituales
• Perfilería de sujeción y dispositivos de anclaje
• El fluido caloportador
• Ecuación del rendimiento energético del captador

UD 3 Componentes adicionales y diseño del circuito primario

• Introducción
• Sistema de acumulación de agua caliente
• Grupo de bombeo hidráulico
• Valvulería
• Sistema de intercambio térmico
• Conducciones y aislamiento térmico
• Sistema de regulación: controlador, sensores y actuadores
• Soluciones a la gestión del estancamiento
• Dispositivos anexos

UD 4 Componentes específicos de circuitos secundario y consumo

• Sistemas típicos de aporte energético auxiliar
• Integración energética con otras tecnologías de generación de calor
• Producción solar de ACS: tipos de instalaciones

UD 5 Aplicaciones adicionales de la energía solar térmica

• Introducción
• Apoyo energético a calefacción: tipos de emisores
• Climatización de piscinas
• Aplicaciones industriales de la energía solar térmica
• Refrescamiento solar

UD 6 Dimensionamiento de instalaciones para producción de ACS

• Hoja de necesidades energéticas y datos de partida
• Explicación detallada del método F-CHART para ACS
• Introducción a los algoritmos de simulación por métodos numéricos

UD 7 Montaje de dispositivos, puesta en marcha y mantenimiento

• Instalación de perfilería , dispositivos de sujeción y captadores solares térmi-cos
• Montaje del depósito de acumulación
• Instalación del electrocirculador
• Anclaje de la valvulería
• Ubicación del intercambiador de calor
• Montaje de tuberías y aislamiento térmico
• Posicionamiento del controlador, sensores y actuadores
• Colocación de dispositivos anexos
• Puesta a tierra de la instalación

• Revisión y puesta en marcha final: entrega de la instalación
• Planteamiento general del mantenimiento
• Fundamentos sobre mantenimiento de equipos e instalaciones
• Protocolo de mantenimiento periódico de instalaciones
• Dispositivos avanzados de inspección: cámaras termográficas
• Protocolo de análisis de instalaciones
• Fallos y averías habituales, riesgos y resolución

UD 8 Futuras líneas de I+D en energía solar térmica

• Nuevos desarrollos de captadores solares térmicos
• Mejoras en los sistemas de regulación: lógica difusa
• Análisis exergético y optimización de instalaciones solares

UD 9 Bibliografía, páginas web y revistas técnicas de interés

• Bibliografía asociada a energía solar
• Páginas web de interés relativas a energía solar
• Revistas técnicas del sector

ANEXO. Normativa y legislación de aplicación

• Código Técnico de Edificación: DB HE4
• Pliego de condiciones técnicas del IDAE
• Ordenanzas Solares Municipales de obligado cumplimiento
• Ayudas y subvenciones ICO-IDAE a instalaciones térmicas

MÓDULO IV: ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA

UD 1 Introducción

• Problemática ambiental y papel de las energías renovables
• Tipos de aprovechamiento de la energía solar
• Historia y situación actual de la energía solar en España
• Energética y geometría solar
• Radiación directa y difusa: aparatos de medida
• El cinturón solar

UD 2 Sistemas termosolares de concentración

• Fundamento termodinámico de la energía solar termoeléctrica
• Ciclos termodinámicos aplicados a energía solar termoeléctrica
• Tecnologías termosolares: baja, media y alta temperatura
• Factor de concentración de la radiación solar
• Cónicas y cuádricas notables: propiedades geométricas
• Concentradores cilindro-parabólicos, lentes lineales de Fresnel, captadores de disco y de torre central
• Chimeneas solares

UD 3 Helióstatos: sistema de seguimiento

• Orientación e inclinación de los captadores termoeléctricos
• Fundamentos del seguimiento solar
• Seguimiento en colectores cilindro-parabólicos
• Seguimiento en discos parabólicos y en centrales de torre

UD 4 Fluido caloportador de trabajo

• Características térmicas del fluido caloportador
• Fluidos utilizados en la actualidad

UD 5 Almacenamiento e hibridación de potencia

• Características y ventajas del almacenamiento térmico
• Tipologías de almacenamiento térmico
• Hibridación de instalaciones termosolares con otras tecnologías

UD 6 Conversión de potencia eléctrica y sistemas auxiliares

• Conducciones, aislamientos y grupos de impulsión
• Compresores, soplantes y turbinas
• Valvulería industrial
• Intercambiadores de calor
• Conversión eléctrica: generador
• Regulación, control y monitorización de sistemas termosolares

UD 7 Aspectos económico-financieros de la solar termoeléctrica

• Distribución de costes actuales y perspectivas de crecimiento
• Comparación de tecnologías
• Posicionamiento en el mercado eléctrico español

UD 8 Futuras líneas de I+D solar termoeléctrica

• Optimización de tecnologías y minoración de costes
• Generación directa de vapor
• Mejora de los algoritmos de control: lógica difusa
• Análisis exergético
• Aplicaciones adicionales: producción de hidrógeno

ANEXO Normativa y legislación de aplicación

• Régimen de producción especial: RD 661/2007
• Plan de Energías Renovables: PER 2005-2010

MÓDULO V: ENERGÍA EÓLICA

UD 1 Análisis del recurso eólico: viento y su medición

• Definición de viento
• Tipos de viento
• Velocidad del viento: instrumentos de medida
• Energía útil procedente del viento
• Tratamiento estadístico del viento

UD 2 Fundamentos fluidodinámicos de la energía eólica

• Fuerzas que actúan sobre un perfil
• Acción del viento sobre los álabes: potencia útil y rendimiento
• Teorema de Betz

UD 3 Historia y evolución tecnológica de la energía eólica

• Introducción
• Antecedentes históricos
• Finlandia
• Rusia
• Hungría
• Dinamarca
• Alemania
• Francia
• Países Bajos
• Italia
• Gran Bretaña
• Suecia
• España
• EE.UU.

UD 4 Aerogeneradores: partes, tipología, orientación y regulación

• Partes constitutivas de un aerogenerador
• Clasificación de los aerogeneradores
• Solicitaciones que actúan sobre el rotor
• Materiales constructivos de los álabes
• Soluciones clásicas para regular la velocidad de rotación
• Sistemas de orientación de aerogeneradores
• Tendencias en el diseño de aerogeneradores

UD 5 Parques eólicos: tipología e impacto ambiental

• Definición del concepto parque eólico
• Composición y diseño del parque eólico terrestre
• Composición y diseño del parque eólico marino u “offshore”
• Impacto ambiental de los parques eólicos
• Situación actual del mercado mundial de energía eólica

UD 6 Bibliografía, páginas web y revistas técnicas de interés

• Bibliografía asociada a energía eólica
• Páginas web de interés relativas a energía eólica
• Revistas técnicas del sector

UD 7 Futuras líneas de I+D en energía eólica

• Optimización de instalaciones eólicas
• Nuevos diseños de aerogeneradores
• Aerogeneradores inteligentes para la protección de aves
• Proyectos irrealizables

ANEXO Normativa y legislación de aplicación

• Régimen de producción especial: RD 661/2007
• Plan de Energías Renovables: PER 2005-2010
• Ley 6/2001
• Ley 54/1997
• RD 3/2006
• RD 436/2004
• RD 1432/2002
• RD 1995/2000
• RD 2392/2004

MÓDULO VI: ENERGÍA DE LA BIOMASA

UD 1 Fuentes y tipos de biomasa

• Introducción
• Definición de biomasa y proceso de fotosíntesis
• Fuentes de biomasa según su origen
• Fuentes de biomasa según su estado de agregación
• Usos de las fuentes de biomasa
• Ventajas e inconvenientes de la biomasa

UD 2 Biomasa sólida: pelets, briquetas y astillas

• Biocombustibles sólidos
• Pelets: definición y proceso de combustión
• Briquetas: características físicas
• Astillas: propiedades
• Otros combustibles biomásicos sólidos
• Funcionamiento de una caldera de pelets

UD 3 Biomasa líquida: biodiesel y bioetanol

• Biocombustibles líquidos: ventajas
• Biodiesel: propiedades como combustible
• Bioetanol: características
• Otros combustibles líquidos: aceites vegetales e hidrógeno

UD 4 Biomasa gaseosa: biogás y gas de síntesis

• Biocombustibles gaseosos
• Digestión anaerobia: descripción del sistema
• Proceso biológico de la digestión anaerobia
• Sistemas de digestión anaerobia: tipología
• Principales dispositivos del sistema anaerobio

UD 5 Aspectos económico-financieros de energía de la biomasa

• Potencial energético mundial de la biomasa
• Energía de la biomasa en Europa
• Situación de la biomasa en España

UD 6 Futuras líneas de I+D en energía de la biomasa

• Avances tecnológicos en biomasa sólida: co-combustión.
• Nuevos medios de producción de biocarburantes
• Biocombustibles gaseosos: nuevos motores y nuevos combustibles

UD 7 Bibliografía, páginas web y revistas técnicas de interés

• Bibliografía asociada a energía de la biomasa
• Páginas web de interés relativas a energía de la biomasa

ANEXO Normativa y legislación de aplicación

• RD 430/2004
• Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE)
• Código Técnico de la Edificación (CTE)

MÓDULO VII: ENERGÍA GEOTÉRMICA

UD 1 Calor de la Tierra: origen y mecanismos de propagación

• Introducción
• Formación geológica del planeta Tierra
• Flujo de calor terrestre
• Manifestaciones geotérmicas
• Historia de la energía geotérmica

UD 2 Recursos geotérmicos y niveles entálpicos de energía

• Geotermia y entalpía
• Tipos de recursos geotérmicos: yacimientos energéticos
• Tipos adicionales de yacimientos
• Prospección de recursos geotérmicos

UD 3 Aprovechamiento del calor geotérmico de baja entalpía

• Fundamentos
• El fluido caloportador
• Bomba de calor convencional
• Tipos de emisores térmicos
• Bomba de calor geotérmica

UD 4 Utilización directa del calor geotérmico

• Fundamentos
• Técnicas de captación de recursos geotérmicos
• Entrega del calor geotérmico
• Aplicaciones directas del calor geotérmico

UD 5 Conversión del calor geotérmico en energía eléctrica

• Grupo turboalternador
• Circuito abierto de vapor o tecnología flash
• Circuito cerrado de vapor o de ciclo binario
• Pequeñas centrales de potencia geotérmica
• Producción geotermoeléctrica en el mundo

UD 6 Aspectos económicos de la geotermia en España

• Ventajas de la energía geotérmica
• Posicionamiento actual de la geotermia en España
• Energía geotérmica de muy baja entalpía
• Energía geotérmica de baja, media y alta entalpía

UD 7 Futuras líneas de I+D en energía geotérmica

• Introducción
• Optimización del uso de la geotermia
• Mejora de los recursos de baja entalpía
• Integración con otras tecnologías energéticas

UD 8 Bibliografía, páginas web y revistas técnicas de interés

• Bibliografía asociada a energía geotérmica
• Páginas web de interés relativas a energía geotérmica
• Revistas técnicas del sector

ANEXO Normativa y legislación de aplicación

• RD 863/1985
• ITC Cap. VI. RD 863/1995

MÓDULO VIII: ENERGÍA DEL MAR

UD 1 El mar como recurso energético: estado tecnológico actual

• Introducción
• Conceptos básicos
• Conversión eléctrica: generador
• Estado actual de la tecnología
• Energía del mar en España

UD 2 Energía maremotriz: energía de las mareas

• Caracterización del fenómeno de las mareas
• Energía potencial de las mareas
• Máquinas hidráulicas: turbinas bulbo
• Evolución histórico-tecnológica de la energía maremotriz
• Ciclos de trabajo de centrales maremotrices
• Viabilidad técnica y económica de la energía maremotriz

UD 3 Energía undimotriz: energía de las olas

• Tipos de olas
• Caracterización de olas producidas por el viento
• Oleaje real: energía y potencia de las olas
• Aprovechamiento de la energía undimotriz: generadores OWC

UD 4 Energía de las corrientes marinas

• Aprovechamiento energético de las corrientes marinas
• Tipos de rotores marinos
• Desarrollos tecnológicos adicionales de turbinas
• Otras soluciones alternativas

UD 5 Energía maremotérmica: energía de gradiente térmico marino

• Introducción
• Sistemas C.E.T.O.: caracterización energética
• Evolución histórico-tecnológica de la tecnología C.E.T.O.
• Termodinámica del aprovechamiento maremotérmico
• Ventajas e inconvenientes de plantas C.E.T.O.

UD 6 Futuras líneas de I+D en energía del mar

• Introducción
• Centrales maremotrices en estudio
• Nuevos desarrollos en energía undimotriz
• Investigación de la energía maremotérmica

UD 7 Bibliografía y páginas web de interés

• Bibliografía asociada a energía del mar
• Páginas web de interés relativas a energía del mar

MÓDULO IX: ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

UD 1 Introducción

• El agua como recurso energético
• Historia de la energía hidroeléctrica
• Partes constitutivas de una central hidroeléctrica
• Tipos de centrales hidroeléctricas
• Minicentrales hidroeléctricas

UD 2 Turbinas hidráulicas: generalidades

• Máquinas hidráulicas: tipología y clasificación
• Variables características de las turbinas hidráulicas
• Semejanza entre turbinas hidráulicas: turbina unidad

UD 3 Turbina Pelton

• Fundamentos
• Salto neto
• Triángulo de velocidades
• Descriptiva de las cazoletas
• Curvas características de salto constante
• Turbina Pelton unidad
• Colina de rendimientos

UD 4 Turbina Francis

• Clasificación según tipo de rodete
• Triángulos de velocidades y velocidad específica
• Gráficos y curvas de interés
• Cámara espiral, distribuidor y tubo de aspiración

UD 5 Turbina Kaplan

• Generalidades
• Mecanismo de regulación
• Criterios hidrodinámicos de diseño
• Curvas características

UD 6 Energía minihidráulica

• Introducción
• Ventajas medioambientales y socioeconómicas
• Energía hidroeléctrica, minihidroeléctrica y microhidroeléctrica

UD 7 Aspectos económico-financieros de la energía hidroeléctrica

• Energía hidroeléctrica e impacto ambiental
• Beneficios energéticos de la energía hidroeléctrica
• Aspectos económico-financieros
• Contexto mundial, europeo y nacional

UD 8 Futuras líneas de I+D en energía hidroeléctrica

• Optimización de tecnologías y minoración de costes
• Turbinas de bajo salto
• Perspectivas de desarrollo

UD 9 Bibliografía y páginas web de interés

• Bibliografía asociada a energía hidroeléctrica
• Páginas web de interés relativas a energía hidroeléctrica

ANEXO Normativa y legislación de aplicación

• Régimen de producción especial: RD 661/2007
• Plan de Energías Renovables: PER 2005-2010
• RD 7/2006
• RD 1556/2005
• RD 436/2004

MÓDULO X: ENERGÍA DEL HIDRÓGENO

UD 1 Características físico-químicas del hidrógeno

• Introducción
• Parámetros físico-químicos del hidrógeno
• Evolución histórica del descubrimiento del hidrógeno
• Potencial energético del hidrógeno
• Obtención y producción de hidrógeno

UD 2 Motores de combustión de hidrógeno

• Introducción
• Ventajas e inconvenientes del motor de hidrógeno
• Tipos de motores de hidrógeno
• Depósitos e inyectores de combustible hidrógeno

UD 3 Pilas de combustible: fundamentos y aplicaciones

• Definición y tipos de pilas de combustible
• Antecedentes históricos
• Aplicaciones prácticas
• Ventajas medioambientales

UD 4 Proyectos emblemáticos en el uso del hidrógeno y pilas de combustible

• Calderas de cogeneración mediante pilas de hidrógeno
• Miniaturización de células de combustible
• Diez años de investigación del hidrógeno: General Motors
• Pilas de combustible de carbonatos fundidos

UD 5 Economía del hidrógeno: revolución energética para el futuro

• Introducción
• Aspectos económicos de producción y almacenaje de hidrógeno
• Transición económica hacia el hidrógeno
• Hidrógeno y pilas de combustible en EE.UU.
• Hidrógeno y pilas de combustible en Europa
• Conclusiones

UD 6 Futuras líneas de I+D en energía del hidrógeno

• Líneas de investigación internacionales sobre hidrógeno y pilas de combusti-ble
• Directrices genéricas de investigación

UD 7 Bibliografía y páginas web de interés

• Bibliografía asociada a energía del hidrógeno
• Páginas web de interés relativas a energía del hidrógeno

MÓDULO XI: EFICIENCIA ENERGÉTICA Y TECNOLOGÍAS AFINES

UD 1 ¿Nueva energía renovable?: Energía georotacional

• Introducción
• Bastón georotacional
• Toroide georotacional
• Ventajas de la energía georotacional
• Críticas a la energía georotacional

UD 2 Energía de las descargas eléctricas atmosféricas

• Definición de rayo
• Valorización energética de un rayo
• Primeros pasos para el aprovechamiento energético del rayo
• Almacenamiento y reiniciación de un rayo

UD 3 uturo de la energía atómica: fusión nuclear

• Definición de fusión nuclear y desarrollo histórico
• Proyecto ITER y reactores nucleares de fusión
• Tokamak y Stellarator
• Fusión fría

UD 4 Cogeneración y trigeneración

• Ciclos termodinámicos
• Cogeneración
• Trigeneración

UD 5 Gasificación y combustión limpia del carbón

• Carbón
• Yacimientos de carbón
• Métodos de aprovechamiento tecnológico del carbón
• Gasificación del carbón
• Combustión limpia del carbón

UD 6 Valorización energética de RSU y biometanización

• Definición de RSU: residuos sólidos urbanos.
• Recogida y tratamiento de RSU
• Capacidad energética de los RSU
• Biometanización y compostaje

UD 7 ficiencia energética

• Introducción
• Bioconstrucción y arquitectura bioclimática
• Almacenamiento de la energía
• Naves y edificios industriales
• Bomba de calor
• Calderas de fluido térmico y agua sobrecalentada
• Calderas de vapor
• Mejora en los procesos de combustión
• Hornos
• Máquinas térmicas
• Recuperación del calor de gases
• Recuperación de otros calores residuales
• Secaderos
• Transporte de combustible

UD 8 Captura y almacenamiento de CO2

• Dióxido de carbono: CO2
• Descripción de captura y almacenamiento de CO2
• Fuentes de CO2 capturables y tecnologías disponibles
• Transporte y almacenamiento de CO2
• Críticas al almacenamiento de CO2