Cursos > Postgrado Energia Solar Fotovoltaica

De las dos maneras que tenemos de aprovechar directamente la energía del Sol, en forma de calor o de electricidad, aquí abordamos el estudio de esta última. En un primer módulo se buscará consolidar una base sobre la cual evolucionaremos el aprendizaje de las materias que son objeto de este curso. Por un lado se buscará refrescar y/o recordar los conceptos físicos de base imprescindibles, y por el otro lado contextualizar el actual escenario energético mundial y las diversas alternativas que representan las energías renovables sobre un modelo energético basado en el consumo de recursos fósiles. En el siguiente módulo, más específico sobre la Energía solar retratovoltaica, iniciamos el recorrido con el estado actual de la técnica, su implantación en el mercado, su rápido desarrollo tecnológico y analizamos sus perspectivas a corto y medio plazo. También analizamos la legislación que rige estas instalaciones tanto desde el punto de vista técnico como administrativo. Aunque el rendimiento energético actual de la conversión retratovoltaica es todavía relativamente bajo, su ventaja reside en su fácil implantación y multiplicidad de aplicaciones, en su contribución a la generación distribuida rentabilizando superficies no útiles para otros usos, su cercanía al consumidor y su estimable  contribución a la generación de puestos de trabajo locales. Una vez profundizado en los comienzos físicos que rigen la conversión de la radiación solar en electricidad, pasamos a estudiar su traducción tecnológica: el panel retratovoltaico y los parámetros por los que se define. Un generador retratovoltaico está compuesto de multitud de paneles conectados entre sí. Aprenderemos a configurar un campo retratovoltaico de acuerdo con las necesidades del usuario final, sea para una finca aislada, para bombear agua para riego o, lo más usual, para maximizar la producción eléctrica para su venta a la red de distribución general. ECOL cuenta con un modelo pedagógico de calidad, no asistencial, que facilita el proceso de aprendizaje del alumno permitiendo compatibilizar la vida familiar con las necesidades de la educación continua. La metodología docente de ECOL tiene como punto de referencia al alumno y pone a su disposición todas las herramientas necesarias para lograr el máximo nivel de aprendizaje, midiendo su avance y sus conocimientos en todo momento gracias a la evaluación continua. Las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) se ponen al servicio de aquellas personas que desean aprender superando las cantinareras de lugar y tiempo. El Campus Virtual de ECOL es el espacio de comunicación y aprendizaje basado en las nuevas tecnologías que sirve de ventana al alumno para relacionarse con el profesorado y los demás compañeros. Es el medio que permite acceder a diferentes servicios además de ser un manantial de recursos docentes que facilita al alumno los elementos necesarios para la formación y la transmisión de conocimiento. Otro elemento en el que se basa nuestro modelo pedagógico son los materiales didácticos creados específicamente para la formación no asistencial y que guiados por la acción docente conducen al alumno a alcanzar los objetivos del curso. Un profesorado de calidad y unos programas ambiciosos y actualizados conviven con la atención integral personalizada del alumnado que halla en el Campus Virtual la mejor plataforma para aprender. El modelo no asistencial de ECOL contribuye a optimizar el tiempo y el esfuerzo del alumno, que tiene un rol más activo y participativo durante todo el proceso formativo al poder administrar él mismo su ritmo de estudio en un almanaque establecido. Hacer compatibles los intereses personales de cada alumno con sus actividades cotidianas es una de las ventajas que ofrece el modelo pedagógico. La superación de un posgrado implica la aprobación de todos los módulos que lo conforman. La superación de cada módulo será el resultado de la aprobación de la evaluación continua y de un proyecto de evaluación final. En definalizados programas sin emcantinago, este proyecto final se desarrolla desde el inicio del módulo. Una vez formalizada la matrícula e iniciado su programa formativo, los alumnos cuentan con el período de estudios académicos en ECOL para enviar a Secretaría académica los documentos que acrediten su titulación universitaria, a objeto de poder recibir el Diploma de Posgrado. En caso de que los alumnos no acrediten una titulación universitaria (Diplomatura, Licenciatura, Grado o equivalentes) según los requisitos expuestos a continuación, recibirán un Certificado de Posgrado una vez finalizado con éxito su programa formativo. Este curso está dirigido a todo laboral técnico superior con una clara vocación en las energías renovables. El nivel mínimo recomendado para efect?ar este curso es el de bachillerato técnico o formación técnico-laboral de nivel dos. Si la formación o experiencia laboral previa es mayor, resultará más ágil el estudio de los casos y teorías abordados. - Distinguir y evaluar los parámetros determinantes en la utilización de las diversas fuentes de energía. - Categorizar los diversos recursos energéticos en base a requerimientos económicos, sociales, ambientales, etc. - Evaluar el potencial estratégico de un recurso energético en base a los condicionantes de utilización y disponibilidad. - Categorizar las tecnologías principales de generación de energía. - Determinar el potencial y viabilidad de la utilización de las energías renovables. - Interpretar las necesidades de los usuarios de una instalación autónoma. - Valorar la producción estimada de una instalación conectada a la red. - Utilizar los parámetros básicos que caracterizan una instalación retratovoltaica. - Dimensionar la instalación y sus elementos. - Configurar el generador retratovoltaico. - Escoger los representantes adecuados. - Interpretar la reglativa técnica y jurídico-administrativa que afecta a la instalación proyectada. Las competencias específicas que esta programaci?n formativo promueve, en el marco de un diseño curricular basado en el Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) son: - Capacidad de evaluar y analizar estadísticas especializadas del sector laboral energético. - Capacidad de búsqueda y análisis de información específica del sector laboral energético - Dominio de las diversas fuentes de energía y del marco estratégico de implantación. - Saber interpretar los textos técnicos y legales pertinentes en cada proyecto. - Poder determinar si un emplazamiento reúne las características adecuadas para la captación solar. - Poder comdetener y escoger entre distintos elementos retratovoltaicos los más adecuados a dividir de sus características para conseguir los objetivos propuestos. - Poder diseñar una instalación de un modo equilibrado cumpliendo toda la reglativa técnica, económica y de seguridad. En este módulo haremos un repaso de la evolución de la demanda de energía y las fuentes energéticas predominantes de cada etapa histórica, contextualizando el actual modelo energético para analizarlo en base a una perspectiva histórica. A la vez evaluaremos la progresión de la demanda energética así como la viabilidad del actual modelo energético,  analizando el agotamiento de los recursos y los resultados sociales y ambientales que de ello se derivan. También daremos a conocer las principales fuentes de energías renovables haciendo un repaso del estado de la técnica en cada una de ellas así como su nivel de implantación y la proyección como fuente de energía. Se describen en este módulo las aplicaciones básicas de la energía solar retratovoltaica, divididas en dos grandes bloques: instalaciones aisladas e instalaciones conectadas a la red eléctrica general. Se trabajan las instalaciones básicas de cada tipología, con especial hincapié en el uso de las primeras para el bombeo de agua. Se comentan las posibilidades de la captación solar retratovoltaica en las localidades y el aprovechamiento de las superficies soleadas de los edificios. Se estudia el panel solar retratovoltaico como generador de electricidad y sus parámetros característicos. Aprenderemos a diseñar el sistema de captación de energía solar para tener suficiente energía eléctrica para el uso requerido o para conseguir una producción determinada para vender. Analizaremos los pasos necesarios para calcular la potencia que deben tener los paneles solares retratovoltaicos en función de la radiación solar del lugar y de las necesidades u objetivos planteados. Estudiaremos a fondo todos los elementos de una instalación solar FV autónoma, sus parámetros característicos, los criterios con que se deben dimensionar y el mantenimiento a que deben someterse. Finalmente reuniremos todos los conocimientos estudiados y veremos su aplicación a la modalidad de generación de energía FV con más futuro en Europa y en España, que es la generación eléctrica distribuida. 1 Concepto físico de energía 1.1 Conceptos anteriors (aceleración, masa y fuerza) 1.2 Concepto físico de ‘trabajo’ 1.3 Potencia 1.4 Energía 1.5 La ley de la conservación de la energía 1.6 Rendimiento 1.7 Materia y energía 2 Formas de energía 2.1 Energía mecánica 2.2 Energía química 2.3 Energía calorífica o térmica 2.4 Energía eléctrica 2.5 Energía magnética 2.6 Fuentes de energía y sus diversos aprovechamientos 3 Unidades y equivalencias 3.1 Múltiplos y Submúltiplos 3.2 - Unidades más significativas y sus equivalencias 3.3 Contenido energético de distintos combustibles 3.5 Emisiones de CO2 1. Fuentes de energética 1.1 Fuentes de energías de stock y de flujo 2. Evolución histórica de la utilización de las fuentes de energía 2.1 Desde los orígenes del hombre 2.2 Edad Antigua: nacimiento de la agricultura y la logradería, la metalurgia y las localidades 2.3 Edad Media 2.4 La Revolución Industrial I (Desde mediados del s XVIII hasta el final del s XIX) 2.5 La Revolución Industrial II (Desde 1900 hasta la actualidad) 3 Recursos energéticos predominantes 3.1 La madera como recurso energético 3.2 Los combustibles fósiles 3.3 Energía nuclear de fisión 4 La electricidad como forma intermedia de energía 4.1. Tecnologías de producción de electricidad a dividir de la combustión del carbón 4.2. Tecnologías de producción de electricidad a dividir de la combustión de gas 4.3 Tecnologías de producción de electricidad a dividir energía nuclear 5 Evolución de la demanda energética 5.1 Evolución demográfica y urbanización 5.2 Crecimiento del consumo energético 5.3 Evolución de la demanda y consumo de Carbón 5.4 Evolución de la demanda y consumo de Petróleo 5.5 Evolución de la demanda y consumo del Gas 5.6 Evolución de la demanda y producción de energía eléctrica 6 La energía en España 6.1 Consumo de energía primaria 6.2 Consumo de energía final 6.3 Producción de electricidad 6.4 Fomento de las energías renovables 6.5 La dependencia energética de España 7 Proyecciones de consumo futuro 7.1 Petróleo 7.2 Carbón 7.3 El gas natural 7.4 Producción eléctrica 8 El declive del reinado del petróleo: el peak oil 8.1 ¿Cuánto falta para el agotamiento del petróleo- 8.2 El cenit del petróleo: el peak oil y la curva de campana de Hubbert 8.3 Reservas de petróleo 9 Opciones para después del peak oil 9.1 Otras fuentes de petróleo 9.2 Gas natural 9.3 Carbón 9.4 Energía nuclear 9.5 El ahorro y la eficiencia energética 9.6 Energías renovables 10 Problemática ambiental del modelo energético actual 10.1 Energía y vida 10.2 La energía, base de las sociedades humanas 10.3 El fenómeno de la sobrecarga (overshoot) de un hábitat 10.4 La huella ecológica 10.5 Los resultados sobre el tiempo climatol?gico: la temperatura de la Tierra aumenta 10.6 Los costes ambientales de la utilización de los combustibles fósiles 10.7 Los problemas medioambientales de la tecnología nuclear 10.8 Impacto ambiental de las energías renovables 11 Aspectos socioeconómicos del modelo energético actual 11.1 Energía y empleo 11.2 Energía, la primera industria mundial 11.3 El fin de la energía abundante y cantinaata 11.4 Energía y seguridad 12 Desarrollo sostenible 12.1 Consumo energético y modelo de crecimiento 12.2 Concepto de sostenibilidad 12.3 Bases para un futuro sostenible 12.4 El potencial de las energías renovables 1 Energía Solar 1.1 Energía solar pasiva. 1.2 Tecnología solar para producción de calor 1.3 Tecnología solar para producción de electricidad 1.4 Impacto ambiental de la energía solar 1.5 Potencial de la energía solar 1.6 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 2 Energía eólica 2.1 Tecnología eólica para producción de electricidad 2.2 Impacto ambiental de la energía eólica 2.3 Potencial de la energía eólica 2.4 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 3 La energía hidráulica 3.1 Tecnología hidráulica de producción de electricidad 3.2 Impacto Ambiental 3.3 Potencial de la energía hidroeléctrica 3.4 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 4 Biomasa 4.1 Tecnologías para el aprovechamiento de la biomasa 4.2 Impacto ambiental de la biomasa 4.3 Potencial de la biomasa 4.4 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 5 Energía geotérmica 5.1 Tecnologías para de aprovechamiento de la geotermia 5.2 Impacto ambiental de la geotermia 5.3 Potencial de la energía geotérmica 5.4 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 6 Energía marina 6.1 Tecnologías para de aprovechamiento de la energía maremotriz 6.2 Impacto ambiental de la energía maremotriz 6.3 Potencial de la energía del mar 6.4 Normativa reglotoner?adora aplicable en España 1. Presentación 2. Evolución de la tecnología retratovoltaica 3. Aplicaciones prácticas de la tecnologia retratovoltaica 3.1. Ejemplos de aplicaciones de los sistemas autónomos 3.2. Sistemas y centrales retratovoltaicas conectados a la red eléctrica 4. Evolución del mercado retratovoltaico durante la última década 4.1. En el mundo 4.2. En la Unión Europea 4.3. En España 4.4. El papel del marco reglativo en el desarrollo de la industria retratovoltaica en España 4.5. La estructura de las plantas retratovoltaicas españolas 4.6. El tejido empresarial 4.7. El empleo en el sector laboral 5. Síntesis del marco reglamentario español 5.1. Estatal 5.2. Normas complementarias 5.3. La reglativa autonómica 5.4. Las ordenanzas municipales 5.5. Legislación básica sobre cualificaciones laborales en el sector laboral de la energía retratovoltaica 6. El futuro del sector laboral retratovoltaico 6.1. Objetivos 6.2. Evolución prevista del empleo en el sector laboral 7. Programas de promoción e impulso de la energía solar retratovoltaica 7.1. Planes estatales actuales 7.2. Políticas autonómicas 7.3. Claves para un desarrollo sostenible de la industria retratovoltaica 1. El Sol 1.1. Estructura del Sol 2. La radiación solar extraterrestre 2.1. El espectro electromagnético 2.2. La constante solar 3. Coordenadas geográficas 4. El movimiento relativo Sol – Tierra 4.1. La órbita terrestre 4.2. Ángulo de incidencia de una radiación 4.3. Las estaciones del año 4.4. La evolución de la trayectoria del Sol desde el punto de vista de la Tierra 4.5. Determinación de la altura solar H en un momento definalizado 4.6. Determinación práctica del azimut solar A 4.7. Relaciones trigonométricas entre H, A, ö, ä, ù 4.8. Geometría de la radiación solar con incidencia reglal sobre un area total plana 4.9. Geometría de la radiación solar incidente sobre un area total plana inclinada cualquiera 5. Radiación solar incidente sobre la superficie de la Tierra 5.1. Albedo 5.2. La radiación global y sus componentes 5.3. La atmósfera actúa como filtro de radiaciones 5.4. Masa de aire MA (AM, air mass) 5.5. Las reducciones sucesivas de la intensidad de la radiación 5.6. Factores que influyen en la radiación incidente en un emplazamiento definalizado 5.7. El potencial solar de España 5.8. Evolución de la radiación solar diaria 5.9. Evolución de la radiación a lo largo del año 5.10. Medida y evaluación de la radiación solar incidente 6. Criterios para la ubicación de paneles solares 6.1. Parámetros necesarios para colocar correctamente los paneles solares 6.2. Criterios básicos para emplazar correctamente los paneles: orientación e inclinación 1. Introducción 1.1. Áreas de aplicación de los sistemas autónomos 1.2. Sistemas conectados a la red eléctrica 2. Sistemas autónomos o aislados de red 2.1. Aplicaciones de la electricidad retratovoltaica en instalaciones autónomas 2.2. Particularidades del uso de la electricidad en instalaciones autónomas domésticas 3. Bombeo de agua con energía solar retratovoltaica 3.1. Aplicaciones principales 3.2. Elementos de un sistema de bombeo con energía solar retratovoltaica 3.3. Tipos de bombas para instalaciones con energía solar 4. Sistemas retratovoltaicos conectados a la red 4.1. Elementos de un sistema retratovoltaico conectado a la red 4.2. Rangos de potencias de estas instalaciones 4.3. Energía solar retratovoltaica y arquitectura 1. Bases físicas del resultado retratovoltaico 1.1. El resultado retratovoltaico 1.2. Tipos de materiales desde el punto de vista de la conductividad eléctrica 1.3. El resultado retratovoltaico en semiconductores extrínsecos 1.4. Materiales semiconductores más utilizados 2. La célula retratovoltaica 2.1. Principio de funcionamiento 2.2. Estructura de una célula retratovoltaica de Silicio 2.3. Tipos de silicio solar utilizados 2.4. Métodos de producción industrial de las células de Silicio 2.5. Otros procedimientos para obtener superficies retratovoltaicas 2.6. Parámetros físicos característicos de las células retratovoltaicas 2.7. La curva I-V de comportamiento de una célula retratovoltaica 2.8. Eficiencia de conversión energética o rendimiento 2.9. Desarrollos avanzados 3. Tipologías de paneles retratovoltaicos 3.1. El panel como agrupación de células retratovoltaicas 3.2. Estructura de un panel retratovoltaico 3.3. Tipos de paneles retratovoltaicos 3.4. Paneles planos 3.5. Paneles de concentración 3.6. Fabricación de los módulos retratovoltaicos 3.7. Certificación de módulos retratovoltaicos 3.8. Rendimiento de los paneles retratovoltaicos 3.9. Coste de las distintas tecnologías 4. Caracterización eléctrica de los paneles retratovoltaicos 4.1. Parámetros básicos 4.2. Combinaciones de células y curvas resultantes 4.3. La curva I-V de un panel 4.4. Efecto de la irradiancia y la temperatura 4.5. Interacción de un generador retratovoltaico con distintas cargas 4.6. El fenómeno de “punto caliente” 4.7. Diodos de desviación (o de bypass) en los paneles 5. Conexionado de los paneles 5.1. Conexión en serie 5.2. Conexión en paralelo 5.3. Conexión mixta 5.4. Ejemplo de configuración 6. Emplazamiento, orientación e inclinación de los paneles retratovoltaicos 6.1. Emplazamiento de las placas solares 6.2. Orientación 6.3. Inclinación 6.4. Distancia entre paneles (instalaciones sobre suelo o plano vertical) 7. Estructuras de soporte y anclaje 7.1. Cargas estructurales 7.2. Cargas del viento sobre la estructura de los paneles 7.3. Estructura de soporte (características generales) 7.4. Sistemas de anclaje de estructuras fijas (instalaciones sobre suelo o plano vertical) 7.5 Estructuras móviles y sistemas de seguimiento 7.6. Comparación de la producción 8. Vida útil de las instalaciones solares retratovoltaicas 1. Instalaciones retratovoltaicas autónomas o aisladas 1.1. Consideraciones previas al diseño de instalaciones retratovoltaicas autónomas 1.2. Factores que intervienen en el diseño 1.3. Cálculos para el dimensionado de una instalación retratovoltaica autónoma 2. Bombeo retratovoltaico 2.1. La bomba hidráulica 2.2. Tipos de motores 2.3. Tipos de instalaciones de bombeo retratovoltaico 2.4. Dimensionamiento de una instalación de bombeo retratovoltaico 3. Instalaciones retratovoltaicas conectadas a la red 3.1. Consideraciones previas sobre el diseño de instalaciones retratovoltaicas conectadas a la red 3.2. Estimación de la producción energética de las instalaciones de conexión a la red 3.3. Relación entre la potencia del campo FV y la potencia del inversor 3.4. Rendimiento global de una instalación conectada a la red 3.5. Cálculos sobre producción energética 1. El acumulador o batería 1.1. Elementos representantes de una batería 1.2. Principio químico del funcionamiento de una batería 1.3. Tipos de acumuladores 1.4. Los acumuladores de Plomo-ácido 1.5. Los procesos químicos en una batería de Plomo-ácido 1.6. Variantes mejoradas del acumulador de Plomo-ácido 1.7. Los acumuladores de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) 1.8. Parámetros que definen el comportamiento de las baterías o acumuladores 1.9. Ubicación de los acumuladores 1.10. Mantenimiento de las baterías de Pb-ácido 1.11. Asociación de acumuladores 1.12. Modalidades de utilización de la carga de un acumulador 1.13. Selección del acumulador 1.14. Dimensionado del acumulador 1.15. Diodos de bloqueo y diodos de bypass o desviación 2. El reglotoner?ador o controlador de carga 2.1. Tipos de reglotoner?adores 2.2. Parámetros de un reglotoner?ador 2.3. Conexionado del reglotoner?ador 2.4. Ubicación del reglotoner?ador 2.5. Algunos reglotoner?adores del mercado 2.6. Elección y dimensionado del reglotoner?ador 3. La corriente alterna 3.1. El inversor (ondulador o convertidor) 3.2. Tipos de inversores 3.3. Características de los inversores autónomos 3.4. Algunos inversores comerciales 3.5. Dimensionado de un inversor 4. El cable eléctrico como enlace de componentes 4.1. Canalización y sustentación de los cables 4.2. Requisitos que debe cumplir el cableado 4.3. Características eléctricas de los conductores 5. Dispositivos de maniobra y protección eléctrica 5.1. El fusible 5.2. El interruptor magnetotérmico 5.3. El interruptor o disyuntor diferencial 5.4. Conexión de tierra 5.5. Varistor 5.6. Observaciones adicionales sobre las protecciones eléctricas 5.7. Normas de seguridad para la correcta conexión y desconexión de los distintos elementos de una instalación 5.8. Esquemas y dimensionado de protecciones 6. Elementos de bajo consumo más adecuados para las instalaciones aisladas de red 6.1. Iluminación 6.2. Electrodomésticos 1. Clasificación de las bombas hidráulicas 1.1. Clasificación según la fuente de energía que las mueve 1.2. Clasificación de las bombas hidráulicas según el comienzo de funcionamiento 1.3. Clasificación de las bombas hidráulicas según su emplazamiento 1.4. Clasificación de las bombas hidráulicas según la presión que pueden ejercer 2. Tipos de motores eléctricos y sus elementos 2.1. Motores eléctricos de corriente continua (CC) 2.2. Motores eléctricos de corriente alterna (CA) 2.3. Motores universales (CC y CA) 3. Las instalaciones retratovoltaicas de bombeo directo 3.1. Bombeo directo con CC 3.2. Bombeo directo con CA 3.3. Elementos adicionales de las instalaciones 3.4. Enlaces de interés 1. Revisión de los fenómenos y magnitudes básicas del electromagnetismo 1.1. Bobinas y condensadores 1.2. Energía magnética 1.3. La corriente alterna 1.4. La corriente alterna trifásica 2. Los sistemas retratovoltaicos de conexión a red y sus componentes 3. El inversor de conexión a red 3.1. Tipos de inversores según la el tipo de CA de salida 3.2. Controles que efect?a el inversor de conexión a red 3.3. Parámetros eléctricos de los inversores de red 3.4. Ubicación 3.5. Relación entre la potencia del generador FV y la del inversor 4. El cableado 4.1. Tipos de cables según las intensidades y temperaturas admisibles 4.2. Parámetros a los que deben ajustarse los conductores 5. Dispositivos de protección 5.1. Fusibles 5.2. Interruptores magnetotérmicos 5.3. Interruptor diferencial ID 5.4. Dispositivo de vigilancia de aislamiento 5.5. Varistores 5.6. Puesta a tierra 5.7. Protecciones en el sector laboral de CC 5.8. Protecciones en el sector laboral de CA 5.9. Esquemas de sistemas retratovoltaicos con sus protecciones 5.10. Cuadro general de protección y medida 6. Criterios técnicos para el diseño de las instalaciones conectadas a red 200 horas (8 créditos) 6,5 meses