Energía solar y eólica de baja potencia

Introdúcete en las energías alternativas solar, eólica, geotérmica, biomasa y derivadas de mar y sus posibilidades de aprovechamiento.

El módulo tiene como objetivo introducir a los capacitandos al conocimiento de las energías alternativas y a sus posibilidades de aprovechamiento. Se espera también que el capacitando pueda realizar cálculos básicos de proyectos sencillos de aplicación de la energía solar y eólica de baja para su utilización en el hogar y en la industria.

Los capacitandos recibirán material didáctico para leer y ejercitación práctica para resolver con la guía de los profesores. Se organizarán foros de discusión sobre los conceptos básicos y evaluaciones tipo opciones múltiples para guiar el aprendizaje teórico y práctico.

Hoy en día en el mundo moderno todos los países han comenzado a utilizar este tipo de energía así como a sancionar legislaciones que regulen su utilización. Paulatinamente será moneda corriente la aplicación de tecnología de aprovechamiento de los recursos renovables. La sociedad necesita ir conociendo estos conceptos y este módulo intenta acercarlos de una manera práctica y concreta.

Destinatarios del curso

Este curso esta destinado a interesados en los problemas energéticos, los recursos primarios, la eficiencia y las posibilidades de utilización de conceptos novedosos para el área de la energía eólica.

Objetivo general del curso

El objetivo general del módulo consiste en lograr que los capacitandos adquieran los conocimientos de  las distintas posibilidades de utilizar las energías alternativas como por ejemplo la solar, eólica, geotérmica, las derivadas del mar y de la biomasa.

También se intentará transmitir los principios físicos en que se fundamentan las tecnologías de aprovechamiento de los recursos renovables. Los procesos de fabricación de los equipos. Los procedimientos de cálculo para determinar el tamaño del equipamiento para satisfacer demandas puntuales así como cuestiones prácticas acerca de proyectos de instalación, montaje, conexión y mantenimiento de dichos equipos.

En la generación de agua caliente, se desarrollan conceptos de producción con energía solar y su aplicación para el uso sanitario, calefacción de piscinas y calefacción de espacios.

En la generación de electricidad el capacitando aprenderá a calcular la cantidad de paneles necesarios para satisfacer un determinado consumo, y obtendrá un panorama de las últimas tecnologías que se aplican en la Argentina y en el mundo.

En el caso puntual de capacitandos que ya se desempeñen profesionalmente en áreas relacionadas a instalaciones de provisión de energía eléctrica , agua caliente, calefacción de piscinas y de espacios, el módulo brindará los conocimientos necesarios para planificar, ejecutar, poner en marcha y realizar mantenimiento de las instalaciones.

Objetivos específicos del curso

Unidad 1: Introducción a la energía alternativa.
Objetivo: En el lapso de una semana el alumno debe comprender el origen de la energía aprovechable y las generalidades de las tecnologías disponibles para utilizar esta energía.

Unidad 2: Energía solar térmica
Objetivo: En el lapso de una semana el alumno debe conocer las distintas tecnologías para utilizar la energía térmica de la radiación solar, y debe poder dimensionar un sistema hogareño de agua caliente sanitaria y calefacción.

Unidad 3: Energía solar fotovoltaica
Objetivo: En el lapso de una semana el alumno debe comprender el sistema por el cual la radiación solar se convierte en energía eléctrica, y debe poder calcular una instalación fotovoltaica hogareña.

Unidad 4: Energía eólica de baja potencia
Objetivo: En el lapso de una semana el alumno debe comprender el sistema por el cual el viento se transforma en electricidad o trabajo mecánico, y debe poder calcular sistemas eólicos de baja potencia.

Temario

Unidad 1: Introducción a la energía alternativa.

• Concepto  de energía y consumo clasificación de acuerdo a su origen   distintas  formas de obtención  de la  energía. Análisis de cada una de ellas. Ventajas e inconvenientes. Concepto general de aprovechamiento de la energía.
• El sol. La radiación. Constante solar. Radiación Directa. Radiación  difusa. Radiación global. Numero de horas de sol. Valor de la radiación solar.
• Calefacción pasiva.
  • Calefacción solar pasiva.
  • Calefacción solar semiactiva.
  • La casa como colector solar.
  • Uso de la radiación directa.
• Arquitectura solar.
  • Principios básicos. Proyecto de acuerdo al clima.
  • Muro solar o de Trombe-Michael.
  • Pared de agua.
  • Cubiertas energéticas.
  • Cubiertas de agua.
• Biogás
  • Obtención del Biogás
  • Utilización del Biogás.
  • Distintos tipos de digestores.
  • Construcción, producción, funcionamiento.
  • Rendimiento, cantidades, de gas obtenido.
  • Ventajas adicionales.
  • Experiencias desarrolladas.

Unidad 2: Energía solar térmica

• Generación de agua caliente sanitaria y calefacción de espacios y piscinas
  • Efecto invernadero. El colector plano como aplicación del efecto invernadero. Perdidas del colector. Rendimiento. Temperatura de funcionamiento en vacío. Rendimiento máximo.
  • Colector plano con medio liquido. Con absorbedor en serpentín. Con absorbedor de venas fluidas. Con colector plano con tubo de calor. Ventajas en inconvenientes.
  • Colector de aire.
  • Colector concentradores.
  • Colectores económicos.
• Construcción de colectores planos que funcionan con líquido o con  aire.
  • Superficie absorbedora y circuito absorbedor (líquidos)
  • Aislamiento térmico.
  • Cubierta transparente.
  • Carcasa del colector.
  • Disposición contra las heladas, incrustaciones y corrosión de los colectores de agua.
  • Colectores de aire.
  • Conexión de colectores. Serie. Paralelo. Orientación.
  • Rendimiento del colector, máximo, medio.
  • Sistemas de obtención de agua caliente solar.
  • Sistemas de circulación por termosifón.
  • Sistemas de circuito abierto.
  • Toma de agua por gravedad.
  • Inconvenientes del sistema por termosifón de circuito abierto.
  • Sistema por termosifón en circuito cerrado.
  • Sistema con bomba de circulación. Ventajas e inconvenientes.
  • El acumulador de agua caliente y su fabricación.
  • Sistemas combinados de producción de agua caliente solar con  sistema convencional existente.
  • Combinaciones con otras fuentes de energía.
• Calefacción de piscinas con energía solar.
  • Demanda y disponibilidad de energía.
  • Temperatura de las piscinas.
  • La piscina como colector solar.
  • Superficie colectora necesaria.
  • Distintas formas de calefacción de piscinas.
  • Colectores especiales, serpentín de cobre, plástico, polietileno.
  • Perdidas de calor, costos, dimensionamiento.
• Calefacción de locales con energía solar.
  • Radiación incidente en época invernal.
  • Calefacción solar por acumulación.
  • Calefacción activa con colectores solares.
  • Sistema de calefacción solar activa con colectores de aire.
  • Almacenamiento del calor solar, acumuladores.
  • Combinación con sistemas convencionales

Unidad 3: Energía solar fotovoltaica

• Sistemas de Generación Eléctrica Fotovoltaica. Efecto Fotovoltaico.
  • Introducción.
  • Que es un sistema de generación fotovoltaico, aplicaciones, ventajas, composición del mismo.
  • Física y fabricación de los dispositivos fotovoltaicos.
  • El efecto fotovoltaico.
  • Tipos de celdas (Monocristalina, Policristalina, Amorfo)
  • Proceso de fabricación. Ensayo de los módulos.
  • Conceptos eléctricos similitud hidráulica-eléctrica, conexión  en serie y paralelo, potencia, perdidas.
  • Cantidad de energía.
• Elementos de los sistemas fotovoltaicos.
  • Curvas características de las celdas fotovoltaicas.
  • Efecto de los factores ambientales sobre las características de salida, intensidad de radiación, temperatura.
  • Conformación de los sistemas de generación, sistema modulo-carga, modulo-batería, modulo-batería-regulador, sistema completo (batería-inversor).
  • Reguladores, baterías, tipos, inversores CC/CA.
• Dimensionamiento de sistemas.
  • Dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos y banco de baterías.
  • Datos necesarios para dimensionar un sistema.
  • Planilla de dimensionamiento. Calculo del numero de módulos necesarios. Calculo del banco de baterías.
  • Conexionado de módulos.
  • Dimensionamiento de cables de conexión.
  • Tablas de dimensionamiento. Combinación de celdas y sus curvas resultantes.
  • Interacción del dispositivo fotovoltaico con la carga.
• Mantenimiento e instalación.
  • Instalación y mantenimiento.
  • Ubicación y orientación de los módulos.
  • Ubicación del resto del equipamiento.
  • Mantenimiento de módulos y baterías.
  • Técnicas de las instalaciones.

Unidad 4: Energía eólica de baja potencia

• Generación Eólica de baja potencia e instalaciones hibridas Eólicas- Fotovoltaicas
  • Recurso eólico. Cantidad. Relevamiento.
  • Clasificación de maquinas eólicas.
  • Distintos tipos de aeromotores.
  • Producción de energía mecánica.
  • Sistemas de regulación, control, generador, multiplicación.
  • Almacenamiento de energía. Sistemas auxiliares. Complementación.
  • Selección de aerocargadores.

Cronograma

Bibliografía de consulta

• (Mc Cartney, Kevin. Agua Caliente Solar, Blume, 1981
• Lensen, N. y Roodman, D.: Revolución en la construcción. Bakeaz, 1977.
• García Chávez, José R. Viento y Arquitectura. Trillas 1995
• García Chávez, José R. Diseño Bioclimático para el ahorro de energía y confort ambiental integral. 1996
• Otros textos y páginas web.

Profesores y/o tutores

• LUIS WALLACE
• GUILLERMO PITA

) los Currículum Vitae resumidos de los docentes y colaboradores de cada Módulo.

Modalidad y duración

La modalidad es totalmente a distancia a través del Campus Virtual FRBA. Dictado de una clase por módulo (estimativamente) en tiempo real mediante un Aula Virtual Sincrónica (AVS) Las actividades que se realizarán serán:

• Foros de discusión semanal propuestos por el docente
• Consulta al docente a través de e-mail o chat.
• Material de lectura semanal y por unidad temática
• Actividades individuales y/o grupales de aplicación práctica semanal y por unidad temática.
• Evaluaciones semanales y por unidad temática sobre la base de trabajos prácticos de aplicación de los conocimientos adquiridos.

La duración de la especialidad es de 4 semanas y su carga horaria es de 30 hs.

Evaluación

Se requiere la participación en los foros y la aprobación de las evaluaciones propuestas para la acreditación del curso.

Certificación

Se extenderá un certificado de la Secretaría de Cultura y Extensión Universitaria, FRBA, UTN, al finalizar la especialidad. Aquellos cursantes que hayan cumplido y aprobado las actividades de evaluación de todos los módulos que conforman la especialidad, recibirán un certificado de aprobación. Aquellos que, aún habiendo participado activamente en los módulos, no cumplimentaran los requisitos de evaluación, recibirán un certificado de participación en la especialidad.
Asimismo, se extenderán certificados del mismo tenor para cada uno de los módulos (cursos) de la especialidad.

Preguntas