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Guía docente 2018-19 - 76112003 - Fundamentos de la energía solar fotovoltaica
| TITULACIÓN: | Máster Univ. en Energías renovables |
| CENTRO: | Centro de Estudios de Postgrado |
| CURSO: | 2018-19 |
| ASIGNATURA: | Fundamentos de la energía solar fotovoltaica |
| NOMBRE: Fundamentos de la energía solar fotovoltaica | |||||
| CÓDIGO: 76112003 | CURSO ACADÉMICO: 2018-19 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 4.0 | CURSO: 1 | CUATRIMESTRE: PC | |||
| WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_134777.html | |||||
| NOMBRE: ALMONACID PUCHE, GABINO | ||
| IMPARTE: Teoría [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
| ÁREA: 785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA | ||
| N. DESPACHO: A3 - A3-437 | E-MAIL: galmona@ujaen.es | TLF: 953212433 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/23910 | ||
| URL WEB: http://www10.ujaen.es/conocenos/departamentos/ingauto/4744 | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6484-8903 | ||
Esta asignatura sirve de
introducción y sienta las bases de los fundamentos
tecnológicos de los sistemas fotovoltaicos; objeto de
estudio del módulo 2 del presente máster, denominado
Energía Solar Fotovoltaica (ESFV).
Para ello, el contenido de la materia consiste en una
introducción generalizada a la energía solar
fotovoltaica en tres grandes apartados. Un preámbulo sobre
los aspectos generales de la conversión de energía,
la radiación solar y la historia, estado actual y
perspectivas de la ESFV. Un segundo bloque profundizando en el
concepto, estructura y principios de funcionamiento de la
célula solar; dispositivo que es la base para la
generación de electricidad solar y por tanto, de los
sistemas fotovoltaicos. Por último, se exponen las nociones
básicas relativas a los fundamentos y dimensionado de un
generador fotovoltaico.
Se recomienda encarecidamente haber cursado alguna asignatura de Física General, revisando especialmente
a) los conceptos relacionados con las magnitudes de potencia y energía, y sus unidades asociadas; y
b) los conceptos básicos de electricidad y teoría de circuitos.
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.| código | Denominación de la competencia |
| CB6 | Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación |
| CB8 | Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios |
| CE05 | Capacidad para entender los principios físicos que regulan el funcionamiento de la célula solar e interpretar las características diferenciales de las tecnologías actuales de células y módulos fotovoltaicos. |
| CE06 | Capacidad para el manejo de un software de simulación de dispositivos fotovoltaicos y dimensionado de los principales elementos de un generador fotovoltaico |
| CE09 | Capacidad de análisis y diseño básico de generadores fotovoltaicos, y de manejo de un software de simulación que permita profundizar en el funcionamiento de los dispositivos fotovoltaicos. |
| CG01 | Capacidad de análisis de problemas, síntesis de soluciones y comunicación oral y escrita de los resultados a distintos públicos. |
| CG02 | Capacidad de buscar y encontrar información de distintas fuentes y para entender el lenguaje y propuestas de otros especialistas. |
| CG04 | Capacidad para elaborar trabajos y exponer sus conclusiones a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades |
| CG07 | Formación para llevar a cabo un aprendizaje autónomo, que se adapta a nuevas situaciones aplicando en la práctica los conocimientos teóricos, y que hace uso de las tecnologías de la información y la comunicación. |
| CT03 | Capacidad de trabajo en equipo, comunicación, crítica y autocrítica. |
| CT04 | Capacidad para examinar fuentes especializadas de conocimiento y adquirir habilidades de aprendizaje autodirigido o autónomo. |
| Resultados de aprendizaje | |
| Resultado R10 | Entender el funcionamiento de la célula solar y aprender a identificar la tecnología empleada en los módulos FV existentes en el mercado. |
| Resultado R9 | Conocer y saber analizar críticamente las diferentes tecnologías de células y módulos FV |
Fundamentos de la Energía Solar Fotovoltaica
BLOQUE 1.- INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA SOLAR FV.
BLOQUE 2.- LA CÉLULA SOLAR. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN.
BLOQUE 3.- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS FV
Desarrollo del contenido
1 Introducción (una semana)
1.1 Introducción general al curso
1.2 Conversión de Energía
1.3 Introducción a la Energía Solar Fotovoltaica
1.4 Historia de la Energía Solar FV
1.5 La Luz Solar
2 Principio de funcionamiento de una célula solar (una semana)
2.1 Cómo transformar la luz en electricidad
2.2 Banda Prohibida - electrones en átomos y moléculas
2.3 Excitación de portadores de carga
2.4 Transporte de portadores de carga
2.5 La unión p-n. La Célula Solar
3 Características eléctricas, comportamiento y diseño de la célula solar (dos semanas)
3.1 Funcionamiento de la célula solar. La curva I-V
3.2 Parámetros externos de una Célula Solar Ideal
3.3 Resistencia serie y paralelo
3.4 Normas de Diseño - Utilización de la banda de energía prohibida, Eficiencia Cuántica Externa,Límite de eficiencia de Shockley-Queisser
3.5 Confinamiento de la luz
4 Introducción a los sistemas fotovoltaicos: componentes, conceptos, aplicaciones y diseño (una semana)
4.1 Sistemas FV: Introducción
4.2 Módulos PV: Parámetros Módulo,orientación e inclinación. Dependencia con la temperatura
4.3 Sistemas fotovoltaicos autónomos
4.4 Sistemas fotovoltaicos conectados a red
5 Caracterización experimental y Herramientas deSimulación (una semana)
5.1 Obtención experimental de la curva I-V de una célula solar
5.2 Medida a sol real de un módulo FV
5.3 Ejemplo de utilización de software libre de simulación (v.g.: PVGIS del JRC-EC)
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
35.0 | 0.0 | 35.0 | 1.4 |
|
A2 - Clases en grupos de prácticas
|
45.0 | 0.0 | 45.0 | 1.8 |
|
| A3 - Tutorías colectivas | 20.0 | 0.0 | 20.0 | 0.8 |
|
| TOTALES: | 100.0 | 0.0 | 100.0 | 4.0 |
La asignatura se desarrollará durante ocho semanas distribuidas de la siguiente forma:
- seis semanas con clases en gran grupo, en sesiones de cuatro horas semanales con la siguiente estructura:
- 1,5 horas de clase expositiva con presentaciones, tipo powerpoint, para desarrollar el contenido de la signatura.
- 1,5 horas de realización de ejercicios numéricos
- 1 hora de debate y discusión sobre un tema relacionado con el contenido de la asignatura.
- Una semana dedicada a trabajos experimentales en grupos reducidos con:
- dos horas de medidas experimentales en laboratorio y en exterior
- dos horas de prácticas de utilización de software de simulación en aula de informática
- Una semana con una sesión de cuatro horas para la presentación de los trabajos monográficos realizados por los alumnos
En la plataforma de docencia virtual de la signatura estará disponible con antelación:(http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_134777.html)
- Las transparencias de las lecciones
- El enunciado de los ejercicios numéricos
- Documentación para los temas de debate
- Instrucciones para la realización de las prácticas experimentales y de simulación
- Instrucciones y temas sugeridos para la realización de trabajos monográficos
La labor de los alumnos para alcanzar los objetivos de aprendizaje de la asignatura comprenderá las siguientes actividades:
- Estudio teórico de las lecciones a través de la documentación entregada (presentaciones de las clases) y bibliografía recomendada.
- Realización de ejercicios propuestos.
- Realización de las prácticas experimentales y elaboración de la memoria de las mismas.
- Desarrollo de un tema monográfico con dos posibilidades:
- Elaboración de un documento sobre el mismo (texto y presentación)
- Crítica del documento y presentación.
Se pueden obtener algunos ejemplos del material docente de la asignatura en:
https://www.dropbox.com/sh/sdh2jtnd40jnlf8/AABco60K60i-VezmgyeFsJ_sa
| ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
|---|---|---|---|
| Conceptos teóricos de la materia | Asistencia y participación | Examen escrito de teoría y problemas | 15.0% |
| Realización de trabajos, casos o ejercicios | Examen escrito sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia | Trabajo escrito sobre un tema relacionado con la asignatura y presentación oral del mismo | 65.0% |
| Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Realización de trabajos, casos o ejercicios | Realización de la práctica experimental o simulación | 20.0% |
La evaluación de los conocimientos y del trabajo del alumno en esta asignatura se realizará mediante tres procedimientos:
1.- A través de la realización por el alumno de un
trabajo monográfico sobre un tema relacionado con esta
asignatura y su presentación oral en clase. Los objetivos de
esta prueba son:
a) incrementar la cultura del alumno sobre temas relacionados
con la asignatura;
b) familiarizar al alumno con la búsqueda de
bibliografía e información
científico-técnica, y
c) Incrementar la capacidad del alumno para la
realización de un trabajo autónomo y su
presentación pública. (Peso 15%)
2.- A traves de la realización de las prácticas experimentales y/o de simulación. Para fijar los conceptos teóricos, tomar contacto con la complejidad de las medidas experimentales y de los dispositivos reales. (Peso 20%)
3.- A través de un examen escrito con preguntas teóricas y resolución de ejercicios numéricos para demostrar los conocimientos adquiridos y el dominio de técnicas de aplicación de los mismos. (Peso 65%)
- Handbook of photovoltaic science and engineering. Edición: Reprinted. Autor: -. Editorial: Chichester: John Wiley & Sons, cop. 2006 (C. Biblioteca)
- Solar cells: operating principles, technology and system applications. Edición: -. Autor: Green, Martin A.. Editorial: Kensington; University of New South Wales, 1998 (C. Biblioteca)
- Electrónica y materiales: dispositivos fotovoltaicos. Edición: -. Autor: Sánchez Quesada, Francisco. Editorial: Madrid: EUDEMA, 1988 (C. Biblioteca)
- Solar cells [Recurso electrónico] : materials, manufacture and operation. Edición: -. Autor: -. Editorial: Oxford:Elsevier Avanced Technology,c2005 (C. Biblioteca)
- Practical handbook of photovoltaics: fundamentals and applications. Edición: Reprinted. Autor: -. Editorial: Oxford: Elsevier, 2005 (C. Biblioteca)
- Solar cells: material, manufacture and operation. Edición: 1st ed., repr. Autor: -. Editorial: Oxford: Elsevier, 2006 (C. Biblioteca)
- Energía solar fotovoltaica. Edición: -. Autor: Castañer Muñoz, Luis. Editorial: Barcelona: Universidat Politécnica de Catalunya, 1995 (C. Biblioteca)
- Applied photovoltaics. Edición: -. Autor: Wenham, Stuart R.. Editorial: [Sydney]: Centre for Photovoltaic Devices and Systems, [19- ] (C. Biblioteca)
- Third generation photovoltaics: advanced solar energy conversion. Edición: -. Autor: Green, Martin A.. Editorial: Berlin ; New York : Springer, 2006 (C. Biblioteca)
- Modelling photovoltaic systems using PSpice . Edición: -. Autor: Castañer, Luis. Editorial: Hoboken : Wiley, cop. 2002 (C. Biblioteca)
- Solar electricity. Edición: 2ª ed., repr. with corr. Autor: -. Editorial: Chichester [etc.]: John Wiley & Sons, 2003 (C. Biblioteca)
- Electricity from sunlight : an introduction to photovoltaics . Edición: -. Autor: Lynn, Paul A. Editorial: Chichester : Wiley, 2010 (C. Biblioteca)
- Electricidad solar: ingeniería de los sistemas fotovoltaicos. Edición: -. Autor: Lorenzo, Eduardo. Editorial: Madrid: Instituto de Energía Solar: Universidad politécnica, 1994 (C. Biblioteca)
- Electricidad solar fotovoltaica. Edición: -. Autor: Lorenzo, Eduardo. Editorial: Mairena del Aljarafe (Sevilla): Progensa, 2006- (C. Biblioteca)
El calendario y programación de la asignatura se puede ver en:
http://grados.ujaen.es/node/113/calendario_horarios