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Guía docente 2021-22 - 76112003 - Fundamentos de la energía solar fotovoltaica
| TITULACIÓN: | Máster Univ. en Energías renovables |
| CENTRO: | Centro de Estudios de Postgrado |
| CURSO: | 2021-22 |
| ASIGNATURA: | Fundamentos de la energía solar fotovoltaica |
| NOMBRE: Fundamentos de la energía solar fotovoltaica | |||||
| CÓDIGO: 76112003 | CURSO ACADÉMICO: 2021-22 | ||||
| TIPO: Obligatoria | |||||
| Créditos ECTS: 4.0 | CURSO: 1 | CUATRIMESTRE: PC | |||
| WEB: https://platea.ujaen.es | |||||
| NOMBRE: RUS CASAS, CATALINA | ||
| IMPARTE: Teoría [Profesor responsable] | ||
| DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
| ÁREA: 785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA | ||
| N. DESPACHO: A3 - 439 | E-MAIL: crus@ujaen.es | TLF: 953212812 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/5725 | ||
| URL WEB: - | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6982-4054 | ||
| NOMBRE: AGUILAR PEÑA, JUAN DOMINGO | ||
| IMPARTE: Teoría | ||
| DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
| ÁREA: 785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA | ||
| N. DESPACHO: 90 - A3-430 | E-MAIL: jaguilar@ujaen.es | TLF: 953212348 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/610 | ||
| URL WEB: http://blogs.ujaen.es/jaguilar/ | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1903-1264 | ||
| NOMBRE: BAENA VILLODRES, FRANCISCO | ||
| IMPARTE: Teoría | ||
| DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
| ÁREA: 785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA | ||
| N. DESPACHO: A3 - 429 | E-MAIL: fbaena@ujaen.es | TLF: 953212432 |
| TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/29795 | ||
| URL WEB: www.eps.ujaen.es | ||
| ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1062-0030 | ||
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
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
2.1 Cómo transformar la luz en electricidad
2.2 Banda Prohibida - Semiconductores
2.3 Excitación de portadores de carga
2.4 Transporte de portadores de carga
2.5 La unión p-n. La Célula Solar
2.6 Ejercicios y consideraciones prácticas
3 Características eléctricas, comportamiento y diseño de la célula solar
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.
3.6 Iniciación a la simulación.
4 Introducción a los sistemas fotovoltaicos: componentes, conceptos, aplicaciones y diseño
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 de Simulación
5.1 Obtención experimental de la curva I-V de una célula solar. Medida a sol real de un módulo FV
5.2 Simulación de una célula solar, módulo y sistema mediante pspice.
5.3 Simulación de una planta fotovoltaica con PVGIS
| ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
|---|---|---|---|---|---|
A1 - Clases expositivas en gran grupo
|
14.0 | 21.0 | 35.0 | 1.4 |
|
A2 - Clases en grupos de prácticas
|
18.0 | 27.0 | 45.0 | 1.8 |
|
| A3 - Tutorías colectivas | 8.0 | 12.0 | 20.0 | 0.8 |
|
| TOTALES: | 40.0 | 60.0 | 100.0 | 4.0 |
La asignatura se desarrollará durante ocho semanas distribuidas de la siguiente forma:
- cinco semanas con clases en gran grupo, en sesiones de cuatro horas semanales con la siguiente estructura: horas de clase expositiva con presentaciones, tipo powerpoint, para desarrollar el contenido de la asignatura, horas de realización de ejercicios numéricos y hora de debate, discusión sobre un tema relacionado con el contenido de la asignatura y presentación de los trabajos monográficos realizados por los alumnos
También se introducen unas sesiones de evaluación a través de test en las que el alumno comprobará sus avances en la asignatura.
- tres semanas dedicadas a medidas experimentales en laboratorio, en exterior y sesiones prácticas de utilización de software de simulación en aula de informática.
| 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 | 50.0% |
| Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Realización de trabajos, casos o ejercicios | Realización de la práctica experimental o simulación | 35.0% |
Asistencia Seguimiento del alumno a través de la evaluación continua a lo largo de todo el curso.
- Participación en actividades presenciales y/o virtuales, (pruebas teórico- prácticas por tema y/o entregas de ejercicios mediante la plataforma docente utilizada por la universidad de Jaén con un 15%
- El 50% de la nota de la asignatura en evaluación continua queda repartido de la siguiente forma: 15% (tres pruebas tipo test) y un 35% se asigna a un trabajo sobre el tema 4 que incluye: desarrollo teórico, presentación del trabajo y participación en la jornada de evaluación grupal.
- El sistema de evaluación de la parte práctica que influye un 35% de la nota de la asignatura queda de la siguiente forma: Realización de las prácticas propuestas e interpretación de las medidas obtenidas en el laboratorio y mediante simulación (10% de asistencia y 25% de memoria de prácticas
NOTA FINAL: Asistencia y participación 15%+ Test y Trabajos, debate y exposiciones 50%+ Prácticas (asistencia 10%+memoria 25%)
- Electricidad solar fotovoltaica. Edición: -. Autor: Lorenzo, Eduardo. Editorial: Progensa (C. Biblioteca)
- Instalaciones fotovoltaicas . Edición: -. Autor: C. Rus ... [et al.]. Editorial: Joxman (C. Biblioteca)
- Electricidad solar fotovoltaica. Edición: [2ª ed.]. Autor: Araújo, Gerardo L.. Editorial: E. T. S. Ingenieros Telecomunicación (C. Biblioteca)
- Handbook of photovoltaic science and engineering edited by Antonio Luque and Steven Hegedus. Edición: Reprinted. Autor: Luque, Antonio, ed. lit.. Editorial: John Wiley & Sons (C. Biblioteca)
- Applied photovoltaics edited by Stuart R. Wenham, Martin A. Green, Muriel E. Watt, Richard Corkish and Alistair Sproul.. Edición: 3rd ed.. Autor: Corkish, Richard, editor.. Editorial: Routledge, an imprint of Taylor and Francis (C. Biblioteca)
- Electrónica y materiales: dispositivos fotovoltaicos. Edición: -. Autor: Sánchez Quesada, Francisco.. Editorial: EUDEMA (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)
- Electricity from sunlight : an introduction to photovoltaics . Edición: -. Autor: Lynn, Paul A. Editorial: Chichester : Wiley, 2010 (C. Biblioteca)
- Solar electricity. Edición: 2nd ed. Autor: Markvart, T., ed. lit.. Editorial: John Wiley & Sons (C. Biblioteca)
- Semiconductor devices physics and technology. Edición: 3rd ed.. Autor: Sze, S. M., 1936-. author.. Editorial: Wiley (C. Biblioteca)
El calendario y programación de la asignatura se puede ver en:
|
|
Materia |
|
20 oct |
Presentación, Tema 1 |
|
27 oct |
Tema2 |
|
3 nov |
Tema2, Tema 3 |
|
10 nov |
Tema 3 |
|
17 nov |
Tema 4 |
|
19 nov |
Tema 5 Práctica de medida |
|
24 nov |
Tema 5 simulación |
|
1 dic |
Tema 5 PVGIS |
|
18 dic |
Examen |
Metodología docente y actividades formativas
Las clases teóricas expositivas en gran grupo en el aula, de 1 hora de duración.
- Presencial al 100%.
(*)El Centro podrá establecer prespecialidad rotativa dependiendo del número de estudiantes y aforo del aula/laboratorio de acuerdo con las medidas sanitarias (clase en el horario y aula/laboratorio asignados a una parte del grupo y retransmisión por videoconferencia al resto, con rotación periódica de estudiantes, según determine el Centro).
- Las clases de laboratorio en sesiones de docencia práctica en grupos reducidos, en el laboratorio.
- Presencial al 50%.
- La tasa de presencialidad podrá ser diferente, en función del número definitivo de estudiantes.
- Las tutorías se llevarán a cabo de forma síncrona, en el horario establecido o de forma asíncrona a través del email o del Meet, previo acuerdo con la profesora.
Recursos
En este escenario, se modificarían, fundamentalmente, los canales de comunicación entre profesorado y alumnado. Se utilizará el ordenador para las clases On-line y examen con micrófono y webcam. Se utilizarán los recursos de Google para realizar formularios (google formulario), entrega de trabajos y herramientas de la plataforma Ilias además de Hangouts Meet de Google y otros recursos como:
Videoconferencia mediante Google Meet o similar.
Pizarra virtual mediante Google Jamboard o similar.
Repositorio de contenidos y foros de discusión mediante la plataforma de docencia ILIAS o similar.
Sistema de evaluación
Mediante una evaluación continua.
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales, se mantiene a través de la entrega en la plataforma Illias con un 15%
El sistema de evaluación de la parte teórica que influye un 50% de la nota de la asignatura queda de la siguiente forma: Realización de pruebas evaluables (con cuestiones y problemas) Para esta prueba final de Conceptos teóricos (cuestiones y problemas) empleando la plataforma online ILIAS, Google Meet y Google form o similar.
El sistema de evaluación de la parte práctica que influye un 35% de la nota de la asignatura queda de la siguiente forma: Realización de las prácticas propuestas e interpretación de las medidas obtenidas en el laboratorio y mediante simulación (10% de asistencia y 25% de memoria de prácticas
Metodología docente y actividades formativas
- Las clases teóricas expositivas en gran grupo pasan a realizarse online de manera síncrona virtual utilizando la aplicación Google Meet, en el horario establecido por el centro para la asignatura.
- Las clases de laboratorio son efectuadas de manera síncrona mediante la entrega de cálculos, simulaciones y análisis de los montajes propuestos por los alumnos mediante envíos en plazo a la plataforma Ilias, en el horario establecido por el centro para la asignatura. Posteriormente se ha realizado una prueba síncrona.
- Las tutorías se llevarán a cabo de forma síncrona, en el horario establecido o de forma asíncrona a través del email o del Meet, previo acuerdo con la profesora.
A1- Clases expositivas en gran grupo. Esta actividad pasa a realizarse de manera virtual síncrona
A2R- Clases en pequeño grupo. Mediante manera virtual síncrona, con entregas en la plataforma.
A3- Tutorías colectivas. Se realizan de manera virtual síncrona.
Recursos
En este escenario, se modificarían, fundamentalmente, los canales de comunicación entre profesorado y alumnado. Se utilizará el ordenador para las clases On-line y examen con micrófono y webcam. Se utilizarán los recursos de Google para realizar formularios (google formulario), entrega de trabajos y herramientas de la plataforma Ilias además de Hangouts Meet de Google y otros recursos como:
Videoconferencia mediante Google Meet o similar.
Pizarra virtual mediante Google Jamboard o similar.
Repositorio de contenidos y foros de discusión mediante la plataforma de docencia ILIAS o similar.
Sistema de evaluación
Mediante una evaluación continua.
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales, se mantiene a través de la entrega en la plataforma Illias con un 15%
El sistema de evaluación de la parte teórica que influye un 50% de la nota de la asignatura queda de la siguiente forma: Realización de pruebas evaluables (con cuestiones y problemas) Para esta prueba final de Conceptos teóricos (cuestiones y problemas) empleando la plataforma online ILIAS, Google Meet y Google form o similar.
El sistema de evaluación de la parte práctica que influye un 35% de la nota de la asignatura queda de la siguiente forma: Realización de las prácticas propuestas e interpretación de las medidas obtenidas en el laboratorio y mediante simulación (10% de asistencia y 25% de memoria de prácticas
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén
Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es
Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.
Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.
Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.
Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.
Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es
Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es
Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.
Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.
Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.
Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.
Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es