Public University of Navarre



Academic year: 2021/2022
Bachelor's degree in Industrial Engineering at the Universidad Pública de Navarra
Course code: 252711 Subject title: WIND AND PHOTOVOLTAIC SYSTEMS
Credits: 6 Type of subject: Optative Year: 4 Period: 1º S
Department: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Lecturers:
SANCHIS GURPIDE, PABLO   [Mentoring ] URTASUN ERBURU, ANDONI (Resp)   [Mentoring ]

Partes de este texto:

 

Module/Subject matter

Módulo MTEE (Módulo de Tecnología Específica Electricidad) / Materia M53 - Generación Eléctrica. 

La asignatura es obligatoria para aquellos estudiantes que cursan la Especialidad Electricidad, dentro del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales.

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Contents

Los contenidos de esta asignatura se centran principalmente en comprender los fundamentos de la energías eólica y solar fotovoltaica. Dentro de ambos tipos de sistemas, se estudia su configuración, la problemática de la integración en red, el funcionamiento aislado, las diferentes arquitecturas y topologías de conversión utilizadas y los sistemas de control. En el caso de los sistemas eólicos, se desarrola el principio de funcionamiento de los generadores eólicos con máquina síncrona y máquina doblemente alimentada. Para los sistemas fotovoltaicos, se estudian las principales topologías de conversión utilizadas en la industria fotovoltaica, con especial atención a las que se conectan a la red mediante transformador. Finalmente, también se presentan los principales aspectos de los mercados eólico y fotovoltaico, tanto a nivel de empresas, implantación, tecnologías, costes y tendencias.

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General proficiencies

CG1: Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial en las  tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial, que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización.

CG2: Capacidad para la dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en el epígrafe anterior.

CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en las  tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.

CG7: Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.

CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

 

 

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Specific proficiencies

CE8-A: Conocimiento aplicado sobre energías renovables.

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Learning outcomes

R1. Entender los fundamentos de la energía eólica.
R2. Entender los fundamentos de la energía solar fotovoltaica.
R3. Entender el principio de funcionamiento de los sistemas de generación de energía eléctrica aislados.
R4. Conocer las diferentes arquitecturas y topologías de conversión utilizadas en los sistemas fotovoltaicos.
R5. Entender el funcionamiento de las principales estructuras de conversión y control utilizadas en los sistemas fotovoltaicos.
R6. Conocer el principio de funcionamiento de los generadores eólicos con máquina síncrona y máquina doblemente alimentada.
R7. Conocer las topologías de conversión utilizadas en la minieólica.
R8. Comprender la diferencia entre generación centralizada y distribuida.

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Methodology

Activity
In classroom
Out of classroom
A-1 Lectures
45
 
A-2 Laboratory sessions
15
 
A-3 Discussions, group mentoring
 
6
A-4 Asessment activities
 
20
A-6 Individual study
 
60
A-7 Exams
4
 
 
 
 
Total
64
86

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Evaluation

Learning outcome
Evaluation system
Weight (%)
Second-chance examination
 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8  Exam: Theory and exercises 80%, divided into two exams (Photovoltaic Systems and Wind Systems), with a 40% weight each. A minimum mark of 4,5 in each exam is required to pass the subject. Yes
 R1, R2, R5, R6  Laboratory sessions: Tests and presentation  20%, divided into the two laboratory blocks (Photovoltaic Systems and Wind Systems), with a 10% weight each. The attendance and participation in the laboratory sessions is required to pass the subject. In case of an unjustified absence, the final mark will be "Absent". No

 

Concerning the second-chance examination, only the failed block will be re-evaluated. Again, a minimum mark of 4,5 in each exam is required to pass the subject.

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Agenda

Block A: Photovoltaic systems
Lesson 1. Market and technology
Lesson 2. Fundaments of the photovoltaic systems
Lesson 3. Electronic-conversion topologies
Lesson 4. Control of the conversion system
Laboratory sessions. Design and simulation of a photovoltaic system
 
Block B: Wind systems
Lesson 1. Market and technology
Lesson 2. Fundaments of the wind systems
Lesson 3. Regulation strategies
Lesson 4. Conversion topologies based on the induction generator
Lesson 5. Conversion topologies based on the synchronous generator
Laboratory sessions. Design and simulation of a wind system

 

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Experimental practice program

The experimental practice program includes the design and simulation of a photovoltaic system and a wind system. The work is developped in the Laboratory of Simulation and in the Laboratory of Power Electronics and Renewable Energies, both located in the Pinos Building, 1st floor.

The program includes a team competition, focusing on the design of an efficient photovoltaic system for a given solar conditions. The winner obtains a mark of 10 in the laboratory sessions of the photovoltaic block.

Finally, the program includes a visit to a factory where the photovoltaic and wind converters are manufactured, with the objective that the students learn about the real applications studied in the lectures.

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Bibliography

Access the bibliography that your professor has requested from the Library.


Basic bibliography

1. Material elaborated by the Lecturers of the Electrical Engineering Area, Public University of Navarre (available through the MiAulario platform).

2. Laboratory instruction elaborated by the Lecturers of the Electrical Engineering Area.

Additional bibligraphy

1. J.L. Rodríguez de Amenedo, J.C. Burgos Díaz, S. Arnalte Gómez, "Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica", Ed. Rueda, Madrid 2003, ISBN:84-7207-139-1

2. Siegfried Heier, "Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems", Ed. John Wiley & Sons, Chichester, 1998, ISBN 0-471-97143-X.

3. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), "Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía solar fotovoltaica", Ed. CIEMAT, Madrid, 2005, ISBN 84-7834-491-8.

4. E. Lorenzo, "Electricidad solar. Ingeniería de los sistemas fotovoltaicos", Ed. PROGENSA, Sevilla, 1994, ISBN 84-86505-45-3.

5. D.W. Hart, "Electrónica de potencia", Ed. Prentice-Hall, 2001, ISBN 84-205-3179-0.

6. N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, "Power Electronics. Converters, Applications, and Design", Ed. John Wiley & Sons, Chichester, England, 1995, ISBN 0-471-58408-8.

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Languages

English

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Location

Sesiones de clases expositivas: aulario.

Sesiones de prácticas: Laboratorio de Simulación y Laboratorio de Energías Renovables, ambos en el Edificio Los Pinos, primera planta.

Tutorías: despacho del profesor.

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