La Física y las Energía Renovables
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LA FÍSICA EN LAS ENERGÍAS RENOVABLES José Manuel Martínez UCV. Jornadas de Investigación y Extensión. Facultad de Ciencias 2015. 14 de Mayo de 2015.
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LA FÍSICA EN LAS ENERGÍAS
RENOVABLES José Manuel Martínez
UCV. Jornadas de Investigación y Extensión.
Facultad de Ciencias 2015.
14 de Mayo de 2015.
OBJETIVO GENERAL
Presentar las áreas en
las que se necesita
investigar y utilizar
los conocimientos de
la física para el
estudio y desarrollo de
las energías
renovables (ER)
PERU: http://edmarfisica.blogspot.com/2011/10/taller-de-investigacion-fisica-aplicada.html
FUENTES DE ENERGÍA
No renovables Renovables
ÁREAS DE APLICACIÓN DE LAS ER
I. Suministro y
demanda de
electricidad.
II. Calentamiento y
refrigeración.
III.Transporte
PARTICIPACIÓN DE LAS ER EN EL
CONSUMO FINAL DE ENERGÍA -2011
http://www.ren21.net/Portals/0/Images/Figures/GSR2014/Figure_1_Estimated_Renewable_Energy_Share_of_
Global_Final_Energy_Consumtion_2012_oNr.jpg
POTENCIAL EÓLICO Y SOLAR DE
VENEZUELA
Fuente: GLOBAL ENERGY NETWORK INSTITUTE (GENI)
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN ER
Renewable Energy Research Association
LAS NECESIDADES DE I+D+I EN ER
El uso de diversas
fuentes de generación
de energía están a
diferentes etapas de
madurez y requieren
diferentes niveles de
I+D+i
Esas necesidades de I+D+i
están relacionadas con:
Los recursos:
características, localización,
acceso, variabilidad en el
tiempo.
La tecnología: materiales,
equipos, sistemas,
eficiencia, costos,
innovaciones.
La interacción con la red
eléctrica.
PRINCIPALES DESAFÍOS
Investigación de la naturaleza y
características de las diversas
fuentes renovables.
Diseño y mejora técnica y
económica de los sistemas de
conversión de energía.
Diseño de componentes,
equipos, sistemas y materiales
adecuados para los diversos
sistemas (económicos, confiables,
ligeros, accesibles, apropiados, de
larga duración y bajo
mantenimiento).
La construcción de modelos
matemáticos para simulación,
diseño, monitoreo y control.
Naturaleza. Fuente de
energía renovable
Conversión primaria
Conversión secundaria
Distribución e
interconexión a la red eléctrica
Usuario final
Naturaleza. Depósito de
residuos
PROCESO GENERAL DE TRANSFORMACIÓN
ENERGÉTICA
Sistemas de regulación y control
Almacenamiento de energía
PRINCIPALES ÁREAS DE I+D+I EN ER
Características de las fuentes en la naturaleza.
Estudio y desarrollo de sistemas de captación de energía.
Evaluación y diseño de procesos y sistemas de conversión de energía.
Estudio, evaluación, mejora y diseño de sistemas, equipos y materiales.
Desarrollo de sistemas de control inteligentes.
Modelos matemáticos y herramientas de simulación.
Características de los materiales.
Métodos e instrumentos de medición y pruebas.
Impactos ambientales.
Integración a la red eléctrica.
Procesos de manufactura.
Estudios económicos.
Estudios sociales, organizativos y políticos.
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA
CALENTADORES SOLARES
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Grandes plantas Pequeñas
plantas
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA OCEÁNICA
ENERGÍA A PARTIR DE BIOMASA
TRAYECTORIAS DE CONVERSIÓN DE
BIOMASA EN ENERGÍA Y COMBUSTIBLES
EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE
EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE.
TEMAS DE INVESTIGACIÓN
POSTGRADO EN INGENIERÍA ÁREA ENERGÍA. IER-
UNAM – MEXICO
HTTP://XML.CIE.UNAM.MX/XML/DOCENCIA/POSG_ING/
Diseño bioclimático:
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Radiación solar y clima en edificaciones Sistemas de acondicionamiento ambiental* Transferencia térmica en edificaciones* Otras*
Geotermia
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Estadística y evaluación de datos* Métodos de exploración geotérmica* Usos directos de los recursos geotérmicos* Otras*
Solar fototermica
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Refrigeración solar* Secado Solar* Colectores concentrados Otras*
Solar fotovoltaica
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Semiconductores* Celdas solares Sistemas fotovoltaicos* Otras*
Procesos y uso eficiente de la energía
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Sistemas de cogeneración* Uso eficiente de la energía* Análisis de punto de pliegue* Otras*
Economía de la energía
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Futuros de la energía* Economia de la energía* Energía y medio ambiente* Otras*
Energía y medio ambiente
Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Energía y medio ambiente* Otras*
MÁSTER EN ENERGÍAS RENOVABLES Y
SOSTENIBILIDAD ENERGÉTICA.
UNIVERSIDAD DE BARCELONA
Obligatorias Créditos
ECTS
Recursos y sostenibilidad 5
Gestión energética sostenible del agua 2.5
Economía y legislación 5
Bases de la ingeniería energética 5 Generación, transporte, distribución y demanda de energía 2.5 Energía solar fototérmica, fotovoltaica y termoeléctrica 2.5
Energía eólica, minihidráulica y marina 2.5
Energía geotérmica. Bomba de calor. 2.5
Biomasa y biocombustibles 2.5
Total créditos del 1er Módulo 30
Optativas (Elegir 6 asignaturas) Créditos
ECTS
Calidad del aire 2.5 Gestión, eficiencia, ahorro y planificación energética 2.5 Gestión energética en sectores no industriales: edificación y transporte 2.5
Sistemas de iluminación eficiente e inteligente 2.5
Materiales y sostenibilidad 2.5
Materiales para la energía I 2.5
Materiales para la energía II 2.5
Física del clima 2.5
Cambio climático 2.5
Seminarios profesionales de energías renovable y sostenibilidad 2.5
Total créditos del 2o Módulo 15
Trabajo de Fin de Máster Créditos
ECTS
Trabajo de Fin de Máster 15
Total créditos del 3er Módulo 15
TOTAL CRÉDITOS 60
UNIVERSIDAD EUROPEA
MÁSTER UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLE - 100% ONLINE HTTP://MADRID.UNIVERSIDADEUROPEA.ES/ESTUDIOS-UNIVERSITARIOS/MASTER-UNIVERSITARIO-EN-ENERGIAS-RENOVABLES-100-
ONLINE
Módulo I. Contexto energético y eléctrico actual
El contexto energético y eléctrico
Energías convencionales
Marco regulador comunitario y nacional
Energías y medio ambiente
Eficiencia energética
Módulo II. Energía hidráulica
Introducción y fundamentos físicos
Equipamiento de las infraestructuras
Sistemas de control, operación y mantenimiento
Proyecto de una central hidráulica
Módulo III. Energía de la biomasa y los
biocombustibles
Conceptos generales
Tratamientos termoquímicos
Tratamientos biológicos
Biocombustibles
Módulo IV. Energía solar fotovoltaica
Introducción
Diseño de sistemas conectados a red
Diseño del sistema de evacuación
Diseño de sistemas aislados
Módulo V. Energía solar térmica y solar
termoeléctrica
Descripción de sistemas térmicos
Criterios de diseño de sistemas térmicos
Descripción de sistemas termoeléctricos
Criterios de diseño de sistemas termoeléctricos
Módulo VI. Energía eólica
Estudio del recurso eólico
Descripción de aerogeneradores
Diseño de parques eólicos en tierra
Integración en red de parques eólicos
Módulo VII. Energías renovables
emergentes
Energía geotérmica
Energía del hidrógeno y pilas de combustibles
Energías del mar: olas y mareas
Módulo VIII. Gestión y desarrollo de
proyectos en energías renovables
Proyectos hidráulicos
Proyectos de biomasa y biocombustibles
Proyectos solares
Proyectos eólicos
Módulo IX. Creación de empresas
Organización y dirección de la empresa
Gestión del producto, marketing y comunicación
Gestión financiera y contable
Creación de Empresas
Módulo X. Proyecto Fin de Máster
http://science.energy.gov/bes/efrc/
Estados Unidos
US. Department of Energy
Wind Energy Research Center (WERC) Wind Energy Research Center (WERC) Wind Energy Research Center (WERC)
Fraunhofer Institutes and Research
Establishments
A total of 66 institutes and
independent research units
Wind power - Solar energy - Bioenergy
Efficient use of energy - Energy-efficient living
Intelligent energy distribution
Compact energy storage
http://www.fraunhofer.de/en/about-fraunhofer.html
new energy
research in
MAPA DE LA INVESTIGACIÓN EN
ENERGÍA EN ESPAÑA
http://www.energia2012.es/sites/default/files/Mapa%20de%20la%2
0investigaci%C3%B3n%20en%20energ%C3%ADa%20en%20Espa
%C3%B1a.pdf
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (24/4/2015)
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY RENEWABLE ENERGY: RD & D Priorities. Insights from IEA Technology Programmes, https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/renewenergy.pdf, OECD/IEA 2006, Paris. (24/4/2015)
EUREC, Research Priorities for Renewable Energy Technology by 2020 and Beyond, https://www.energy.eu/publications/a06.pdf, Bruselas.
La investigación en energías renovables en Francia, http://ressources.campusfrance.org/catalogues_recherche/recherche/es/rech_energies_es.pdf
CENER, Centro Nacional de Energías Renovables, http://www.cener.com/es/energia-eolica/proyectos.asp
CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, http://www.ciemat.es/portal.do;jsessionid=55BFB5ED28D9BF9F073867A5D09314BE?IDM=26&NM=1
CTAER, Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables , http://www.ctaer.com/es
IDEA, Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020 , Madrid 2011, http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11227_PER_2011-2020_def_93c624ab.pdf
Tel.: 0414 2806674
http://innovajmm.bligoo.es
