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Academic Year/course: 2022/23

636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency

66370 - Solar Thermal Power Plants


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
66370 - Solar Thermal Power Plants
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency
ECTS:
3.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

Introduction to Concentrating Solar Power Plants

- Current state worldwide

- Peculiarities of the subsystems: thermal collectors and storage systems.

- Basic technical calculations

- Financial analysis and comparison with PV power

1.2. Context and importance of this course in the degree

This subject is included in the thermal systems optional module taught during the first year's second semester. The subjects of this optional module allow the student to intensify their skills and specialize in technologies related to renewable energies and energy efficiency concerning thermal systems.

After completing the subjects of the first semester, students must complete 30 ECTS of the specialization module to complete the training in renewable energies and energy efficiency. To obtain the "Thermal Systems" specialization, the student must complete at least 24 ECTS in subjects of this module and complete the TFM in the said specialization.

1.3. Recommendations to take this course

The ideal is to have completed the compulsory subject of the same master's degree "Solar Energy", or failing that, contents of Renewable Energies of degrees or masters.

2. Learning goals

2.1. Competences

General

CG4.- Follow the technological evolution of renewable energies and have prospective knowledge of this evolution.

CG5.- Apply knowledge of advanced sciences and technologies to the professional or investigative practice of efficiency.

CG7.-Assess the application of emerging technologies in energy and the environment.

CG8.- Develop the ability to advise on the best way or channel to optimize energy resources concerning renewable energies.

Specific

CE2.- Develop and execute renewable energy projects.

CE5.- Identify energy management, improvement and optimization processes in industry.

CE6.- Evaluate energy-saving techniques in the domestic and tertiary sectors.

CE10.- Plan solar exploitation systems (thermal and electrical).

2.2. Learning goals

In this subject an Introduction to solar concentration power plants is carried out, with the following learning outcomes:

-      Current state of the world

-      Peculiarities of the subsystems: thermal collectors and storage systems.

-      Basic technical calculations

-      Financial analysis and comparison with PV power

2.3. Importance of learning goals

This subject is included in the thermal systems optional module taught during the first year's second semester. The subjects of this optional module allow the student to intensify their skills and specialize in technologies related to renewable energies and energy efficiency concerning thermal systems.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

Continuous assessment:

Group work will be carried out on the dimensioning and technical and financial performance of a solar thermal power plant. This will be scored on 30% of the final grade, being necessary a grade higher than 4/10

Each student will be examined by making variations of data or procedures on the work done in the group. The exam will score 70% of the final grade, requiring a grade higher than 4/10

Global evaluation:

An examination about dimensioning and thermal and financial performance of a solar thermal power plant.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

Oral presentations and supervised teamwork.

4.2. Learning tasks

Oral presentations and supervised teamwork.

4.3. Syllabus

1. Introduction to solar thermal power plants. History, current situation, and general types. Basic operating equations.

Descriptive of plants: solar field, power systems, thermal storage systems:

2. Parabolic trough power plants. Steam cycle plants. Hybridization with CCTG (ISC)

3. Solar tower power plants and heliostat field. Saturated steam, superheated steam and molten salt plants.

4. Fresnel concentrator plants.

5. Other types abandoned or under development. Tower with ground reflection. Steerable parabolic dishes and Stirling motors. Solar ovens. Solar chimney.

Solar plant calculations:

Solar data. PVGIS database. Selection and transformation of values. Electricity market data. Reliable financial data sources on the Internet.

4.4. Course planning and calendar

De acuerdo a los calendarios, horarios y convocatorias oficiales del centro.

Fechas de entrega de trabajos y examen de evaluación continua a fijar con los estudiantes.

4.5. Bibliography and recommended resources

M. Romero-Álvarez, E. Zarza, 2007. “Concentrating Solar Thermal Power”, en Handbook of Energy Efficiency and Renewable Energy, Cap. 21, Taylor and Francis

K. Lovegrove, W. Stein (Eds.), 2012. Concentrating solar power technology. Principles, developments and applications. Woodhead Publishing

Z. Wang, 2019. Design of Solar Thermal Power Plants. Chemical Industry Press: Academic Press


Curso Académico: 2022/23

636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

66370 - Plantas termosolares


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
66370 - Plantas termosolares
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética
Créditos:
3.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

Introducción a las plantas de potencia de concentración solar

- Estado actual mundial

- Particularidades de los subsistemas: colectores térmicos y sistemas de almacenamiento.

- Cálculos técnicos básicos

- Análisis financiero y comparación con potencia PV

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se engloba dentro del bloque optativo de sistemas térmicos que se imparte durante el segundo semestre del primer curso. Las asignaturas que configuran dicho bloque permitirán al estudiante intensificar sus competencias y especializarse en algunas de las tecnologías relacionadas con las energías renovables y la eficiencia energética desde el punto de vista de los sistemas térmicos.

Después de cursar las asignaturas del primer semestre, los estudiantes deberán cursar 30 ECTS del módulo de especialización con el fin de completar la formación en energías renovables y eficiencia energética. Para obtener la especialidad “Sistemas térmicos”, se requerirá haber cursado al menos 24 créditos en asignaturas de esta materia y haber realizado el TFM en dicha especialidad.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Lo ideal es haber cursado la asignatura obligatoria del mismo máster "Energía solar", o en su defecto contenidos de Energías Renovables de grados o másteres.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Básicas y generales

CG4.- Seguir la evolución tecnológica de las energías renovables y tener conocimiento prospectivo de esta evolución. 

CG5.- Aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías avanzadas a la práctica profesional o investigadora de la eficiencia. 

CG7.-Valorar la aplicación de tecnologías emergentes en el ámbito de la energía y el medio ambiente. 

CG8.- Desarrollar la capacidad para asesorar sobre la mejor forma o cauce para optimizar los recursos energéticos en relación con las energías renovables. 

Específicas

CE2.- Desarrollar y ejecutar proyectos de energías renovables.  

CE5.- Identificar los procesos de la gestión, mejora y optimización energética de la industria. 

CE6.- Evaluar las técnicas de ahorro energético en el sector doméstico y terciario.

CE10.- Planificar sistemas de aprovechamiento solar (térmico y eléctrico).

2.2. Resultados de aprendizaje

En esta asignatura se realiza una Introducción a las plantas de potencia de concentración solar, con los siguientes resultados de aprendizaje:

    • Estado actual mundial
    • Particularidades de los subsistemas: colectores térmicos y sistemas de almacenamiento.
    • Cálculos técnicos básicos
    • Análisis financiero y comparación con potencia PV

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

 Las asignaturas que configuran este bloque optativo permitirán al estudiante intensificar sus competencias y especializarse en algunas de las tecnologías relacionadas con las energías renovables y la eficiencia energética desde el punto de vista de los sistemas térmicos.

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3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Evaluación continua:

Se llevará a cabo un trabajo por grupos sobre dimensionamiento y rendimiento técnico y financiero de una central termosolar. Este se puntuará sobre un 30 % de la nota final, siendo necesaria una nota superior a 4/10

Cada estudiante se examinará realizando variaciones de datos o de procedimiento sobre el trabajo realizado en el grupo. El examen puntuará un 70 %  de la nota final, siendo necesaria una nota superior a 4/10

Evaluación global:

Un examen sobre dimensionamiento y rendimiento térmico y financiero de una central termosolar.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

Clases magistrales y trabajo en grupos supervisado.

4.2. Actividades de aprendizaje

Clases presenciales y trabajo en grupos supervisado.

4.3. Programa

1.Introducción a las centrales termosolares. Historia, situación actual y tipos generales. Ecuaciones básicas de funcionamiento.

Descriptiva de centrales: campo solar, sistemas de potencia, sistemas de almacenamiento térmico.

2. Centrales de canal parabólico. Centrales de ciclo de vapor. Hibridación con CCTG (ISC)

3. Centrales de torre solar y campo de heliostatos. Centrales de vapor saturado, vapor sobrecalentado y sales fundidas.

4. Centrales de concentrador Fresnel. 

5. Otros tipos abandonados o en desarrollo. Torre con reflexión al suelo. Platos parabólicos orientables y motores Stirling. Hornos solares. Chimenea solar.

Cálculos de centrales.

Datos solares. Base de datos PVGIS. Selección y transformación de valores. Datos sobre mercado eléctrico. Fuentes de datos financieros fiables en Internet. 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

De acuerdo a los calendarios, horarios y convocatorias oficiales del centro. 

Fechas de entrega de trabajos y examen de evaluación continua a fijar con los estudiantes.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

M. Romero-Álvarez, E. Zarza, 2007. “Concentrating Solar Thermal Power”, en Handbook of Energy Efficiency and Renewable Energy, Cap. 21, Taylor and Francis

K. Lovegrove, W. Stein (Eds.), 2012. Concentrating solar power technology. Principles, developments and applications. Woodhead Publishing

Z. Wang, 2019. Design of Solar Thermal Power Plants. Chemical Industry Press:Academic Press