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Academic Year/course: 2023/24

636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency

66361 - Solar Energy

Syllabus Information

Academic year:

2023/24

Subject:

66361 - Solar Energy

Faculty / School:

110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura

Degree:

636 - Master's in Renewable Energies and Energy Efficiency

ECTS:

6.0

Year:

Semester:

First semester

Subject type:

Compulsory

Module:

---

1. General information

The teaching objectives of the subject are:

SOLAR THERMAL

To identify the characteristics of solar radiation that influence the design of solar installations.
To know the range of application, the main characteristics, and the advantages and disadvantages of the different solar thermal technologies.
To understand and critically analyse the criteria for selecting the type and model of thermal collector to be used.
To know and understand the different concentrating solar thermal systems.

SOLAR PHOTOVOLTAIC

To perform basic sizing of solar photovoltaic installations, both off-grid and grid-connected.
To identify and select the equipment that is part of a solar photovoltaic installation using technical criteria.

These approaches and objectives are aligned with the SDGs of the 2030 Agenda, Goals 7, 8, 9, 1, 12 and 13.

2. Learning results

2. Learning results

SOLAR THERMAL

To identify the characteristics of solar radiation that influence the design of solar installations, evaluating such radiation and its components.
To understand solar diagrams and their use.
To evaluate the shading factor that can occur in a grouping of collectors. To characterise shadows and blocking.
To analyse the characteristics of the solar spectrum and the value of radiation at each instant and location.
To identify the different forms of energy use of solar thermal energy.
To know the range of application, the main characteristics, and the advantages and disadvantages of the different solar technologies, clearly distinguishing between systems with or without solar concentration.
To understand and critically analyse the criteria for selecting the type and model of collector best suited to the climatic conditions, characteristics and peculiarities of a given installation.
To know the technical and operational aspects of the different concentrating solar thermal systems.

SOLAR PHOTOVOLTAIC

To know the current state of development of each technology, as well as the main countries and companies in the sector.
To know the different subsystems of a solar photovoltaic installation, the different types of photovoltaic materials and their electrical behaviour.
To know the current status of the implementation of photovoltaic electric systems and future prospects, as well as the applicable regulations in the case of Spain.
To be able to use the tools and techniques necessary for the sizing, commissioning and maintenance of solar photovoltaic installations.

3. Syllabus

SOLAR THERMAL

1.- Solar Energy.

1.1.- Earth-Sun geometry.

1.2.- Solar radiation.

2.- Non-concentrating solar thermal systems.

2.1.- Low temperature solar thermal collectors.

2.2.- Solar towers.

3.- Concentrated solar thermal systems.

3.1.- CCP plants.

3.2.- Fresnel power plants.

3.3.- Solar furnace.

3.4.- Parabolic discs.

3.5.- Tower power plants.

SOLAR PHOTOVOLTAIC

1.- Introduction to photovoltaic energy: present, future, applications.

2.- Fundamentals of photovoltaic conversion. The solar cell.

3.- The photovoltaic module

4.- The inverter and other BOS subsystems.

5.- Grid-connected photovoltaic systems.

6.- Autonomous photovoltaic systems.

7.- Photovoltaic self-consumption.

8.- Economic and legislative aspects.

4. Academic activities

The learning process is based on the following:

Theory sessions: basic concepts are explained and related to the technical characteristics of the processes using short exercises, which helps to understand the concepts. In both cases, the methodology is based on master classes.
Practical sessions: a combination of laboratory experiments, computer sessions and assignments in which more complex practical cases than those presented on the blackboard are studied. A certain amount of computer power is needed to solve these cases.
Visits to facilities in the area are also possible.

5. Assessment system

For evaluation purposes, the subject is divided into two parts, with the following weights on the final grade:

Solar thermal: 50%.
Solar photovoltaic: 50%.

For each of these parts, both the practical activities and the exams will be taken into account.

The final grade will be calculated by weighting the grades obtained in each of the following activities:

Procedural evaluation (50 %):formative and summative continuous assessment of graded tutored work and practical activities including the of the corresponding script.
Final exam (50 %): summative evaluation to assess the final learning result. A minimum grade of 5 points in the exams is required to pass the subject.

Both in the first and second call, in the event that the student does not opt for the assessment method described above or has not passed the tutored work during the term, they may opt for the global assessment of the subject, for which they must take a written exam (80% of the final grade). If the tasks in the practical sessions have not been completed, the student may request a practical exam (20%).

Curso Académico: 2023/24

636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

66361 - Energía solar

Información del Plan Docente

Año académico:

2023/24

Asignatura:

66361 - Energía solar

Centro académico:

110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura

Titulación:

636 - Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

Créditos:

6.0

Curso:

Periodo de impartición:

Primer semestre

Clase de asignatura:

Obligatoria

Materia:

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1. Información básica de la asignatura

Los objetivos docentes de la asignatura son:

SOLAR TÉRMICA

Identificar las características de la radiación solar con repercusión en el diseño de instalaciones solares.
Conocer el rango de aplicación, las principales características, y las ventajas e inconvenientes de las distintas tecnologías solares térmicas.
Comprender y analizar críticamente los criterios para seleccionar el tipo y modelo de colector térmico a utilizar.
Conocer y comprender los diferentes sistemas solares térmicos de concentración.

SOLAR FOTOVOLTAICA

Realizar el dimensionado básico de instalaciones solares fotovoltaicas, tanto aislados como conectados a la red.
Identificar y seleccionar con criterios técnicos los equipos que forman parte de una instalación solar fotovoltaica

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los ODS, de la Agenda 2030, Objetivos 7,8,9, 1, 12 y 13.

2. Resultados de aprendizaje

SOLAR TÉRMICA

Identificar las características de la radiación solar con repercusión en el diseño de instalaciones solares, evaluando dicha radiación y sus componentes.
Entender los diagramas solares y su utilización.
Evaluar el factor de sombras que puede producirse en una agrupación de colectores. Caracterización de sombras y bloqueos.
Analizar las características del espectro solar y el valor de la radiación en cada instante y emplazamiento.
Identificar las distintas formas de aprovechamiento energético de la energía solar térmica.
Conocer el rango de aplicación, las principales características, y las ventajas e inconvenientes de las distintas tecnologías solares, distinguiendo claramente entre sistemas con o sin concentración solar.
Comprender y analizar críticamente los criterios para seleccionar el tipo y modelo de colector que mejor se adapte a las condiciones climatológicas, características y peculiaridades de una instalación determinada.
Conocer los aspectos técnicos y de funcionamiento de los diferentes sistemas solares térmicos de concentración.

SOLAR FOTOVOLTAICA

Conocer el estado de desarrollo actual de cada tecnología, así como los principales países y empresas del sector.
Conocimiento de los distintos subsistemas de una instalación solar fotovoltaica, los distintos tipos de materiales fotovoltaicos y el comportamiento eléctrico de los mismos.
Conocimiento del estado actual de la implantación de sistemas eléctricos fotovoltaicos, y las perspectivas de futuro, así como la normativa aplicable en el caso de España.
Capacidad de utilizar las herramientas y técnicas necesarias para el dimensionamiento, puesta en marcha y mantenimiento de instalaciones solares fotovoltaicas.

3. Programa de la asignatura

SOLAR TÉRMICA

1.- La Energía Solar.

1.1.- Geometría Tierra-Sol.

1.2.- Radiación solar.

2.- Sistemas solares térmicos sin concentración.

2.1.- Colectores solares térmicos de baja temperatura.

2.2.- Torres solares.

3.- Sistemas solares térmicos con concentración.

3.1.- Centrales CCP.

3.2.- Centrales Fresnel.

3.3.- Horno solar.

3.4.- Discos Parabólicos.

3.5.- Centrales Torre.

SOLAR FOTOVOLTAICA

1.- Introducción a la energía fotovoltaica. Presente, futuro, aplicaciones.

2.- Fundamentos de la conversión fotovoltaica. La célula solar.

3.- El módulo fotovoltaico

4.- El inversor y otros subsistemas BOS.

5.- Sistemas fotovoltaicos de conexión a red.

6.- Sistemas fotovoltaicos autónomos.

7.- Autoconsumo fotovoltaico.

8.- Aspectos económicos y legislativos.

4. Actividades académicas

El proceso de aprendizaje se basa en lo siguiente:

Sesiones de teoría: se explican los conceptos básicos y se relacionan con las características técnicas de los procesos utilizando ejercicios cortos, sirviendo de apoyo para fijar la comprensión de los conceptos. En ambos casos la metodología son clases magistrales.
Sesiones prácticas: se combinan experimentos de laboratorio, sesiones de ordenador y trabajos donde se estudian casos prácticos más complejos que los presentados en la pizarra, donde es necesaria para su resolución cierta potencia de cálculo.
También se podrían realizar visitas a instalaciones de la zona.

5. Sistema de evaluación

A efectos de evaluación, la asignatura se divide en dos partes, con los siguientes pesos sobre la nota final:

Solar térmica: 50%
Solar fotovoltaica: 50%

Para cada una de estas partes se computarán tanto las actividades prácticas como los exámenes realizados

La nota final se calculará mediante la ponderación de las notas obtenidas en cada una las siguientes actividades:

Evaluación procesual (50 %): evaluación formativa y sumativa a lo largo del proceso mediante la realización de trabajos tutorados puntuables con evaluación continua y actividades prácticas con entrega del guion correspondiente.
Examen final (50 %): evaluación sumativa, para valorar el resultado final del aprendizaje. Es necesario obtener una calificación mínima de 5 puntos en los exámenes para aprobar la asignatura.

Tanto en la primera como en la segunda convocatoria, en el caso de que el estudiante no opte por el procedimiento de evaluación descrito anteriormente o no haya superado los trabajos tutorados durante el curso, podrá optar por la evaluación global de la asignatura, para lo que deberá realizar un examen escrito (80% de la nota final). Si no se han realizado las prácticas, el estudiante puede solicitar un examen de prácticas (20%).