Guía docente de Análisis, Medida y Modelización del Recurso Solar y Eólico (M40/56/1/41)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 18/07/2022

Máster

Máster Universitario en Geofísica y Meteorología

Módulo

Módulo de Meteorología

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Primero

Créditos

5

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • María José Granados Muñoz
  • Antonio David Pozo Vazquez
  • José Antonio Ruiz Arias

Horario de Tutorías

María José Granados Muñoz

Email
No hay tutorías asignadas para el curso académico.

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

Fuentes de energía, energías fósiles, alternativas y renovables. Energía eólica. Energía solar. Modelos numéricos de predicción meteorológica.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se recomienda haber cursado asignaturas de física, matemáticas y meteorología en cursos de grado de titulaciones de ciencias o ingeniería.

 

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • 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.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

  • CG01. Realizar experimentos de forma independiente y describir, analizar y evaluar críticamente los datos obtenidos. 
  • CG02. Identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja, y a partir de ellos construir un modelo simplificado y realizar estimaciones sobre su evolución futura. 
  • CG03. Idear la forma de comprobar la validez de un modelo e introducir las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones del modelo y las observaciones. 
  • CG06. Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, de redactar planes, proyectos de trabajo o artículos científicos o de formular hipótesis razonables. 

Competencias Específicas

  • CE12. Conocer técnicas exploratorias de recursos energéticos como la energía solar o la eólica. 
  • CE13. Conocer la instrumentación básica usada en la obtención de datos meteorológicos y recoger, interpretar y representar datos referentes a la Meteorología y la Climatología usando las técnicas adecuadas de campo. 
  • CE14. Aplicar los métodos estadísticos apropiados para el análisis de los datos meteorológicos. 

Competencias Transversales

  • CT01. Mostrar interés por la calidad y la excelencia en la realización de diferentes tareas. 
  • CT03. Tener un compromiso ético y social en la aplicación de los conocimientos adquiridos. 
  • CT04. Ser capaz de trabajar en equipos interdisciplinarios para alcanzar objetivos comunes desde campos expertos diferenciados. 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

- Comprender el impacto ambiental que produce la transformación de la energía en las sociedades modernas.

- Conocer la disponibilidad de los recursos energéticos renovables de origen solar y eólico y ponerlos en relación con el consumo energético de las sociedades modernas.

- Comprender las características de los diferentes sistemas de transformación de la energía solar y eólica en electricidad en relación al recurso solar y eólico así como sus limitaciones físicas y tecnológicas.

- Conocer las diferentes metodologías para la medición y modelización de los recursos eólicos y solares.

- Conocer las diferentes metodologías para la predicción de la energía solar y eólica en escalas de minutos a días

- Conocer la variabilidad espacial y temporal de los recursos eólicos y solares y sus causas.

- Comprender los problemas que plantea para la gestión del sistema eléctrico la producción de los sistemas basados en energía solar y eólica y las diferentes metodologías que se pueden emplear para mitigar estos problemas.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

TEMARIO TEÓRICO:

BLOQUE TEMÁTICO I: EL ESCENARIO ENERGÉTICO Y LAS ENERGÍAS RENOVABLES.

  • Tema 1. Máquinas térmicas y producción de electricidad.
  • Tema 2. El escenario energético. 
  • Tema 3. Desarrollo sostenible y energías renovables.

BLOQUE TEMÁTICO II: ENERGÍA EÓLICA.

  • Tema 4. El viento a escala global, regional y local.
  • Tema 5. El recurso eólico.
  • Tema 6. Energía eólica.
  • Tema 7. Evaluación y predicción del recurso eólico. 

BLOQUE TEMÁTICO III: ENERGÍA SOLAR.

  • Tema 8. El recurso solar.
  • Tema 9. Predicción del recurso solar.
  • Tema 10. El recurso solar aplicado a la energía solar.
  • Tema 11. Energía solar.

 

Práctico

TEMARIO PRÁCTICO:

Seminarios/Talleres

  • Introducción a los modelos numéricos de predicción meteorológica. El modelo WRF. Aplicación a la estimación y predicción de los recursos eólico y solar.

 

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

Práctica 1: Evaluación del recurso eólico.

Práctica 2: Evaluación del recurso solar.

Práctica 3: Dimensionamiento de una instalación fotovoltaica.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • BOYLE, G. RENEWABLE ELECTRICIY AND THE GRID. THE CHALLENGE OF VARIABILITY. EARTHSCAN, 2007.
  • BROWNSON, J. SOLAR ENERGY CONVERSION SYSTEMS. ACADEMIC PRESS. 2014.
  • EMEIS, STEFAN. WIND ENERGY METEOROLOGY. ATMOSPHERIC PHYSICS FOR WIND POWER GENERATION. SPRINGER-VERLAG 2013.
  • KARINIOTAKIS, G. RENEWABLE ENERGY FORECATING. ELSERVIER,2017
  • KLEISSL, J., (EDI). SOLAR ENERGY FORECASTING AND RESOURCE ASSESSMENT. ACADMIC PRESS 2013.
  • LANDBER, L. METEOROLOGY FOR WIND ENERGY: AND INTRODUCCTION. WILEY., 2015
  • MATHEW, S. WIND ENERGY: FUNDAMENTALS, RESOURCE, ANALYSIS AND ECONOMICS. SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG, 2006.
  • MYERS, D. SOLAR RADIATION PRACTICAL MODELING FOR RENEWABLE ENERGY APPLICATIONS. CRC PRESS 2013
  • TROCOLI, A. WEATHER AND CLIMATE SERVICES FOR ENERGY INDUSTRY. MACMILLAN. 2018

Bibliografía complementaria

  • BADESCU, VIOREL. MODELING SOLAR RADIATION AT THE EARTH SURFACE. SPRINGER, BERLIN 2008.
  • BOYLE G. RENEWABLE ENERGY: POWER FOR A SUSTAINABLE FUTURE. OXFORD UNIVERSITY PRES, 2004.
  • BOYLE, G, EVERETT, B Y J. RAMAGE. ENERGY SYSTEMS AND SUSTAINABILITY. OXFORD UNIVERSITY PRES, 2004.
  • COLEY, DAVID A. ENERGY AND CLIMATE CHANGE: CREATING A SUSTAINABLE FUTURE. CHICHESTER, WEST SUSSEX : JOHN WILEY, 2008.
  • EWAN D. DUNLOP, LUCIEN WALD AND MARCEL ŠÚRI, (EDIRS). SOLAR ENERGY RESOURCE MANAGEMENT FOR ELECTRICITY GENERATION FROM LOCAL LEVEL TO GLOBAL SCALE. NEW YORK: NOVA SCIENCE PUBLISHERS, 2006
  • FEDEROVICH, EVGENI. ATMOSPHERIC TURBULENCE AND MESOSCALE METEROLOGY. CAMBRIDGE UNIV. PRESS. 2010.
  • FOKEN, THOMAS. MICROMETEOROLOGY / THOMAS FOKEN. BERLIN: SPRINGER, 2008
  • GIPE, P. WIND POWER: RENEWABLE ENERGY FOR HOME, FARM, AND BUSINESS.WHITE RIVER JUNCTION (VT.): CHELSEA GREEN, 2004.
  • HINRICHS, R Y KLEINBACH, M., ENERGY ITS USE AND THE ENVIRONMENT.THOMSON PUBL. 2006
  • KÖLLER, JOHANN KÖPPEL, WOLFGANG PETERS. OFFSHORE WIND ENERGY: RESEARCH ON ENVIRONMENTAL IMPACTS. BERLIN: SPRINGER , 2006.
  • KREITH F. Y GOSWAMI, D. HANDBOOK OF ENERGY EFEICIENCI AND RENEWABLE ENERGY. CRC PRESS, 2007
  • KUTZ, M. ALTERNATIVE ENERGY PRODUCTION, J. WILEY, 2007.
  • PATEL, M. WIND AND SOLAR POWER SYSTEMS, CRC PRESS, 2006
  • PEINKE, J. WIND ENERGY: PROCEEDINGS OF THE EUROMECH COLLOQUIUM. BERLIN: SPRINGER, 2007.
  • RODRIGUEZ AMENEDO, J, BURGOS, J. Y ARNALTE S., (COORDINADORES). SISTEMAS EÓLICOS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA. EDITORIAL RUEDA, 2003
  • SHEPERD, W. ENERGY STUDIES.IMPERIAL COLLEGE PRESS.,2008
  • WISSER, W. ENERGY RESOURCES: OCCURRENCE, PRODUCTION, CONVERSION AND USE. SPRINGER-VERLAG, 2000.

Enlaces recomendados

http://matras.ujaen.es/es/

http://www.anemos-plus.eu/

http://www.soda-is.com/heliosat/

http://www.soda-pro.com/es/web-services/radiation/mcclear

http://www.iea-shc.org/

http://task46.iea-shc.org/

http://www.nrel.gov/

http://www.dnicast-project.net/

https://eosweb.larc.nasa.gov/sse/

http://www.vindenergi.dtu.dk/English/About.aspx

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

http://www.bsrn.awi.de/

http://www.neweuropeanwindatlas.eu/

https://map.neweuropeanwindatlas.eu/   

https://globalsolaratlas.info/map  

https://globalwindatlas.info/  

https://energydata.info/  

Metodología docente

  • MD01 Lección magistral/expositiva 
  • MD03 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos 
  • MD04 Prácticas de laboratorio o clínicas 
  • MD05 Seminarios 
  • MD09 Realización de trabajos individuales 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

  • Valoración informes de prácticas y trabajos individuales.  Ponderación mínima/máxima = 30/40 %.
  • Pruebas escritas de teoría y problemas. Ponderación mínima/máxima =60/70 %
  • Entrega de problemas resueltos. Ponderación mínima/máxima = 5/10% 

Evaluación Extraordinaria

Examen escrito de teoría y problemas, relativos a todo el contenido de la asignatura.

Evaluación única final

Examen escrito de teoría y problemas, relativos a todo el contenido de la asignatura.

Información adicional

Al principio del curso, se llevarán a cabo reuniones de coordinación según establece el Sistema de la Garantía de la Calidad.