OBJETIVOS DE APRENDIZAJE



- Conoce e interpreta las características meteorológicas del viento como recurso energético (TEMA 1).

- Conoce los distintos tipos de aerogeneradores, sus virtudes y deficiencias (TEMA 1).

- Conoce el funcionamiento de los aerogeneradores desde el punto de vista de su aerodinámica (TEMA 2).

- Aplica herramientas computacionales para el tratamiento de datos de viento y la estimación del potencial eólico (TEMA 1 Y 2).

- Aplica los conocimientos de aerodinámica para el diseño de palas óptimas (TEMA 2).

- Conoce los problemas mecánicos que puede sufrir un aerogenerador (TEMA 3).

- Aplica herramientas computacionales para simular el funcionamiento aerodinámico, mecánico y de control de turbinas eólicas (TEMA 1, 2, 3).

- Conoce el diseño y configuración de los parques eólicos modernos (onshore y offshore) y sabe evaluar sus impactos fundamentales (TEMA 4).



Las competencias transversales que se trabajaran junto con esta asignatura serán: Resolución de Problemas, Trabajo en Equipo y Organización del Trabajo: gestión del trabajo y planificación.

I. EL VIENTO COMO RECURSO

1 Introducción: Ventajas y Desventajas. Tipos de aerogeneradores. Parámetros de funcionamiento.

2 Atmósfera: Generalidades. Gradiente térmico vertical. Atmosfera Estándar. Circulación atmosférica general. Viento. Perfil vertical. Vientos locales. Escala Beaufort. Efectos del terreno. Obstáculos.

3 Medición y tratamiento de datos: Introducción. Velocidad del viento. Tratamiento estadístico. Ráfagas. Aparatos de medida. Clasificación según el tipo de viento. Distribución Weibull. Distribución Gumbell.



II. AERODINÁMICA

1 Teoría de la cantidad de movimiento. Límite de Betz. Factor de inducción axial. Aerodinámica básica.

2 Modelo de estela rotativa. Teoría BEM. Factor de Inducción Angular. Límite de potencia en máquinas 'lentas'.

3 Diseño de palas. (ABP, Aprendizaje Basado en Problemas).

4 Turbinas de Eje Vertical y Horizontal. Comparación.



3. MECÁNICA (ABP)

1 Inercia. Flexiones en la torre y en el eje. Torsión.

2 La fuerza giroscópica

3 El ángulo flapping y el modelo 'muelle-bisagra'.

4 Resonancias.



4. TEMAS DIVERSOS (ABP)

1 Bombeo de Agua. Turbinas en zonas aisladas: hidrógeno, ósmosis.

2 Análisis Dimensional: rigidez, flexión de pala.

3 Diseño de parques eólicos. Modelo de Katic. Carreteras.

4 Impacto visual.

5 Ruido.

6 Interferencias electromagnéticas

7 Offshore: rugosidad del mar y fuerzas de empuje.





Prácticas: HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES DE USO EN SISTEMAS EÓLICOS y EXPERIMENTOS EN EL LABORATORIO.

1 Introducción.

2 Recurso eólico. Análisis de Datos con R.

3 Qblade. Perfiles Aerodinámicos, estudio en Banco Aerodinámico. Diseño de pala óptima con R.

4 FAST - código aeroelástico del NREL para ver el control pitch y crear inputs turbulentos de viento.

5 Experimento-proyecto de la aerobomba: Cálculo de tiempo de bombeo.

6 Experimento-proyecto en el túnel de viento.

La asignatura se ha diseñado siguiendo el método ERAGIN basado en las metodologías activas. Se ha introducido el uso del APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS que alcanzará los 4 temas principales en un grado aproximado y con entragables por equipos en cada tema.



Funcionaremos con equipos de tres alumnas/os. Las notas de los exámenes orales, experimentos-proyecto y el examen de R serán de grupo. Un total del 55%. Se completará con el examen final individual. Este método continua de grupo se compone de cuatro entregables relacionados directamente con los cuatro temas principales del programa:



- Exámenes orales 15%: los grupos deberán preparar preguntas semanales que pueden ser teóricas o de búsqueda de información sin saber a qué grupo le tocará responder. Las últimas dos semanas deberán defender problemas del 4. apartado de 'temas diversos' de la colección.

- Pruebas de grupo, 40%: Dos pruebas de R, uno de FAST y otro de laboratorio con un peso específico equivalente para las cuatro (10%): Se realizará una prueba de recurso (entregable 1) y otra de aerodinámica (entregable 2) después de dos semanas de prácticas en la resolución de problemas de dichos apartados, el 1. y 2. de la colección. En diciembre se realizará en examen por grupos de laboratorio (entregable 3) junto con los experimentos-proyecto (aerobomba, túnel de viento, entregable 4). La referencia cronológica para las pruebas será en final de cada mes de octubre, noviembre, y diciembre, las cuales generalmente se subirán a eGela por cada equipo además de tener que defenderlas presencialmente. En cualquier momento se hará una entrevista oral al equipo para analizar lo que han entregado hasta ese momento.

EVALUACIÓN



a) Peso en la calificación total de la asignatura del contenido relacionado con el proyecto: 55%

Dentro de la calificación del equipo, cada entregable tendrá el siguiente valor (considerando la calidad del material preparado y la presentación):

Entregable 1 + presentación, recurso, TEMA 1: 10%

Entregable 2 + presentación, aerodinámica, TEMA 2: 10%

Entregable 3 + presentación, FAST, TEMA 1-2-3: 5%

Entregable 4 + presentación, experimentos de laboratorio: 15%



Defensa presencial de diversos problemas, TEMA 4: 15%



La parte de prácticas de equipo se evaluará con el siguiente criterio:

- Trabajo y actitud en el equipo (asistencia, puntualidad, colaboración…): 35%

- Examen oral defendiendo el entregable: 65%

- La calificación será generalmente común para cada grupo, es decir, TODOS los miembros del grupo obtendrán la misma nota. PERO el profesor puede pedir a los alumnos que evalúen a sus compañeros y justifiquen la calificación otorgada, e incluso le puede realizar preguntas individuales para corregir su nota de equipo.

- Todas las evaluaciones son para nota.

- No se puede mejorar la nota de un entregable con una versión mejorada.

- Para evaluar la calidad de los entregables y presentaciones se utilizará una rúbrica con los criterios evaluables recogidos, que se dará a conocer de antemano a los alumnos.

- Se comprobará si se han alcanzado los objetivos de aprendizaje a través de la rúbrica, comprobando si se han adquirido los conocimientos relacionados con la materia, si se han presentado correctamente, etc.



b) Peso en la calificación total de la asignatura del contenido aparte del equipo mediante el examen individual final: 45%



El alumno no podrá presentarse a la prueba final si no se presenta a una de las pruebas continuas de grupo, o no toma parte en las defensas orales de grupo o en la realización de prácticas en grupo. Y podrá negarse a presentarse en cualquier caso.



En el examen final entrará cualquier aspecto que se haya trabajado. Se deberá aprobar para poder alcanzar la nota media.





------

El alumnado que por causa justificada (Art.43 Normativa de Gestión para la Enseñanzas de Grado. UPV/EHU) no puedan participar del sistema de evaluación mixta podrán acceder a un examen final donde se evaluará también la parte práctica. Para ello, comunicará su deseo, de forma escrita y justificada al profesor responsable de la asignatura, en un plazo que como mínimo será de un mes antes de la fecha establecida para la evaluación de la asignatura. En este caso, el/la alumno/a será evaluado/a con un único examen final, que incluirá una parte práctica, y que comprenderá el 100% de la nota.



El artículo 39 de la misma normativa señala que el/la alumno/a que lo desee, podrá presentar su renuncia a la convocatoria de evaluación, mediante un escrito dirigido al profesor que imparte la asignatura, en un plazo que como mínimo será de un mes antes de la fecha de finalización del período docente de la asignatura.



En el caso de que el/la estudiante/a que no se presente a la prueba escrita, en cualquiera de las convocatorias, supondrá la renuncia a dicha convocatoria de evaluación y constará como No Presentado.

Materiales Obligatorios:
-Video/diapositivas de la asignatura (online)
-Colección de Problemas
-Wind energy explained. Theory, design and application. Manwell, J.F.; McGowan, J.G. y Rogers, A.L. Ed. John Wiley and sons Ltd. 2002. 577 pág.
-Matlab/Octave, y FAST (Javafoil) instalados en su portatil

Basic bibliography

Materiales Obligatorios:

-Wind energy explained. Theory, design and application. Manwell, J.F.; McGowan, J.G. y Rogers, A.L. Ed. John Wiley and sons Ltd. 2002. 577 pág.

In-depth bibliography

- Principios de conversión de la energía eólica. Ed. Ciemat. Ministerio de Ciencia e
innovación. 2009.
- Energía eólica. Talayero, Ana Patricia y Telmo, Enrique (coordinadores). Ed. Prensas Universitarias de Zaragoza. 2008. 302 pág.
- Energía eólica. Villarrubia, Miguel. Ediciones CEAC. 2004. 322 pág. Software disponible en
http://www.editorialceac.com/libro.asp cod=C0627&materia3=&fam=1.
- Wind energy explained. Theory, design and application. Manwell, J.F.; McGowan, J.G. y Rogers, A.L. Ed. John Wiley and sons Ltd. 2002. 577 pág.
- Energía eólica. Teoría, concepción y cálculo práctico de las instalaciones. Le Gourieres, Desiré. Ed. Masson. 1983. 284 pág.
- Apuntes de energía eólica. Espert, Vicent. Ed. Universidad Politécnica de Valencia. 2008. 142 pág.
- Atlas eólico de España. Disponible en: http://atlaseolico.idae.es/.
- The wind atlas analysis and application program. http://www.wasp.dk/.
- Programa informático GH Bladed, Wind tubine design software: http://www.garradhassan.com/products/ghbladed/.
- Programa informático GH Windfarmer para el diseño de parques eólicos:
http://www.garradhassan.com/products/ghwindfarmer/.

Journals

- Aerogeneradores. Creus, Antonio. Cano Pina, S.L. ediciones Ceysa. 2008. 278 pág.
- La energía eólica en el mundo. Informe 2008. World Wind energy Association (WWEA). 2009.
- Plan Territorial Sectorial de la Energía Eólica de la CAPV. Disponible en
http://www.industria.ejgv.euskadi.net/r44-886/es/contenidos/informacion/plan_energia_eolica/es_8109/plan_energia_eolica.html.
- Manual de energía eólica (2ª edición corregida). Escudero, J.M. Ediciones Mundi-Prensa. 2008. 471 pag.
- 21st complete guide to wind energy and wind turbines. Recurso electrónico (2 cds). 2004.
- Wind energy handbook. Burton, Tony; Sharpe, David; Jenkins, Nick y Bossanyi, Ervin. John Wiley and sons. 2001. 617 pág.
- Sistemas eólicos de producción de energía eólica. Rodríguez, J.l.; Burgos, J.C. y Arnalte, S. Ed. Rueda S.L. 2003. 447 pág.
- Energía eólica práctica. Una guía para instalación y uso de pequeños parques eólicos. Gipe, Paul. Ed. Progensa (Promotora general de estudios, S.A.). 2000. 191 pág.
- Environmental impacts of wind energy projects. Ed. National Research Council of the National Academies. Ed. The National Academies Press. 2007. 376 pág.
- Energy systems engineering. Evaluation and implementation. Vanek, Francis M. y Albright, Louis D. Ed. Mc Graw Hill. 2008.
- Aerodynamics of wind turbines. 2nd edition. Hansen, Martin O.L. Ed. Earthscan. 2008. 181 pág.
- Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics. Hau, Erich. 2006.
- Offshore wind power. Ed. John Twidell y Gaetano Gaudiosi. 2009.
- R/D 661/2007 de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial (BOE de 26 de mayo de 2007).
- UNE-EN 61400-1:2005. Aerogeneradores. Parte I. Requisitos de seguridad. 2005.
- UNE-EN 61400-1:2006. Aerogeneradores. Parte II. Requisitos de diseño. 2006