Descripción y contextualización de la asignatura

En la asignatura “Generación de energía de alta eficiencia I“ se contextualiza la generación eléctrica en la sociedad actual. Se describen los aspectos termodinámicos fundamentales de las centrales térmicas, con énfasis en entender los criterios que subyacen en los diseños de las centrales, tanto convencionales de ciclo Rankine como los ciclos combinados.



Dicha asignatura, que se imparte en el Master Universitario en Investigación en Eficiencia Energética y Sostenibilidad en Industria, Transporte, Edificación y Urbanismo, es una asignatura optativa de 3 créditos que se enmarca en la especialidad Eficiencia Energética en la Industria y el Transporte.

Para esta asignatura, se parte de la idea de que el alumnado ha adquirido durante el grado una base sólida en Termodinámica, Mecánica de Fluidos, Transmision de calor e Ingeniería Térmica. Asimismo, asume que el alumnado ha alcanzado los resultados de aprendizaje de otras asignaturas del Master como Herramientas termoenergéticas y Ecuaciones de los balances y leyes de conservación en termodinamica y mecanica de fluidos.

Esta asignatura establece los conocimientos básicos indispensables para poder abordar de manera satisfactoria la segunda parte de la asignatura "Generación de energía de alta eficiencia II".

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

El sistema de evaluación es mixto correspondiendo un 80% de la nota final a la prueba escrita y un 20% a la resolución en grupo de un caso práctico



NOTA FINAL:

- PRUEBA ESCRITA (80%)

- INFORME DEL CASO PRÁCTICO (20%)



CRITERIOS DE EVALUACIÓN:



PRUEBA ESCRITA

- Entender las diferentes tecnologías de generación de electricidad

- Conocer las diferentes posibilidades de modificación de los ciclos de generación de energía (vapor, gas y ciclo combinado), con sus ventajas, inconvenientes, limitaciones, etc.

- Entender los efectos medioambientales de este tipo de centrales y las medidas para mitigarlos.

- Entender el efecto de diferentes factores en el consumo, rendimiento y potencia del ciclo.



INFORME DEL CASO PRÁCTICO:

- Aplicación correcta de las fórmulas.

- Desarrollos matemáticos y obtención de resultados

- Evaluación crítica de los resultados obtenidos

- Plazos de entrega y formato adecuados

- Actividades en grupo (Contribución y participación en los trabajos, actitud colaborativa positiva, asistencia y puntualidad a las reuniones). Ver información adicional en el apartado RÚBRICA)



- REQUISITO MÍNIMO: Para aprobar la asignatura en la prueba escrita a desarrollar habrá que obtener un mínimo del 50%. En actas aparecerá la nota de la prueba escrita en caso de no llegar al mínimo requerido.



- RÚBRICA: Para evaluar la correcta participación del alumnado en los grupos, el alumnado podrá tener una penalización en la nota de grupo en función de la puntuación obtenida en una rúbrica rellenada por el resto de integrantes del grupo.

· No se le penalizará si obtiene más de un 5.

· Se le restará 0,5 puntos si obtiene entre un 3 y un 5 (ambos inclusive)

· Se le restará 1 punto si obtiene menos de un 3.

Asimismo, el alumnado que no entregue la rúbrica para evaluar el trabajo en grupo, tendrá una penalización de 0,5 puntos.





RENUNCIA: Para hacer efectiva la opción de renuncia el alumnado deberá hacérselo saber al coordinador de la asignatura vía email antes del término de las clases magistrales.



EVALUACIÓN FINAL: La persona que se quiera acoger al sistema de evaluación final renunciando así al sistema de evaluación continua, debe notificarlo por escrito a la persona coordinadora de la asignatura antes de que hayan transcurrido 2 semanas desde el inicio de la asignatura. En este sistema el formato de prueba escrita es igual al de la convocatoria ordinaria. Además se añade la realización de un informe (20% de la nota final) sobre un caso práctico. La fecha de entrega del informe será decidida por el profesor.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Las condiciones son las mismas que en la convocatoria ordinaria, pero la convocatoria extraordinaria consta sólo de la prueba escrita. Para obtener la nota final a la prueba escrita se le suma la calificación obtenida con el informe del caso práctico.



Si algún estudiante no ha superado la parte del Informe Práctico (menos del 50 %), y quisiera repetir esa parte, deberá ponerse en contacto con el coordinador de la asignatura con al menos 2 semanas de antelación sobre la fecha de la prueba escrita de la convocatoria extraordinaria. La fecha de entrega del informe será acordada por el profesor.



RENUNCIA: Para hacer efectiva la opción de renuncia el alumnado deberá hacérselo saber al coordinador de la asignatura vía email antes de la fecha prevista para la realización del examen escrito o la de entrega del caso práctico (si es anterior a la del examen).

Temario

En esta asignatura se utilizan diversas metodologías, dependiendo de la modalidad de enseñanza:



En las clases Magistrales, mediante una presentación en Power Point se explica al alumnado el contenido teórico de cada uno de los temas, planteando diferentes cuestiones sobre el tema en cuestión. Para asimilar el contenido teórico, en las GA se podrá realizar algún ejercicio que podrá ser resuelto por parte del docente, de algún estudiante que salga a la pizarra o incluso trabajando en grupos reducidos.



El planteamiento de la asignatura Generación de energía de alta eficiencia I se ha llevado a cabo basándose en el siguiente temario:



1. CONCEPTOS GENERALES SOBRE CENTRALES ELÉCTRICAS

1.1 Antecedentes históricos de la energía eléctrica

1.2 Estructura de un sistema eléctrico

1.3 El Sistema eléctrico español

1.4 Tipos de centrales eléctricas

1.5 Sistemas de generación eléctrica

1.6 Tendencias en los sistemas de generación eléctrica.

1.7 Centrales termoeléctricas – revisión general



2. ELEMENTOS DE TERMODINÁMICA

2.1 Ciclo Carnot

2.2 Ciclo Rankine

2.3 Ciclo Brayton de las turbinas de gas

2.4 Ciclo Combinado

2.5 Diagrama de Mollier



3. CICLOS RANKINE DE LA TURBINA DE VAPOR

3.1 Ciclo Rankine-Hirn

3.2 Ciclo Rankine-Hirn con Recalentamiento

3.3 Ciclo Rankine-Hirn Regenerativo; ciclo con extracciones

3.4 Ciclo Rankine Hirn en la práctica. Combinación re Recalentamiento y extracciones

3.5 Optimización de los parámetros del ciclo



4. CICLO BRAYTON DE LA TURBINA DE GAS

4.1 Fundamentos de la Turbina de gas

4.2 Prestaciones de la turbina de gas

4.3 Emisiones

4.4 Variantes sobre el ciclo de turbinas de gas



5. CICLOS COMBINADOS

5.1 Fundamentos del Ciclo Combinado

5.2 Prestaciones del Ciclo Combinado: niveles de presión y criterios de diseño (presiones, temperaturas, Pinch, Approach, Pérdidas de carga en sobrecalentadores,… )

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

- Materiales que se publicarán a lo largo del curso en la plataforma virtual eGELA (power points, ejercicios, enunciados, informes, rúbricas, ...)



- EES Engineering Equation Solver. Estará disponible en los centros de cálculo de la escuela. Si el distribuidor lo permite, se podrá descargar a través de la plataforma virtual eGELA.

Bibliografía básica

- Handbook for cogeneration and combined cycle power plants. Meherwan P. Boyce. ASME PRESS, 2010

- Combined cycle gas & steam turbine power plants. Rolf Kehlhofer. Pennwell, 1997.

- Centrales Termicas de Ciclo Combinado. Teoria y proyecto. Santiago Sabugal y Florentino Gómez. Ediciones Diaz de Santos, 2006.

Bibliografía de profundización

- Gas turbine engineering handbook. Meherwan P. Boyce. Gulf professional publishing, 2002.



- Steam, its generation and use. Babcock &Wilcox Company, 41st Edition.



- Introduction to Turbomachinery. Japikse, D. ;Baines N.C., Concepts ETI and Oxford University Press,1994

Revistas

- Applied Thermal Engineering



- Energy



- Journal of Engineering for Gas Turbines and Power



- Energy Conversion and management



- Applied Energy



- International Journal of Thermodynamics



- International Journal of Energy Research

Enlaces

International Energy Agency: http://www.iea.org



General Electric: https://www.ge.com/power/resources/knowledge-base/combined-cycle-power-plant-how-it-works



https://electrical-engineering-portal.com/an-overview-of-combined-cycle-power-plant



https://www.wartsila.com/energy/learn-more/technical-comparisons/gas-turbine-for-power-generation-introduction