Descripción y contextualización de la asignatura

En este curso se presentarán diferentes aspectos relacionados con el almacenamiento de energía térmica. Esto incluirá una introducción al almacenamiento de energía térmica, la motivación y los campos de aplicación más importantes donde se puede utilizar este tipo de almacenamiento. También se presentarán los diferentes procesos y rutas que se pueden utilizar (almacenamiento sensible, latente y termoquímico) y los materiales relacionados que se estudian en la actualidad. Además, se destacará la aplicación de esta tecnología en diferentes sectores industriales, como la energía solar concentrada (CSP), la recuperación de calor residual y el almacenamiento estacional.



El curso cubrirá aspectos relacionados con la síntesis de materiales, sus caracterizaciones y sus escalados. Esto incluirá las estrategias seguidas para la síntesis y optimización de materiales; la metodología seguida para la caracterización termofísica, según el tipo de proceso considerado (sensible, latente o termoquímico); los aspectos relacionadas con la compatibilidad de los materiales y la corrosión; el método teórico abordado y las estrategias seguidas para el análisis del rendimiento del sistema TES en función de las condiciones de operación.



Para comprender mejor los fundamentos de esta tecnología, se darán también nociones (teóricas y prácticas) relacionadas con los materiales y sistemas de almacenamiento y sus integraciones en la aplicación..

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Al final del curso, los estudiantes aprenderán cuáles son los principales desafíos y soluciones relacionados con el desarrollo de materiales para aplicaciones de almacenamiento de energía térmica.



Siguiendo un enfoque interdisciplinario (Física, Química, Ingeniería) tendrán una visión general de todo el camino de investigación seguido desde el desarrollo del material hasta su integración en un sistema de almacenamiento de energía térmica.



En particular, al final del curso los estudiantes tendrán:



i) el conocimiento básico sobre las principales clases de materiales y procesos utilizados para aplicaciones de almacenamiento de energía térmica,

ii) los enfoques utilizados para la síntesis, caracterización y optimización de los materiales;

iii) las estrategias utilizadas para la modificación de los materiales para mejorar sus rendimientos;

iv) las principales técnicas de caracterización utilizadas;

v) el conocimiento básico del modelado teórico utilizado para estudiar los materiales desarrollados en condiciones más reales.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

- Prueba escrita al 70%.

- Trabajo en equipo (pequeño proyecto de investigación) 20%.

- Práctica de laboratorio 10%.





Se realizarán dos pruebas escritas. La prueba final abarcará todos los conceptos desarrollados y los conocimientos adquiridos durante el curso. Este examen será individual y se realizará en un tiempo limitado. La segunda prueba incluirá el desarrollo de un pequeño proyecto de investigación centrado en uno de los principales procesos para almacenar energía térmica (sensible, latente o termoquímica) elegido por los estudiantes.

El proyecto debe seguir un enfoque multidisciplinario para incluir todos los aspectos de la investigación (experimental, modelado y posible integración) necesarios para el desarrollo de un material con potencialidades para ser utilizado en una aplicación real.

El trabajo se llevará a cabo en paralelo con los cursos teóricos para apreciar su aplicación concreta y enriquecer los intercambios con los profesores. Este trabajo se llevará a cabo en dos / tres grupos.

Un primer paso será la elaboración del proyecto por parte de los estudiantes a través de un amplio estudio bibliográfico en torno al almacenamiento de energía térmica. Al final de este paso, los estudiantes propondrán a los supervisores el proyecto que han imaginado para su validación. Se presentará y evaluará un documento que resuma esta primera etapa de trabajo. Una vez que se complete la fase de elaboración, los grupos de estudiantes trabajarán en la planificación del proyecto. Los estudiantes establecerán inicialmente un plan de trabajo (tipo de gráfico de Gantt) con la identificación de necesidades, objetivos y resultados. El plan de trabajo será evaluado con los supervisores. Durante esta fase, se alentará a los estudiantes a basar su trabajo en las nociones teóricas adquiridas durante los cursos atendidos. Una presentación del proyecto junto a un documento a medio término y final serán preparado para la evaluación final.





La calificación final se calculará utilizando la siguiente fórmula:



Calificación final = 0.70 (nota prueba escrita) + 0.20 (nota del proyecto de investigación) + 0.10 (otras actividades de evaluación continua realizadas durante el curso).



Todos los estudiantes que, aplicando la fórmula anterior, obtengan una evaluación igual o superior a 5.0 pasarán la prueba final.



Aquellos estudiantes que realicen la prueba final completa y que obtengan una calificación inferior a 4.0 sobre 10 suspenderán la asignatura.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Los alumnos que se examinen en la convocatoria extraordinaria deberán realizar la prueba escrita final siendo evaluados en ella de la totalidad de la asignatura.

Para el cálculo de la calificación final se utilizará la misma fórmula que en la convocatoria ordinaria.

Temario

1. Introducción al almacenamiento de energía térmica: intereses, principios, aplicaciones.

2. Almacenamiento de calor sensible

3. Almacenamiento de calor latente

4. Almacenamiento termoquímico

5. Aspectos relativos a la corrosión

6. Integración de sistemas TES y plataformas de testeos

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Los alumnos deberán utilizar las colecciones de cuestiones y problemas que los profesores publicarán a principio de curso, y para cada tema, en la plataforma eGela.







El alumno dispondrá en la plataforma eGela, del temario de la asignatura y de los guiones de prácticas en formato electrónico para favorecer la comprensión de los temas y el seguimiento ágil de las clases.

Bibliografía básica

- Thermal Energy Storage Technologies for Sustainability, Elsevier, by S. Kalaiselvam and R. Parameshwaran

- Thermal Energy Storage: Systems and Applications, Wiley, by I. Dinçer, M. A. Rosen

- Advances in Thermal Energy Storage Systems, Elsevier B.V., by L. F. Cabeza