30071

ENGINYERIA AERONÀUTICA
DISSENY
D’AEROGENERADORS
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30071 Disseny d’Aerogeneradors. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data
Crèdits: 4,5
Tipus: Optativa Intensificació
Crèdits ECTS: 3,6
Coordinador:
David González Diez
Altres Professors: Daniel Miguel
Francesc Xavier Sanz
Josep Pou Fèlix
1
(dgonzalez@eel.upc.edu)
(daniel.miguel@upc.edu)
(francesc-xavier.sanz@power.alstom.com)
(pou@eel.upc.edu)
Departament: Enginyeria Aeronàutica, Enginyeria Electrònica
Presentació
Coneixements previs
Coneixements bàsics de mecànica, mecànica de fluids, materials, estructures, elasticitat i resistència de materials,
màquines elèctriques i electrònica de potència.
Camps professionals
Operació de parcs eòlics, disseny, fabricació, instal·lació, manteniment i operació d’aerogeneradors.
Relació amb altres assignatures
Enginyeria Aeronàutica: Aerodinàmica, Mecànica, Càlcul d’Estructures MEF, Projectes, Materials
Aeroespacials, Automàtica i Control.
Enginyeria Industrial: Mecànica, Projectes, Tecnologia Energètica, Mecànica de Fluids, Tecnologia de
Materials, Tecnologia Elèctrica
Objectius generals
L’objectiu de l’assignatura és donar una visió general del disseny i operació d’aerogeneradors. També
es contemplen altres aspectes relacionats amb l’energia eòlica tals com són la ubicació, implantació i
explotació de parcs eòlics, gestió de l’energia elèctrica, connexió a la xarxa elèctrica de parcs
eòlics,etc.
Temari
Mòdul 1. Presentació i introducció a l’energia eòlica.
(2 hores)
Tema 1. Historia dels aerogeneradors.
Tema 2. Tipus d’aerogeneradors.
Tema 3. Estat actual de l’energia eòlica.
Tema 4. Components d’un aerogenerador.
Mòdul 2 Recurs eòlic.
(2 hores)
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30071 Disseny d’Aerogeneradors. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data
2
Tema 5. El vent: caracterització i predicció.
Tema 6. Distribució Weibull. Càlcul d’energia.
Tema 7. Micrositing.
Mòdul 3 Aerodinàmica i actuacions d’aerogeneradors.
(10 hores)
Tema 8. Aerodinàmica de perfils i criteris de selecció per rotors d’aerogeneradors.
Tema 9. Blade Element Momentum Theory
Tema 10. Definició geomètrica d’una pala.
Tema 11. Corbes de potencia i soroll.
Mòdul 4 Disseny conceptual d’aerogeneradors.
(2 hores)
Tema 12. Configuració de góndola, rotor i estratègia de control.
Mòdul 5 Procés de disseny i certificació de un aerogenerador.
(3 hores)
Tema 13. Normativa aplicable per la determinació de càrregues:
- simulacions aeroelàstiques
- anàlisi dinàmic
- anàlisi de càrregues de fatiga i d’extremes
Tema 14. Normativa aplicable per la mesura de càrregues, corba de potència i de soroll.
Mòdul 6 Disseny mecànic.
(2 hores)
Tema 15. Eines i metodologies . Dinàmica del tren de potència. Validació del disseny.
Mòdul 7 Disseny estructural.
(5 hores)
Tema 16. Pales
Tema 17. Torre
Tema 18. Gòndola
Mòdul 8 Disseny elèctric.
(9 hores)
Tema 19. Components elèctrics.
Tema 20. Sistemes de velocitat variable i velocitat constant
Tema 21. Topologies de convertidors electrònics de potència.
Tema 22. Tècniques de modulació i control
Tema 23. Integració a la xarxa elèctrica.
Tema 24. Qualitat de potencia.
Mòdul 9 Control.
(7 hores)
Tema 25. Anàlisi dinàmic en llaç obert i tancat.
Tema 26. Control del convertidor del generador.
Tema 27. Control del convertidor de xarxa.
Mòdul 10 Aspectes legislatius, econòmics i ambientals.
(1 hora)
Metodologia de treball
La metodologia de l’assignatura combina sessions teòriques, l’assistència a conferències dictades per
especialistes en la matèria i el desenvolupament i defensa de treballs dirigits.
Pràctiques, laboratoris
Aquesta assignatura no te pràctiques de laboratori. En el seu lloc, s’han de desenvolupar treballs
dirigits sobre un aspecte concret de l’assignatura. Aquests treballs seran tutoritzats pels professors de
l’assignatura.
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30071 Disseny d’Aerogeneradors. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data
3
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
Temps de
classe
2 hores
Temps
d’estudi
2 hores
Temps
total
4
Mòdul 2: Recurs eòlic.
2 hores
2 hores
4
Mòdul 3: Aerodinàmica i actuacions d’aerogeneradors.
Mòdul 4: Disseny conceptual d’aerogeneradors
Mòdul 5: Procés de disseny i certificació de
aerogenerador
Mòdul 6: Disseny mecànic
Mòdul 7: Disseny estructural.
Mòdul 8: Disseny elèctric.
Mòdul 9: Control.
Mòdul 10: Aspectes legislatius, econòmics i ambientals.
10 hores
2 hores
10 hores
2 hores
20
4
3 hores
3 hores
6
2 hores
5 hores
9 hores
7 hores
1 hora
2 hores
5 hores
9 hores
7 hores
1 hora
4
10
18
14
2
Mòdul
Mòdul 1: Presentació i introducció a l’energia eòlica.
un
Materials
Apunts i material docent preparat pels professors de l’assignatura. Documentació tècnica actualitzada
Bibliografia bàsica
-
Sistemas eólicos de producción de energia. Autores: Rodriguez, Burgos, Arnalte. Ed. Rueda, SL. ISBN:
84-7207-139-1 (2003)
Wind Energy Handbook, Authors: Burton, Sharpe, Kenkins, Bossanyi. Ed. Wiley. ISBN: 0 47148997 2
Bibliografia complementària
-
Aerogeneradores. Autor: Antonio Creus Solé. Ed. Técnica CEYSA. ISBN: 9 788496 960213 (2008)
Avaluació
L’avaluació consta varies proves: presentació de treballs dirigits (40%) i l’examen final (60%).
N f = 0,60Nef + 0,40Ntd.
Nf : Nota final
Nef : Nota examen final
Ntd : Nota treballs dirigits