fuentes alternas de energía iii
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Dirección General de Educación Superior Tecnológica
1. Datos Generales de la asignatura
Nombre de la asignatura:
Clave de la asignatura:
Créditos (t ! p ! créditos":
Carrera:
#$ENTES %&TE'N%S DE ENE'G%)))
#%# * 1+,-
+!!/
)ngenier0a Eléctrica
. resentación
Caracteri2ación de la asignatura.
En esta asignatura el alumno desarrollará habilidades para la toma de decisionesen la planificación del sistema de fuentes de energía de las mareas, celdas decombustible y aprovechamientos futuros de potenciales aún en proceso deinvestigación, así como los factores que inciden en el desarrollo y uso detecnologías de energía renovable.
En la naturaleza existen fuentes energticas que son más abundantes y menospeligrosas que el petróleo! la energía solar, eólica, geotrmica, maremotriz. "oloes necesario impulsar la tecnología que nos permita usarlas.
#a energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante
su empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación deelectricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía elctrica, una
forma energtica más segura y aprovechable. Es un tipo de energía renovable, en
tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpiaya que en la transformación energtica no se producen subproductoscontaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. "in embargo, la relación entre la
cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el costeeconómico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedidouna penetración notable de este tipo de energía.$tras formas de extraer energía del mar son! las olas %energía undimotriz&, de la
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diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del ocano, elgradiente trmico oceánico' de la salinidad, de las corrientes marinas o la energíaeólica marina.
#os mtodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse enestas tres!
()enerador de la corriente de marea#os generadores de corriente de marea *idal "tream )enerators %o *") por susiniciales ingls& hacen uso de la energía cintica del agua en movimiento a lasturbinas de la energía, de manera similar al viento %aire en movimiento& queutilizan las turbinas eólicas. Este mtodo está ganando popularidad debido acostos más ba+os y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas
de marea.
(resa de marea
#as presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en ladiferencia de altura %o prdida de carga& entre las mareas altas y ba+as. #as
presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren losaltos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y lascuestiones ambientales.
(Energía mareomotriz dinámica#a energía mareomotriz dinámica %-ynamic *idal oer o -*& es unatecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energíascintica y potencial en las corrientes de marea. "e propone que las presas muylargas %por e+emplo! /0 a 10 2m de longitud& se construyan desde las costas haciaafuera en el mar o el ocano, sin encerrar un área. "e introducen por la presadiferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de aguaimportante %por lo menos 3./ metros& en aguas marinas ribere4as poco profundas
con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las queencontramos en el 5eino 6nido, 7hina y 7orea. 7ada represa genera energía enuna escala de 8 a 9: );.
6na celda de combustible es una eficiente batería elctrica que funciona conhidrógeno. 7omo residuo solo entrega agua y algo de calor
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6na celda de combustible consiste en dos electrodos separados por unelectrolito. En el ánodo se ioniza el hidrógeno, perdiendo un electrón el cual pasapor un circuito y genera energía elctrica. or otro lado el hidrógeno llega al otro
electrodo pasando por el electrolito y se combina con el oxígeno del aire lo quegenera agua de residuo sin utilizar ningún tipo de combustión.
#as celdas de combustible son muy versátiles y útiles, sobre todo en áreasremotas como gran+as, barcos, lugares extremos, bases militares o inclusoestaciones espaciales. #as celdas de combustible en base a hidrogeno puedenser peque4as, livianas y además no tienen partes móviles.
)ntención did3ctica
El programa está organizado en < unidades, la primera unidad es plantasmareomotrices, la cual se divide en los siguientes subtemas! movimientos de olasy mareas, lugares con potencial mareomotriz, generador de corriente de marea,
este último tiene la siguiente clasificación! )enerador de la corriente de marea,resa de marea, Energía mareomotríz dinámica. $tro subtemas es! royectos enoperación, el cual se divide en! 5ance =rancia, >ahía de =undy 7anadá, rangosde potencia prácticos.
#a segunda unidad es celdas de combustible la cual tiene los siguientessubtemas! consideraciones de dise4o en las celdas de combustible, tipos deceldas de combustible, este se divide en! celda de combustible reversible, celda
de combustible biológica, celda de combustible de membrana de intercambio deprotones, batería de flu+o y alcalina.
$tras subtemas son! rendimiento y eficiencia de las celdas de combustible,aplicaciones de las celdas de combustible, utilización masiva de las celdas decombustible, este último se clasifica en! transporte, estaciones de servicio,
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sistemas aislados.
#a unidad tres trata de las *ecnologías de generación del futuro, la cual tiene lassiguientes clasificaciones! *ecnología de conversión por plasma, =usión por confinamiento magntico, =usión por confinamiento inercial y =usión fría y fusióncatalizada.
#a última unidad analiza los factores nacionales y locales que apoyan eldesarrollo y el uso de las tecnologías de energía renovable como son! políticas,incentivos e investigación y desarrollo tecnológico.
+. articipantes en el dise4o 5 seguimiento curricular del programa
&ugar 5 6ec7a de
elaboración o revisión
articipantes 8bservaciones
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9./.9. )enerador de la corrientede marea.
9./.3. resa de marea.9././. Energía mareomotríz
dinámica.
9.#E.3.9. 7onsideraciones de dise4o en las
celdas de combustible.3.3. *ipos de celdas de combustible3.3.9. 7elda de combustible reversible.3.3.3. 7elda de combustible biológica.3.3./. 7elda de combustible de membrana de
intercambio de protones.
3.3.atería de flu+o y alcalina.3./. 5endimiento y eficiencia de las celdasde combustible.
3.
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1.! &%NT%S 9%'E898T')CES.
7ompetencias @ctividades de aprendiza+e
Específica%s&! @naliza las fuentes alternas de energíaque actualmente se encuentran endesarrollo, formas de aplicación yfactores que apoyan el desarrollo y eluso de las tecnologías de energíarenovable.
)enricas!-e esta relación de competencias, eldocente seleccionará las que considereadecuadas según su instrumentación
didáctica!
7apacidad de análisis y síntesis.7apacidad de organizar y clarificar.7onocimientos básicos de la carrera.7omunicación oral y escrita.Aabilidades básicas de mane+o de lacomputadora.Aabilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentesdiversas.*oma de decisiones.7apacidad crítica y autocrítica.*raba+o en equipo.Aabilidades interpersonales.7apacidad de aplicar los conocimientosen la práctica.Aabilidad para traba+ar en formaautónoma.7apacidad para dise4ar y gestionar proyectos.>úsqueda de logros.
• 7omprender los movimientos de
las olas, mareas y los ciclosasociados en el día.
• -eterminar los lugares con alto
potencial de aprovechamiento deenergía mareomotríz.
• @nalizar los tipos de centrales de
corriente de marea, tipos degeneradores, represas ydiferencias de potencialeshidráulicos.
•
-eterminar la fuerzamareomotríz dinámica según losniveles de las mareas.
• @nalizar el funcionamiento de
proyectos que operanactualmente a nivel mundial.
• -eterminar los rangos de
potencia prácticos que semane+an actualmente y posiblesregiones de aplicación en
nuestro país.
.! CE&D%S DE C89A$ST)A&E.
7ompetencias @ctividades de aprendiza+e
Específica%s&! @naliza las consideraciones de dise4o,funcionamiento, curvas de operación de
• -eterminar las consideraciones
de dise4o de las celdas de
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solar.• ropiciar actividades de
planeación y organización dedistinta índole.
• =omentar actividades grupales
que propicien la comunicación,el intercambio argumentado deideas, la reflexión, la integracióny la colaboración de y entre losestudiantes.
• ropiciar, en el estudiante, eldesarrollo de actividadesintelectuales de inducciónHdeducción y análisisHsíntesis, lascuales lo encaminan hacia lainvestigación, la aplicación de
conocimientos y la solución deproblemas.• #levar a cabo actividades
prácticas que promuevan eldesarrollo de habilidades para laexperimentación, tales como!observación, identificaciónmane+o y control de variables ydatos relevantes, planteamientode hipótesis, de traba+o enequipo.
• -esarrollar actividades deaprendiza+e que propicien laaplicación de los conceptos,modelos y metodologías que sevan aprendiendo en el desarrollode la asignatura.
• ropiciar el uso adecuado deconceptos, y de terminologíacientíficoHtecnológica
• roponer problemas quepermitan al estudiante laintegración de contenidos de laasignatura y entre distintasasignaturas, para su análisis ysolución.
• 5elacionar los contenidos de laasignatura con el cuidado delmedio ambiente' así como con
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las prácticas de una carreratcnica con enfoque sustentable.
• $bservar y analizar fenómenos yproblemáticas propias del campoocupacional.
-. #%CT8'ES ;$E %8B%N E& DES%''8&&8 B E& $S8 DE &%STECN8&8G%S DE ENE'G% 'EN8%A&E.7ompetencias @ctividades de aprendiza+e
Especifica%s&!
-etermina los factores que apoyan eldesarrollo y el uso de las tecnologíasde energía renovable para suadaptación en el entorno regional ynacional.
)enricas!
-e esta relación de competencias, eldocente seleccionará las que considereadecuadas según su instrumentacióndidáctica!
• ropiciar actividades debúsqueda, selección y análisisde información en distintas
fuentes.• ropiciar el uso de las nuevas
tecnologías paraaprovechamiento de energíasolar.
• ropiciar actividades deplaneación y organización dedistinta índole.
• =omentar actividades grupalesque propicien la comunicación,
el intercambio argumentado deideas, la reflexión, la integracióny la colaboración de y entre losestudiantes.
• ropiciar, en el estudiante, eldesarrollo de actividadesintelectuales de inducciónHdeducción y análisisHsíntesis, las
• 7onocer las políticas para
acelerar la aplicación de losrecursos de Energía 5enovablecon base a planes de gobierno yesfuerzos internacionales.
• @nalizar los incentivos basados
en el mercado que hacenatractiva la inversión en fuentesalternas de energía.
• @nalizar el papel de la
?nvestigación y -esarrollo paraapoyar la transición hacia laEnergía 5enovable.
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cuales lo encaminan hacia lainvestigación, la aplicación deconocimientos y la solución deproblemas.
• #levar a cabo actividades
prácticas que promuevan eldesarrollo de habilidades para laexperimentación, tales como!observación, identificaciónmane+o y control de variables ydatos relevantes, planteamientode hipótesis, de traba+o enequipo.
• -esarrollar actividades deaprendiza+e que propicien laaplicación de los conceptos,
modelos y metodologías que sevan aprendiendo en el desarrollode la asignatura.
• ropiciar el uso adecuado deconceptos, y de terminologíacientíficoHtecnológica
• roponer problemas quepermitan al estudiante laintegración de contenidos de laasignatura y entre distintasasignaturas, para su análisis y
solución.• 5elacionar los contenidos de la
asignatura con el cuidado delmedio ambiente' así como conlas prácticas de una carreratcnica con enfoque sustentable.
• $bservar y analizar fenómenos yproblemáticas propias del campoocupacional.
. r3cticas
1. E&%A8'%' E& D)SE8 DE $N GENE'%D8' %'% &%NT%9%'E898T')=.
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L Evaluación de solución de problemasL 5eporte de las simulaciones softare
11. #uentes de in6ormación
"anto4a creará un centro de pruebas de energía mareomotriz
ECE5)D@ B@5E$B$*5?M. @drian =ei+oo 5ey. 9NN:.
Energía! resente y futuro de las diversas tecnologías
@7@-EB?@ E65$E@ -E 7?EC7?@" F @5*E" E"@O@ 3001.
PEnvironmental "ystems and ublic olicyP 7opyright! A. *. $dum et al.Ecological Economics rogram. 6niversity of =lorida, )ainesville /3899, 6"@.9NQQ.
EC#@7E" -E @)?C@" ;E>
• Energías del mar %?-@E&
• >alance de la central mareomotriz de 5ance %en francs&
• 7entral mareomotriz de 5ance en )oogleBaps
• BiniH@rtículos sobre Energía Bareomotriz
• ?nstituto de Aidráulica @mbiental de 7antabria ?A 7antabria de la
6niversidad de 7antabria
• #ista de treinta dispositivos de Energia Bareomotriz por @lain Esteban
ainevilo Bu4oz. 300: al 3099
• @rticulos sobre generador maremotriz rimer intento a escala comercial
instalado en ?rlanda del Corte.