En esta propuesta de formación profesional, se detallan las particularidades de las formas limpias de energía en el contexto del marco energético actual y de potenciales escenarios futuros, con un valor añadido respecto a otros programas de este tipo: por un lado, incorpora una parte referente a las herramientas de gestión ambiental, imprescindible para saber cómo realizar estudios de impacto e incorporar las tecnologías renovables y de eficiencia energética dentro del sistema de gestión global de la empresa, en cualquier emprendimiento, a nivel micro o macro; y, por otro lado, incorpora una parte dedicada al fenómeno del cambio climático y su relación con las energías renovables, por lo que respecta a la parte de vulnerabilidad y mitigaciónse refiere. Cómo prepararnos para los cambios que ya se están dando y alteran la economía en todas parte del planeta, y nuestra forma de vida habitual.

1. INTRODUCCIÓN 2. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA 3. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA 4. ENERGÍA HIDRÁULICA 5. ENERGÍA EÓLICA 6. ENERGÍA GEOTÉRMICA 7. ENERGÍA DE LA BIOMASA 8. ENERGÍA DEL MAR 9. CASOS PRÁCTICOS

1. Introducción

BREVE HISTORIA DEL USO DE LA ENERGÍA

El período preindustrial. La revolución industrial (1850-1950). La crisis energética de 1973. La década de 1990: la problemática medioambiental. Los ciclos energéticos.

ENERGÍA

Energía y potencia. Formas de energía. Eficiencia de un sistema energético.“Calidad” de las formas de energía. Conversión y utilización de la energía. Unidades de energía y potencia.Conversión de unidades en otras magnitudes usuales.

RECURSOS ENERGÉTICOS

Cantidades globales, recursos, potencial y fuentes de energía. Fuentes de energía no renovables. Fuentes de energía renovables.

MARCO ENERGÉTICO ACTUAL

Evolución del consumo de energía y de la población. Desigualdades de consumos energéticos. Marco energético mundial. Marco energético en la Unión Europea. Marco energético español.

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL ASOCIADO AL EMPLEO DE LA ENERGÍA

Introducción. El efecto invernadero. La lluvia ácida. El agotamiento de la capa de ozono. La marea negra. Efectos sobre el entorno asociados a la explotación de la energía nuclear. La niebla fotoquímica. La degradación del suelo.

POLÍTICAS Y PROGRAMAS ENERGÉTICOS

Planificación energética nacional. Instituciones y planes energéticos supranacionales. La gestión de la energía en el contexto regional. La gestión de la energía en el contexto local. Principales acuerdos en materia de energía.

PERSPECTIVAS DE FUTURO

Capacidad de carga y desarrollo sostenible. Perspectivas del consumo de energía. Expectativas de utilización de las energías renovables.

LEGISLACIÓN

Recopilación de diferente normativa relacionada con las energías renovables.

Se hace un repaso cronológico del uso de la energía,

definiendo las principales formas de energía existentes y los

recursos energéticos naturales renovables y no renovables. De

la misma forma, se analizan con profundidad los principales

impactos medioambientales asociados al uso de la energía, las

políticas y programas energéticos, el marco energético actual y

las perspectivas de futuro.

Duración: 18 meses

Después de estudiar los principales parámetros característicos

del Sol y unas nociones básicas sobre astronomía y posición

solar, se profundiza en los diferentes sistemas de utilización:

activos y pasivos. Por otro lado, se exponen de forma didáctica

y sencilla los equipos y requisitos necesarios para realizar una

instalación de ACS, climatización de piscinas o suelo radiante.

EL SOL

Una aproximación al sol. Radiación y constante solar. La energía radiante, los fotones y el cuerpo negro. El espectro solar de emisión. Interacción de la radiación solar con la atmósfera. Irradiación sobre una superficie: absorción, reflexión y transmisión.

CONCEPTOS ELEMENTALES DE ASTRONOMÍA Y POSICIÓN SOLAR

Principales parámetros de la posición sol-tierra. Tiempo solar y ángulo horario. Gráficos solares. Cálculo del ángulo de incidencia de la radiación directa y de la inclinación del captador. Distancia mínima entre paneles y cálculo de sombras. La medida de la radiación y de los parámetros climáticos. Cuantificación, tablas y mapas de insolación.

PROCESOS TÉRMICOS DIRECTOS

Energía solar pasiva. Energía solar activa. Procesos directos de conversión eléctrica.

EQUIPOS Y SISTEMAS

Subsistema de captación: el colector solar de placa plana. Subsistema de almacenamiento: los acumuladores. Subsistema de distribución y consumo.

OPTIMIZACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LA CAPTACIÓN SOLAR TÉRMICA

Primer principio: maximizar la captación de la energía solar. Segundo principio: priorizar el consumo de energía solar. Tercer principio: garantizar la complementariedad entre la energía solar y las fuentes convencionales. Cuarto principio: no mezclar la energía de procedencia solar con la convencional. Conclusiones.

AGUA CALIENTE SANITARIA

Estudio de las necesidades a cubrir: hoja de carga. Elección del sistema. Sistemas de producción de A.C.S. Transmisión de calor mediante un intercambiador exterior. Energía de apoyo de A.C.S. Ejecución y mantenimiento de una instalación de A.C.S. Mantenimiento preventivo. Localización y reparación de averías. Estructuras de soporte y anclaje. Orientación e inclinación de colectores. Determinación de sombras. Distancia mínima entre colectores.

DIMENSIONAMIENTO Y REGULACIÓN DE LAS INSTALACIONES SOLARES

Dimensionamiento de la superficie colectora. Cálculo de los elementos de la instalación. Regulación y control de las instalaciones solares. Montaje serie y paralelo de colectores.

CLIMATIZACIÓN DE PISCINAS

Tipos de colectores. Características de la instalación. Cálculo de la superficie colectora. Uso de la manta térmica. Utilización de las tablas para el cálculo de las pérdidas de calor.

OTRAS APLICACIONES. SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

Elementos básicos para una instalación de calefacción. Cálculo y dimensionado de las instalaciones.

2. Energía solar térmica

3. Energía solar fotovoltaica

Se estudian los fundamentos de la conversión fotovoltaica y los

diferentes componentes que integran una instalación de este

tipo. Asimismo, se proporcionan ejemplos de rigor sobre el

diseño, mantenimiento, montaje, costes y puesta en marcha de

una instalación fotovoltaica en una vivienda permanente o de fin

de semana.

INTRODUCCIÓN

Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica. Situación en la Unión Europea.

FUNDAMENTOS DE LA CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA

La corriente eléctrica. Estructura de la materia. La célula solar.

COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA

El módulo fotovoltaico. El acumulador. El regulador. Inversores. Otros dispositivos eléctricos. Iluminación en corriente continua. Importancia de los electrodomésticos de bajo consumo.

APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Instalaciones aisladas de la red. Sistemas conectados a la red. Seguimiento solar.

DISEÑO Y CÁLCULO DE UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA

Estudio de las necesidades a cubrir. Tabla de la radiación solar. Cálculo del sistema de acumulación. Cálculo del número de módulos fotovoltaicos. Cálculo de la sección del cableado. Cálculo del regulador. Cálculo del inversor. Estructuras de soporte y anclaje.

MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA

MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIÓN

Conjunto de módulos (Panel). Mantenimiento del sistema acumulador. Control del sistema de regulación y cableado.

CASOS PRÁCTICOS

Vivienda permanente. Instalación de fin de semana. Estación meteorológica. Instalación de bombeo.

COSTES E IMPACTO AMBIENTAL

Coste del kWh producido. Impacto ambiental. Perspectivas de futuro.

Tras una breve exposición de la evolución histórica del

aprovechamiento del agua, se describe con un enfoque

eminentemente técnico y con ejemplos de aplicación, la obra

civil implicada, los criterios de diseño del rodete, los costes y el

mantenimiento, etc. Por otro lado, se detalla profusamente el

impacto ambiental asociado a la construcción de una presa o

embalse y la situación actual y perspectivas de futuro que

aguardan a este tipo de energía.

INTRODUCCIÓN

Evolución histórica del aprovechamiento del agua. Caracterización de un lago artificial o embalse. Tipos de centrales hidroeléctricas. Minicentrales hidráulicas.

HIDROLOGÍA

Definición y ciclo hidrológico. Estudios para definir un salto hidráulico. Estudio hidrológico teórico. La energía del agua.

OBRA CIVIL Y CÁMARA DE TURBINAS

4. Energía hidráulica

Clasificación de la biomasa atendiendo a su origen. Clasificación de la biomasa según su viabilidad energética.

Introducción. Presa. Toma de agua. Canal de derivación. Cámara de presión o de carga. Tuberías de presión o forzadas. Dispositivos de cierre, seguridad y accesorios. Cámara de turbinas. Tubo de aspiración. Canal de desagüe. Casa de máquinas.

CRITERIOS DE DISEÑO Y CÁLCULO DE COSTES

Producción de una central hidroeléctrica. Dimensionamiento del rodete. Estudio económico de un salto.

INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Introducción. Generadores.Transformadores.

CONTROL Y MANTENIMIENTO

Introducción. Regulación y control. Protecciones. Procesos automáticos. Tecnologías en el proceso de automatización. Mantenimiento.

IMPACTO AMBIENTAL

Introducción. Tipología y caracterización de impactos. Fases de un estudio de impacto ambiental. Glosario de términos.

ACTUALIDAD Y FUTURO DE LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Situación actual y perspectiva de futuro en el mundo. Situación actual y perspectiva de futuro en la Unión Europea. Situación actual y perspectiva de futuro.

Se expone de una forma teórico-práctica el diseño y el cálculo

del potencial eólico de un aerogenerador, describiendo los

mejores emplazamientos, los costes y las tipologías de turbinas

más adecuadas en la implantación de un parque eólico.

También se detallan las alteraciones ambientales producidas, y

la situación actual y perspectivas de futuro de esta fuente

energética renovable.

INTRODUCCIÓN

Evolución histórica del aprovechamiento eólico. El origen del viento. Caracterización de un parque eólico.

AEROGENERADORES

Introducción. Tipos de aerogeneradores. Elementos de un aerogenerador.

INSTALACIONES EÓLICAS

Introducción. Instalaciones no conectadas a la red eléctrica. Instalaciones conectadas a la red. Mantenimiento.

POTENCIAL EÓLICO Y CRITERIOS DE DISEÑO

Aproximación teórica a la potencia desarrollada por un aerogenerador de eje horizontal. Altura del eje del rotor. Diámetro del rotor y velocidad nominal de diseño. Velocidad de giro del rotor. Ejemplo práctico de dimensionamiento de un aerogenerador.

ESTUDIO TÉCNICO Y ECONÓMICO DE UNA INSTALACIÓN EÓLICA

Introducción. Cálculo de la inversión necesaria para implantar un parque eólico. Determinación de las tarifas eléctricas. Ejemplo práctico.

IMPACTO AMBIENTAL

Introducción. Alteraciones del medio físico. Alteraciones del medio socio-económico. Estudio de impacto ambiental.

SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURO DE LA ENERGÍA EÓLICA

Situación actual y perspectiva de futuro en el mundo. Situación actual y perspectiva de futuro en la Unión Europea. Situación actual y perspectiva de futuro.

5. Energía eólica

6. Energía geotérmica

Se describen las principales manifestaciones superficiales

geotérmicas y las diferentes tipologías de explotación de

yacimientos, haciendo hincapié en las diferentes aplicaciones a

nivel doméstico y agrícola. Asimismo, se hace una descripción

del impacto ambiental asociado, y de la actualidad y futuro de la

energía geotérmica.

INTRODUCCIÓN

Manifestaciones superficiales geotérmicas: los géiseres y las fumarolas. Evolución histórica del aprovechamiento geotérmico.

GEOTERMALISMO

El interior de la Tierra. Técnicas de prospección. Balance energético.

TIPOLOGÍAS Y EXPLOTACIÓN DE YACIMIENTOS

Fundamentos termodinámicos. Yacimientos hidrotérmicos. Yacimientos geopresurizados. Yacimientos de roca seca caliente. Componentes de una instalación geotérmica. Valoración económica de un yacimiento geotérmico. Costes de inversión. Costes de operación.

OTRAS APLICACIONES Y EXPERIENCIAS PRÁCTICAS

Aplicaciones domésticas. Aplicaciones industriales y agrícolas. Instalación ejemplo: sistema de calefacción y producción de A.C.S por energía geotérmica en un edificio de uso público en Lleida. Red de calefacción alimentada con energía geotérmica. Estudio de viabilidad y aprovechamiento de energía geotérmica en invernaderos. Producción de energía eléctrica y agua potable a partir de un yacimiento geopresurizado.

IMPACTO AMBIENTAL

Factores susceptibles de alterar el medio ambiente.

ACTUALIDAD Y FUTURO DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA

Situación actual y perspectiva de futuro en el mundo. Situación actual y perspectiva de futuro en la Unión Europea. Situación actual y perspectiva de futuro.

Se realiza una descripción de las diferentes aplicaciones de la

biomasa, ya sea con fines energéticos o materiales,

proporcionando en el primer caso los procesos de

transformación de la biomasa en energía con multitud de

instalaciones ejemplo. De la misma forma, se hace referencia a

los vectores medioambientales afectados en su

aprovechamiento energético y en las posibilidades futuras de

desarrollo.

INTRODUCCIÓN Y SITUACIÓN ACTUAL

Concepto de biomasa. Evolución de la biomasa como primera fuente de energía de la humanidad. Naturaleza de la biomasa. Formación de la biomasa. Biomasa para fines energéticos. Posibilidades energéticas de la biomasa a nivel global. Evolución y perspectivas de la biomasa como fuente de energía. Situación actual en la Unión Europea. La biomasa en el balance energético español. Ventajas e inconvenientes de la biomasa como fuente de energía.

TIPOS DE BIOMASA

7. Energía de la biomasa

BIOMASA RESIDUAL

Introducción. Clasificación de la biomasa residual. El biogás.

CULTIVOS ENERGÉTICOS

Evolución de la agricultura. Cultivos Energéticos. Aplicaciones de los cultivos energéticos. Tipos de cultivos energéticos.

BIOCARBURANTES

Introducción. Bioalcoholes. Bioaceites. Diferentes programas de biocarburantes.

PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGÍA

Introducción. Tipos de procesos. El tratamiento de los RSU. Estado de desarrollo de las tecnologías de conversión de la biomasa.

APLICACIONES Y EXPERIENCIAS

Introducción. Aplicaciones de la biomasa. Instalaciones ejemplo.

IMPACTO AMBIENTAL

Introducción. Emisiones a la atmósfera. La biomasa y el efecto invernadero. Contaminación del agua. RSU. Residuos agrícolas y forestales. Cultivos energéticos. Biocarburantes. Resumen y conclusiones.

Se exponen los principios físicos que rigen las mareas, la

energía de las olas y la energía maremotérmica, destacando en

cada caso su potencial, viabilidad económica, impacto

ambiental y perspectivas de futuro.

ENERGÍA MAREMOTRIZ

Principio físico elemental de las mareas. Aprovechamiento de la energía maremotriz. Explotación de una central maremotriz. Potencial maremotriz en el mundo. Impacto medioambiental de una central maremotriz. Integración en la red eléctrica. Viabilidad económica y perspectivas de futuro.

ENERGÍA DE LAS OLAS

Principio físico de la energía de las olas. Aprovechamiento de la energía de las olas. Explotación de la energía de las olas. Potencial de la energía disipada por las olas. Impacto medioambiental. Integración en la red eléctrica. Viabilidad económica. Perspectivas de futuro.

ENERGÍA MAREMOTÉRMICA

Principio físico fundamental de la energía maremotérmica. Aprovechamiento de la energía maremotérmica. Explotación de una central maremotérmica. Potencial maremotérmico. Impacto medioambiental. Costes y perspectivas de futuro.

CORROSIÓN DE METALES

Conceptos básicos. Clasificación de la corrosión. Aspectos termodinámicos de las reacciones de corrosión. Factores cinéticos de la corrosión electroquímica. Protección contra la corrosión. Corrosión marina.

Diseño de una instalación de agua caliente sanitaria (ACS).

Diseño de climatización de una piscina por energía solar.

Diseño de una instalación fotovoltaica en una vivienda

permanente. Diseño de una instalación fotovoltaica en una

8. Energía del mar

9. Casos prácticos

vivienda de fin de semana. Diseño de una estación

meteorológica. Diseño de una instalación de bombeo. Diseño

del rodete de una turbina. Dimensionamiento de un

aerogenerador. Diseño de un sistema de calefacción y

producción de ACS por energía geotérmica en un edificio de

uso público en Lleida.