Bienvenida
La presente asignatura comprende las bases y características del funcionamiento, así como la operación de las máquinas eólicas e hidráulicas, además proporciona una visión rápida de los inicios de la generación eólica e hidráulica para enfocarse, posteriormente, en la tecnología de las máquinas que aprovechan la energía del viento y del agua para producir trabajo, haciendo énfasis en las características de funcionamiento y operación tanto de las turbinas eoloeléctricas como de las turbinas hidráulicas.
La asignatura se encuentra relacionada con las asignaturas de Electricidad y magnetismo, Física, y está precedida directamente por la asignatura de Seminario de energía eólica e hidráulica. A su vez, la asignatura se encuentra directamente relacionada con la asignatura de Diseño de sistemas eólicos.
Solar J. Aerogenerador en el mar. (2008). [Imagen] Flickr. https://flic.kr/p/7ESL4N
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Competencias
Competencia general
Analiza el funcionamiento de las máquinas eólicas e hidráulicas para determinar su uso en los sistemas de generación de energía renovable, identificando sus componentes y las características de los sistemas eólicos e hidráulicos.
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Temario
El contenido que estudiarás en cada unidad de esta asignatura se presenta a continuación.
Da clic en cada unidad para ver los temas y subtemas.
Unidad 1. Fundamentos de las máquinas eólicas
1.1. Antecedentes y desarrollo de las máquinas eólicas
1.1.1. El viento
1.1.2. Mecanismo de generación del viento
1.1.3. Breve historia del aprovechamiento del viento
1.2. Clasificación de las máquinas eólicas
1.2.1. Número de palas
1.2.2. Por la orientación de su rotor
1.3. Principios de operación
1.3.1. Energía contenida en el viento
1.3.2. Límite de Betz
1.3.3. Fuerzas aerodinámicas
Unidad 2. Máquinas eoloeléctricas
2.1. La turbina eoloeléctrica
2.1.1. Conceptos básicos
2.1.2. Componentes de un aerogenerador de electricidad
2.1.3. Clasificación de turbinas por su tipo de generador
2.1.4. Curva de potencia de un aerogenerador
2.1.5. Métodos de control
2.2. Estimación de producción eoloeléctrica
2.2.1. Evaluación estadística de la velocidad del viento
2.2.2. Producción de energía de un aerogenerador
2.2.3. Impacto de aerogeneradores en la red eléctrica
2.3. Parques eólicos
2.3.1. Parques eólicos
2.3.2. Emplazamiento de un parque eólico
2.3.3. Situación en México de los parques eólicos
Unidad 3. Máquinas hidráulicas
3.1. Introducción
3.1.1. Antecedentes
3.1.2. Conceptos básicos
3.2. Bombas centrifugas y axiales
3.2.1. Componentes
3.2.2. Operaciones de las bombas centrifugas y axiales
3.3. Turbinas hidráulicas
3.3.1. Conceptos
3.3.2. Turbina Francis
3.3.3. Turbina Kaplan
3.3.4. Turbina Pelton
Metodología
En la asignatura de Máquinas eólicas e hidráulicas se empleará la metodología del aprendizaje basado en comprensión y análisis. El estudiante revisará primeramente los conceptos y principios básicos de las máquinas eólicas e hidráulicas para enfocarse inmediatamente después en la resolución de ejercicios y problemas que involucren la aplicación de dichas máquinas en la generación de energía.
Las actividades principales que el estudiante realizará serán, investigación de conceptos, la recopilación de datos, la organización y manejo de los mismos, la resolución de ecuaciones matemáticas y la implementación de las máquinas eólicas e hidráulicas en diferentes estudios de caso.
La asignatura requiere que el estudiante se involucre activamente en la misma pues se requerirá la obtención de datos meteorológicos que pertenezcan al área en donde radique.
Es necesario el manejo de software matemático para la resolución de ecuaciones medianamente complejas, igualmente se requerirá el manejo de hoja de cálculo para evaluaciones del recurso eólico e hibrido.
Evaluación
Para acreditar la asignatura se espera la participación responsable y activa del estudiante, contando con el acompañamiento y comunicación estrecha con su docente en línea, quien, a través de la retroalimentación permanente, podrá evaluar de manera objetiva su desempeño.
En este contexto, la retroalimentación permanente es fundamental para promover el aprendizaje significativo y reconocer el esfuerzo. Es requisito indispensable la entrega oportuna de cada una de las tareas, actividades y evidencias, así como la participación en foros y demás actividades programadas en cada una de las unidades y conforme a las indicaciones dadas. Los instrumentos de evaluación establecidos para cada actividad contienen los criterios y lineamientos para realizarlas, por lo que es importante que el (la) estudiante los revise antes de elaborar sus actividades.
A continuación, se presenta el esquema general de evaluación correspondiente a esta asignatura:
| Esquema de evaluación | |||
| Evaluación continua | Actividades colaborativas | 10% | |
| Actividades individuales | 30% | ||
| E-portafolio | Evidencia de aprendizaje | 40% | |
| Autorreflexiones | 10% | ||
| Asignación a cargo del docente | Instrumentos y técnicas de evaluación propuestas por el docente en línea | 10% | |
| Calificación final | 100% | ||
Cabe señalar que para aprobar la asignatura, se debe de obtener la calificación mínima indicada por la UnADM.
Fuentes de consulta
- Ana Patricia Talayero Navales y Enrique Telmo Martinez Zaragoza; Antonio Bayod [et al]. (2008). Energía eólica. Prensas Universitarias de Zaragoza.
- Betz A. (1919) Schrauenpropeller mit Geringsten Energieverlust, Nach. Der Kg1. Gesllschaft der Wiss. Zu Gottingen, Math.-Phys.
- Erich Hau. (2006.). Wind turbines, fundamentals. Technologies, applications, economics. 2nd edition, Germany: springer.
- Konig F.V (1981). Windenergie in prakstischer Nutzung, Munich. Udo pfrimer Verlag, Frode E.U Windmuhlen, Cologne, Du mont Buchverlag.
- Manwell J.F., McGowan J.G., Rogers A.L. (2002). Wind Energy Explained Theory, Desing and Application. England: Jonh Wiley and Sons Ltd.
- Rohatgi J.S., Nelson V. (1994). Wind Characteristics an Analysis for the Generation of Win Power. USA: Alternative Energy Institute West Texas A&M University.