Manual Energías Renovables

Para quién es

Para ingenieros y técnicos que trabajan, o quieren trabajar, en generación eléctrica a partir de fuentes renovables.

Qué encontrarás

• Los principios de funcionamiento de la energía eólica, la solar fotovoltaica, la termosolar, la biomasa y la hidráulica.
• Los equipos principales que transforman cada fuente renovable en energía eléctrica.
• Explicaciones con el nivel de detalle de un manual de campo, en lenguaje claro y con abundantes imágenes y gráficos.

Dos volúmenes para tener una visión completa de las renovables antes de especializarte en una de ellas. No es un libro de divulgación: analiza a fondo cada tecnología.

INDICE DETALLADO:

Volumen 1

1 LAS ENERGÍAS RENOVABLES

• El cambio climático 
  • Causas y consecuencias del cambio climático 
  • Posibles soluciones 
• Protocolo de Kioto  
• Protocolo de París 
• La teoría de Gaia  
• Qué son las energías renovables  
  • Evolución histórica de las energías renovables 
  • Tipos de energías renovables 
  • Las energías renovables en el mundo
• Principales energías renovables maduras
• Energías renovables menos desarrolladas
  • La energía geotérmica
  • Las energías marinas 
• La energía y el futuro de la humanidad
• Ventajas e inconvenientes de las renovables

2 LA ENERGÍA EÓLICA

• Los aerogeneradores
• Historia de la energía eólica
• Situación actual de la energía eólica
• Aerogeneradores y el sistema eléctrico de un país
• Porqué la energía eólica triunfa
• Parques offshore y onshore
• Impacto ambiental de los aerogeneradores
• El aerogenerador o turbina eólica
• Clasificación de aerogeneradores
  • Criterios de clasificación
  • Aerogeneradores según la potencia 
  • Aerogeneradores según la posición del eje
  • De eje horizontal de acuerdo con el número de palas 
  • De eje horizontal de acuerdo con la orientación al viento
  • De eje horizontal de acuerdo con el tipo de torre
  • Comparación entre aerogeneradores de eje horizontal y vertical
• Parámetros característicos de un parque eólico  
• Parámetros característicos de los aerogeneradores  
  • Marca y modelo
  • Potencia
  • Curva de respuesta al viento
  • Tipo de aerogenerador
  • Tipo de generador
  • Tipo de multiplicadora
  • Número de palas
  • Altura de la góndola
  • Longitud de pala
  • Altura máxima 
  • Rendimiento
  • Área barrida
  • Velocidad de rotación (rango) 
  • Tipo de pala 
  • Sistema de orientación de la pala
  • Voltaje de generación 
  • Voltaje de salida del aerogenerador 
  • Tipo de transformador 
  • Situación del transformador 
  • Dimensiones de la góndola 
  • Peso de la góndola
• Principales componentes de un aerogenerador
• Sistemas estructurales 
  • Cimentación
  • Torre
  • Ascensor
  • Escaleras de acceso
  • Sistema de orientación de góndola
  • Sistema de frenado de góndola  
• Góndola    
• Rotor
  • Palas
  • Buje 
  • Sistema orientación de pala 
  • Rodamientos de pala 
  • Eje principal
  • Rodamientos del eje principal
  • Bloqueo mecánico del rotor 
• Multiplicadora
  • Cuerpo principal
  • Acoplamiento 
  • Freno de rotor  
  • Sistema de lubricación de la multiplicadora 
  • Sistema de filtrado de aceite de la multiplicadora
• El generador eléctrico 
  • Generadores síncronos  
  • Generadores asíncronos
  • Sistemas de refrigeración 
• Sistema eléctrico 
  • El interruptor de máquina 
  • La electrónica de potencia
  • Cableado de potencia
  • Transformador
  • Celdas de media tensión
• La estación meteorológica
• La baliza de señalización
• El sistema de control

3 LA RADIACIÓN: GEOMETRÍA SOLAR

• Radiación solar
• Rotación y revolución de la Tierra 
• La inclinación del eje de la Tierra
• Inclinación del eje y altitud solar 
• La posición solar y los ángulos que la definen
• Radiación solar recibida
• Irradiancia e irradiación 
• Radiación directa, difusa, y reflejada   
• Variación de los ángulos solares a lo largo del año  

4 LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA 

• Las plantas fotovoltaicas 
• Historia de la energía solar fotovoltaica
  • Evolución de la energía fotovoltaica  
  • La evolución de la fotovoltaica en España 
  • La situación en Europa y en el mundo
• Costes orientativos
• Ventajas e inconvenientes de la energía fotovoltaica
• Principales aplicaciones  
• Principios de funcionamiento
  • El efecto fotovoltaico
  • Conceptos básicos de electricidad
  • Efecto de la luz
  • Célula fotovoltaica
  • Parámetros característicos de una célula solar
  • Pérdidas en las células fotovoltaicas
  • Influencia de la irradiancia y la temperatura
• Tipos de células fotovoltaicas
  • Tipos de células fotovoltaicas de acuerdo con su tecnología
  • Tipos de células de acuerdo con su forma o construcción
• Tipos de sistemas fotovoltaicos 
  • Sistemas fotovoltaicos aislados
  • Sistemas para autoconsumo conectados a  red 
  • Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica
  • La elección del tipo de sistema fotovoltaico 
  • Sistemas fotovoltaicos híbridos
• Módulo fotovoltaico
  • Elementos de un módulo fotovoltaico
  • Parámetros característicos
  • Conexión eléctrica entre módulos
  • Dispositivos eléctricos de protección
  • La selección del módulo fotovoltaico
• Inversores fotovoltaicos 
  • Funciones del inversor
  • Funcionamiento del inversor 
  • Estados del funcionamiento del inversor 
  • Tipos de inversor
  • Parámetros característicos
  • Condiciones técnicas de un inversor para su conexión a red
  • Partes de un inversor 
  • Disipación de calor de los inversores  
  • Instalación del inversor   
• Sistemas de almacenamiento  
  • Funciones
  • Parámetros característicos 
  • Ciclo de carga y descarga 
  • Elementos de una batería
  • Tipos de baterías 
  • Conexión eléctrica entre baterías  
  • Factores que afectan la vida de la batería
  • Dimensionamiento de la capacidad del acumulador 
  • Instalación del sistema de acumulación 
• Estructura soporte de módulos fotovoltaicos 
  • Funciones
  • Tipos de estructura
  • Integración arquitectónica

Volumen 2

5 LA ENERGIA TERMOSOLAR

• La conversión de radiación en energía eléctrica 
• Las centrales CCP
  • Las centrales Termosolares CCP
  • El fluido caloportador
  • El campo solar
  • El tren de generación de vapor
  • La turbina de vapor
  • La condensación del vapor
  • El generador
  • El sistema de alta tensión
• Centrales CCP con almacenamiento térmico
  • La gestionabilidad de la generación: generación y demanda
  • Posibilidades de almacenamiento de energía en centrales Termosolares 
  • Elementos del sistema de almacenamiento térmico
• Concentradores lineales Fresnel
  • Una tecnología más sencilla y más barata
  • Los principios de la tecnología Fresnel
  • Principales diferencias entre la tecnología CCP y  Fresnel
• Centrales de disco parabólico+motor Stirling
  • Un concepto modular
  • El espacio ocupado
  • El futuro de las plantas de disco parabólico
• Plantas de receptor central con generación directa de vapor
  • Heliostatos 
  • Disposiciones del campo solar
  • El receptor
  • Comparación con las centrales CCP
• Plantas de torre central con sales inorgánicas fundidas
  • Esquema de funcionamiento
  • Ventajas plantas de torre central con almacenamiento térmico
  • Inconvenientes
• Hibridación con calderas de combustible fósil
  Hibridación con calderas de biomasa
  • Las ventajas de la hibridación con biomasa
  • Normativa
  • Ventajas de la hibridación con biomasa
• Hibridación con ciclos combinados. Plantas ISCC
  • Justificación técnica de la hibridación con ciclo combinado
  • Principales diferencias con una central CCP convencional 

6 LAS PLANTAS DE BIOMASA  

• Qué es la biomasa
  • La biomasa como fuente energética
  • La combustión y el efecto invernadero
  • La producción mundial de biomasa
  • Aplicaciones de la biomasa en las industrias 
• Tipos de biomasa  
  • Biomasa natural
  • Biomasa residual
  • Excedentes agrícolas
  • Cultivos energéticos
• Procesos de transformación de la biomasa
  • Procesos físicos 
  • Procesos termoquímicos 
  • Procesos biológicos 
  • Procesos químicos: transesterificación
• El poder calorífico de la biomasa
  • Poder calorífico
  • El Poder Calorífico Superior o PCS 
  • El Poder Calorífico Inferior o PCI 
  • La relación PCI/PCS
• Las centrales termoeléctricas de biomasa
  • Descripción general de una central de biomasa
  • Parámetros característicos de una planta de biomasa
  • Resumen de sistemas de una planta de biomasa
• Pretratamiento de la biomasa
  • Almacenamiento de la biomasa
  • Transporte hasta la caldera
  • Necesidad de los tratamientos previos
  • El secado
  • Astillado 
  • Molienda
  • Cribado  
  • Pellets 
  • Almacenamiento intermedio
  • Pesaje: el control de la cantidad introducida
  • Dosificación en la caldera
• La caldera de biomasa
  • La caldera de combustión 
  • Tipos de caldera según la circulación de fluidos 
  • Tipos de calderas de biomasa según la forma de combustión
  • Parámetros característicos de calderas de biomasa 
  • La entrada de aire combustible 
  • La entrada de combustible 
  • El hogar. Zona de radiación
  • El sobrecalentador
  • El evaporador 
• El módulo de eficiencia
  • Economizadores
  • Precalentadores de aire
• Salida de gases
  • Separadores ciclónicos 
  • Filtros de mangas
  • Electrofiltros 
  • Salida de cenizas 
  • Problemas en calderas de biomasa
  • El ciclo agua-vapor
  • Circuito de condensado
  • Agua de alimentación
  • La turbina de vapor 

7 Las centrales hidroeléctricas

• Tipos de centrales hidroeléctricas
  • Según el tipo de retención y conducción del agua
  • Según la altura del salto disponible
• Principales equipos y sistemas
  • Retención y conducción del agua
  • La turbina hidráulica 
  • El generador
  • La subestación eléctrica
  • Los sistemas auxiliares
  • Edificios
• Principios de funcionamiento
  • Potencia hidráulica disponible
  • Pérdidas
  • La cavitación
  • Golpes de ariete 
• Parámetros característicos
  • Potencia bruta y neta 
  • Características principales del salto de agua 
  • Tipo, marca y modelo de la turbina hidráulica
  • Configuración 
  • Rendimiento global    
  • Tipo de generador 
  • Posibilidad de arranque desde cero tensión 
  • Tensión de generación 
  • Tensión de salida 
  • Frecuencia de generación 
  • Tipo de subestación 
• La presa y el circuito hidráulico
  • Tipos de presa 
  • Instrumentación habitual de control de la presa 
  • Elementos de seguridad de la presa
  • Conductos de derivación
  • Toma de agua
  • Elementos de retención y filtración
  • Compuertas
  • El conducto forzado
  • La chimenea de equilibrio
  • La válvula de entrada a la turbina
• La turbina hidráulica (turbina Francis)
  • La función de la turbina en una central hidráulica 
  • Tipos de turbinas  
  • Parámetros característicos de una turbina Francis
  • Principales elementos de una turbina Francis
  • Sistemas auxiliares en turbinas 
• La turbina Kaplan    
  • Descripción de las turbinas Kaplan
  • Historia de las turbinas Kaplan
  • Parámetros característicos
  • Principales elementos  
  • Ventajas e inconvenientes de las turbinas Kaplan
• La turbina Pelton 
  • Descripción de las turbinas Pelton
  • Historia de las turbinas Pelton
  • Parámetros característicos
  • Principales elementos de turbinas Pelton 
  • Ventajas e inconvenientes de las turbinas Pelton