CENTRALES ELÉCTRICAS
Grado en Ingeniería en Electrónica y
Automática Industrial
Universidad de Alcalá
Curso Académico 2018/2019
2
GUÍA DOCENTE
Nombre de la asignatura:
Centrales Eléctricas
Código:
600036
Titulación en la que se imparte:
Grado en Ingeniería en Electrónica y
Automática Industrial
Departamento y Área de
Conocimiento:
Teoría de la Señal y Comunicaciones, Área de
Ingeniería Eléctrica
Carácter:
Optativo
Créditos ECTS:
6
Curso y cuatrimestre:
Cuarto curso, Primer cuatrimestre
Profesorado:
Pablo Díaz Villar
Juan Antonio Frías Chico
Horario de Tutoría:
El horario de
tutorías
se indicará el primer día
de clase
Idioma en el que se imparte:
Español
1.a PRESENTACIÓN
La asignatura de Centrales Eléctricas es una asignatura optativa, con contenidos relacionados con varias materias de la rama industrial previamente impartidas en el Grado en Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial. Dentro del plan de estudios de la titulación se encuentra ubicada en el primer cuatrimestre del cuarto curso.
Se trata de una materia que desarrolla los conocimientos básicos sobre ciclos de vapor y de gas e intercambiadores de calor, trabajados en la asignatura de ingeniería térmica para el estudio de las tecnologías de centrales de generación eléctrica. Conjuga, asimismo, conocimientos adquiridos en la asignatura de máquinas eléctricas (alternadores y transformadores) y mecánica de fluidos (centrales hidráulicas), además de aspectos relacionados con el control de las instalaciones. Además, la asignatura se completa con el análisis de los recursos energéticos, normativa actual, análisis económico y el estudio de los impactos ambientales de las centrales eléctricas.
Se trata de una asignatura con un grado de aplicabilidad práctica importante, que acerca los conocimientos teóricos a la tecnología real.
Prerrequisitos y Recomendaciones
Para un mejor aprovechamiento de la asignatura se requieren conocimientos y competencias de las materias de Ingeniería Térmica (ciclos de vapor y ciclos de gas, intercambiadores de calor), Máquinas Eléctricas (alternadores y transformadores) y Mecánica de Fluidos, impartidas en 2º y 3º curso de la titulación.
3
1.b COURSE SUMMARY
Power Plants is an optional subject, related with some disciplines already studied in the Electronics and Industrial Automation Engineering Degree. It is located in the fourth year, first semester.
It develops basic knowledge on steam and gas cycles and heat exchangers, studied in Thermal Engineering, for their technical application to Power Plants. It combines also electrical machines (generators and transformers) and Fluid Mechanics (hydroelectric plants) fundamentals. Power plant control issues are also introduced. The subject is completed with the analysis of energy resources, up-to-date regulation, economic analysis and main environmental impacts of power plants.
It is subject with a high level of applicability, joining theoretical knowledge to real technology.
Prerequisites y Recommendations
Previous knowledge on Thermal Engineering (Cycles steam and gas cycles, heat exchangers), Electrical Machines (alternators and transformers) and Fluid Mechanics, taught in 2nd and 3rd course are recommended.
2. COMPETENCIAS
Al ser una asignatura optativa, formalmente no se incluyen competencias genéricas ni profesionales asociadas a ella. Sin embargo, en términos de aprendizaje es una asignatura que contribuye a adquirir capacidades para el diseño y el análisis operativo de las centrales eléctricas.
A continuación se indican los resultados de aprendizaje esperables de la asignatura:
Resultados de aprendizaje:
• RACE1: Describir, analizar e interpretar la problemática energética actual, los recursos energéticos y la cobertura de la demanda.
• RACE2: Explicar las principales características de las tecnologías de generación termoeléctrica y analizar su operación.
• RACE3: Explicar las principales características de las tecnologías de generación hidroeléctrica y analizar su operación.
• RACE4: Describir el funcionamiento de los sistemas de automatización y control empleados en las centrales.
• RACE5: Describir los equipos eléctricos empleados en las centrales y subestaciones • RACE6: Explicar, valorar e interpretar los aspectos económicos y los impactos
4
3. CONTENIDOS
Bloques de contenido (se pueden especificar los
temas si se considera necesario)
Total de clases,
créditos u horas
Bloque 1. Introducción a la energía: recursos energéticosy producción eléctrica, cobertura de la demanda, normativa y mercado eléctrico
• 1 ECTS
Bloque 2. Centrales termoeléctricas: centrales térmicas de carbón, centrales de ciclo combinado, centrales nucleares, otras tecnologías.
• 2,5 ECTS
Bloque 3: Centrales hidroeléctricas y de bombeo • 1 ECTS Bloque 4: Regulación, control y conexión a red de las
centrales eléctricas • 0,75 ECTS
Bloque 5: Estudio económico y de impacto
5
4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES
FORMATIVAS
4.1. Distribución de créditos (especificar en horas)
Número de horas presenciales:
28 horas en grupo grande
28 horas en grupo pequeño (resolución de problemas y estudio de casos prácticos) 2 horas de pruebas de evaluación Número de horas del trabajo
propio del estudiante:
92 horas, que incluye horas de estudio, elaboración de actividades y preparación exámenes
Total horas 150 horas
4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos
Sesiones teóricas
Metodología: sesiones expositivas donde el profesor presenta y explica los aspectos teóricos de la asignatura, complementados por aplicaciones prácticas básicas y ejemplos reales. Se fomentará la participación de los alumnos en el propio desarrollo de los contenidos de la asignatura después de la búsqueda bibliográfica autónoma y grupal.
Recursos disponibles: pizarra, medios audiovisuales, acceso a internet, bibliografía. Número de alumnos por clase: 50 alumnos
Sesiones prácticas
Metodología: talleres de trabajo grupal e individual. Discusión en pequeños grupos del planteamiento de los proyectos y casos prácticos y su relación con la teoría. Exposición escrita y oral de alternativas de resolución. Puesta en común de propuestas y resultados.
Recursos disponibles: pizarra, medios audiovisuales, bibliografía.
Número de alumnos por clase: 25 alumnos
Tutorías y seminarios
Tutorías individuales y/o grupales sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. Apoyo al aprendizaje autónomo.
Actividades no presenciales
Resolución de problemas por aplicación de la teoría, búsqueda bibliográfica, desarrollo de trabajos en grupo
6
5. EVALUACIÓN:
Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación
Preferentemente se ofrecerá a los alumnos un sistema de evaluación continua que tenga características de evaluación formativa, de manera que sirva de realimentación en el proceso de enseñanza-aprendizaje por parte del alumno. Para ello se establecen los siguientes procedimientos de evaluación:
Procedimientos de Evaluación
1. Convocatoria Ordinaria: La evaluación en la convocatoria ordinaria debe estar inspirada en los criterios de evaluación continua (Normativa de Regulación de los Procesos de Enseñanza Aprendizaje, NRPEA, art 3).
a. Evaluación Continua: Consistente en la realización y entrega, de forma individual o grupal, de problemas prácticos y tareas de planteamiento teórico, y la realización de un examen final escrito.
b. Evaluación Final: Consistirá en la realización de un examen final escrito.
2. Convocatoria Extraordinaria: Consistirá en la realización de un examen final escrito.
Para acogerse al proceso de evaluación final, el alumno debe solicitarlo por escrito al director del centro en las dos primeras semanas de su incorporación, indicando las razones que impiden seguir el sistema de evaluación continua. El director del centro comunicará la resolución en un máximo de 15 días. En caso de no haber recibido respuesta, se considera estimada esta solicitud.
Criterios de Evaluación
La evaluación del alumno se hará en base a los siguientes criterios:
CE1: El alumno comprende los conceptos básicos que caracterizan al sector eléctrico actual y sus tecnologías de generación eléctrica.
CE2: El alumno conoce y es capaz de interpretar las especificaciones técnicas de las tecnologías de generación eléctrica objeto de la asignatura.
CE3: El alumno aplica los conocimientos a la resolución de casos prácticos.
CE4: El alumno tiene capacidad de búsqueda selectiva de información bibliográfica y aprovechamiento de dicha información.
CE5: El alumno interpreta, argumenta, sintetiza y presenta de forma adecuada los resultados obtenidos.
Instrumentos de Evaluación.
Esta sección especifica los instrumentos de evaluación que serán aplicados a cada uno de los criterios de evaluación.
1. Entregables (E): Consiste en la realización y entrega, de forma individual o grupal, de problemas prácticos y tareas de planteamiento teórico asociados a los diferentes bloques temáticos de la asignatura.
7
2. Prueba Examen final (PEF): Consiste en la realización de una prueba escrita de análisis y resolución de cuestiones prácticas y teóricas, integradora del conjunto de la asignatura.Criterios de Calificación
Esta sección cuantifica los criterios de evaluación para la superación de la asignatura:
Convocatoria Ordinaria, Evaluación Continua
En la convocatoria ordinaria – evaluación continua, la relación entre los criterios e instrumentos de evaluación y el peso en la calificación es la siguiente:
Resultado Aprendizaje Criterio de Evaluación Instrumento de Evaluación Peso en la calificación RACE1-RACE6 CE1-CE5 E1-E5 60% CE1, CE2,
CE3, CE5 PEF 40%
Ninguno de los instrumentos de evaluación entregables E tendrá un peso superior al 30% de la calificación final.
Como criterio general, alumnos en convocatoria ordinaria que no se presenten a la prueba escrita final se considerarán No Presentados.
Convocatoria Ordinaria, Evaluación Final Resultado Aprendizaje Criterio de Evaluación Instrumento de Evaluación Peso en la calificación RACE1-RACE6 CE1, CE2,
CE3, CE5 PEF 100%
Convocatoria Extraordinaria Resultado Aprendizaje Criterio de Evaluación Instrumento de Evaluación Peso en la calificación
RACE1-RACE6 CE1, CE2,
8
6. BIBLIOGRAFÍA
- Moran M, Shapiro H, “Fundamentos de la termodinámica técnica”. Ed
Reverté, 2004 (Fundamentals of Engineering Thermodynamics, John Wiley
&Sons, 2008).
- Sánchez Naranjo C, “Tecnología de las centrales termoeléctricas
convencionales”, , Universidad nacional de Educación a Distancia UNED,
2010.
- Sanz Feito J, Centrales Eléctricas. Publicación: Madrid: Universidad
Politécnica, E. T. S. I. I, 1993.
- Fernández Benítez, José Antonio. "Centrales Termoeléctricas
Convencionales". CD. ISBN-84-609-3442-X.
- Sabugal, Santiago; Gómez-Moñux, Florentino. "Centrales Térmicas de Ciclo
Combinado. Teoría y proyecto". Ediciones Díaz de Santos.
ISBN-84-7978-735-X.
- Black & Veatch. Power plant engineering. Edita: Kluwer Academic Publishers.
2011.
- Sanz Osorio, JF, Energia Hidroelectrica, Universidad de Zaragoza, 2008,
ISBN 9788492521203
POWER PLANTS
(CENTRALES
ELÉCTRICAS)
Grado en Ingeniería en Electrónica y
Automática Industrial
Universidad de Alcalá
2018/2019 Academic year
2
COURSE PROGRAMME
Name of the subject:
Power plants
Code:
600036
Bachelor Degree:
Grado en Ingeniería en Electrónica y
Automática Industrial
Department and area of
knowledge:
Signal Theory and Communications
Electrical Engineering
Type:
Optional
ECTS:
6
Year and term:
Fourth year, First term
Teaching staff:
Pablo Díaz Villar
Juan Antonio Frías Chico
Tutorial timetable:
Tutorial timetable is given the first day
Languages:
Spanish / English Friendly
1. INTRODUCTION
Power Plants is an optional SUBJECT, related with some disciplines already studied in the Electronics and Industrial Automation Engineering Degree. It is located in the fourth year, first semester.
It develops basic knowledge on steam and gas cycles and heat exchangers, studied in Thermal Engineering, for their technical application to Power Plants. It combines also electrical machines (generators and transformers) and Fluid Mechanics (hydroelectric plants) fundamentals. Power plant control issues are also introduced. The subject is completed with the analysis of energy resources, up-to-date regulation, economic analysis and main environmental impacts of power plants.
It is subject with a high level of applicability, joining theoretical knowledge to real technology.
Prerequisites y Recommendations
Previous knowledge on Thermal Engineering (Cycles steam and gas cycles, heat exchangers), Electrical Machines (alternators and transformers) and Fluid Mechanics, taught in 2nd and 3rd course are recommended.
3
Being an optional subject, formally, generic or profesional competences are not included. However, in terms of learning this subject contributes to the acquisition of capacities related to the design and analysis of power plants.Below are the expected learning outcomes of the subject:
Learning results:
• RACE1: Describe and analyze current energy problems, energy resources and demand coverage.
• • RACE2: Explain the main characteristics of thermoelectric generation technologies and analyze their operation.
• • RACE3: Explain the main characteristics of hydroelectric generation technologies and analyze their operation.
• • RACE4: Describe the operation of automation and control systems used in power plants.
• • RACE5: Describe the electrical equipment used in power plants and substations • • RACE6: Explain, assess and analyze the economic aspects and environmental
4
3. CONTENTS
Topics
ECTS
Topic 1. Introduction to energy: energy resources and electricity production, demand coverage, regulations and the electricity market
• 1 ECTS
Topic 2. Thermoelectric power plants: coal-fired power plants, combined cycle power plants, nuclear power plants, other technologies.
• 2,5 ECTS
Topic 3: Conventional and reversible hydroelectric plants • 1 ECTS
Topic 4: Regulation and control of power plants and their
connection to the grid. • 0,75 ECTS
Topic 5: Economic study and environmental impact of
5
4. LEARING METHODS and ACTIVITIES
4.1. Credits distribution (hourly)
In-person class hours:
28 hours in large group
28 hours in small group (practical exercises and case studies)
2 hours for exams
Student homework hours:
92 hours, including revisión of theoretical concepts, eercidse resolution, case studies and exams preparation
Total hours 150 hours
4.2. Methodological strategies, teaching resources
Theoretical sessions
Methodology: expository sessions where the teacher presents and explains the theoretical aspects of the subject, complemented by basic practical applications and real examples. The participation of the students in the own development of the contents of the subject will be encouraged after the autonomous and group bibliographic search.
Available resources: blackboard, audiovisual media, internet access, bibliography.
Number of students per class: 50 students
Practical sessions
Methodology: group and individual workshops. Discussion in small groups of the approach of the projects, practical cases and their relation with theory. Written and oral presentation of resolution alternatives. Sharing of proposals and results.
Available resources: blackboard, audiovisual media, bibliography.
Number of students per class: 25 students
Tutorials and seminars
Individual and / or group tutorials on the theoretical and practical contents of the subject. Support for autonomous learning.
Off-class activities
Problem solving by application of the theory, bibliographic search, development of group work
6
5. ASSESSMENT: Procedures and assessment criteria
By default, students will follow a system of continuous assessment with characteristics of formative evaluation, so that it serves the student as feedback in the teaching-learning process. To this objective, the following evaluation procedures are established:
Aseessment procedures
1. Ordinary Call: The evaluation in the ordinary call must be inspired by the criteria of continuous evaluation (Normativa de Regulación de los Procesos de Enseñanza Aprendizaje, NRPEA, art 3).
a. Continuous Evaluation: It will consist in the realization and presentation, individually or in groups, of practical problems and theoretical approach tasks, and the completion of a written final exam.
Final Evaluation: it will consists in the completion of a written final exam.
2. Extraordinary Call: It will consist of a written final exam.
In order to benefit from the final evaluation process, the student must apply (written form) the Center Director in the first two weeks of his / her incorporation, indicating the reasons that prevent him / her from following the continuous evaluation system. The Director will communicate the resolution in a maximum of 15 days. In case of not having received a response, this request is considered positive.
Assessment Criteria
The evaluation of the student will be based on the following criteria:
CE1: The student understands the basic concepts that characterize the current electric sector and its electric generation technologies.
CE2: The student knows and is able to analyze the technical specifications of the electric generation technologies dealt with in this course.
CE3: The student applies its knowledge to the resolution of practical cases.
CE4: The student has the ability to selectively search for bibliographic information and to use this information.
CE5: The student analyzes, discusses, synthesizes and presents the results obtained in an appropriate way.
Assessment instruments.
This section specifies the assessment instruments that will be applied to each of the evaluation criteria.
1. Deliverables (E): Consists of the realization and delivery, individually or in groups, of practical problems and theoretical approach tasks associated with the different topics of the course.
2. Final Exam (PEF) Test: Consists of a written test on the analysis and resolution of practical and theoretical issues, integrating the whole course.
7
Grading Criteria
This section quantifies the grading criteria for passing the course:
Ordinary Call. Continuous assessment
In the ordinary call-continuous assessment, the relationship between the criteria and assessment instruments and the weight in the final mark is specified:
Learning results Assessment criteria Assessment instruments Final mark weight RACE1-RACE6 CE1-CE5 E1-E5 60% CE1, CE2,
CE3, CE5 PEF 40%
None of the deliverable assessment instruments E will weigh more than 30% of the final mark.
As a general criterion, students in ordinary call who do not attend the final written test will be considered as Not presented.
Ordinary Call. Final Evaluation
Learning results Assessment criteria
Assessment instruments
Final mark weight RACE1-RACE6 CE1, CE2,
CE3, CE5 PEF 100%
Extraordinay Call
Learning results Assessment criteria
Assessment instruments
Final mark weight
RACE1-RACE6 CE1, CE2,
8
6. BIBLIOGRAPHY
