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La Física y las Energía Renovables

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Presentación de José Manuel Martínez en el FORO Física, Sustentabilidad y Cambio Climático en Venezuela.

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La Física y las Energía Renovables

  1. 1. LA FÍSICA EN LAS ENERGÍAS RENOVABLES José Manuel Martínez UCV. Jornadas de Investigación y Extensión. Facultad de Ciencias 2015. 14 de Mayo de 2015.
  2. 2. OBJETIVO GENERAL  Presentar las áreas en las que se necesita investigar y utilizar los conocimientos de la física para el estudio y desarrollo de las energías renovables (ER) PERU: http://edmarfisica.blogspot.com/2011/10/taller-de-investigacion-fisica-aplicada.html
  3. 3. FUENTES DE ENERGÍA No renovables Renovables
  4. 4. ÁREAS DE APLICACIÓN DE LAS ER I. Suministro y demanda de electricidad. II. Calentamiento y refrigeración. III.Transporte
  5. 5. PARTICIPACIÓN DE LAS ER EN EL CONSUMO FINAL DE ENERGÍA -2011 http://www.ren21.net/Portals/0/Images/Figures/GSR2014/Figure_1_Estimated_Renewable_Energy_Share_of_ Global_Final_Energy_Consumtion_2012_oNr.jpg
  6. 6. POTENCIAL EÓLICO Y SOLAR DE VENEZUELA Fuente: GLOBAL ENERGY NETWORK INSTITUTE (GENI)
  7. 7. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN ER Renewable Energy Research Association
  8. 8. LAS NECESIDADES DE I+D+I EN ER  El uso de diversas fuentes de generación de energía están a diferentes etapas de madurez y requieren diferentes niveles de I+D+i  Esas necesidades de I+D+i están relacionadas con:  Los recursos: características, localización, acceso, variabilidad en el tiempo.  La tecnología: materiales, equipos, sistemas, eficiencia, costos, innovaciones.  La interacción con la red eléctrica.
  9. 9. PRINCIPALES DESAFÍOS  Investigación de la naturaleza y características de las diversas fuentes renovables.  Diseño y mejora técnica y económica de los sistemas de conversión de energía.  Diseño de componentes, equipos, sistemas y materiales adecuados para los diversos sistemas (económicos, confiables, ligeros, accesibles, apropiados, de larga duración y bajo mantenimiento).  La construcción de modelos matemáticos para simulación, diseño, monitoreo y control.
  10. 10. Naturaleza. Fuente de energía renovable Conversión primaria Conversión secundaria Distribució n e interconexi ón a la red eléctrica Usuario final Naturaleza. Depósito de residuos PROCESO GENERAL DE TRANSFORMACIÓN ENERGÉTICA Sistemas de regulación y control Almacenamiento de energía
  11. 11. PRINCIPALES ÁREAS DE I+D+I EN ER  Características de las fuentes en la naturaleza.  Estudio y desarrollo de sistemas de captación de energía.  Evaluación y diseño de procesos y sistemas de conversión de energía.  Estudio, evaluación, mejora y diseño de sistemas, equipos y materiales.  Desarrollo de sistemas de control inteligentes.  Modelos matemáticos y herramientas de simulación.  Características de los materiales.  Métodos e instrumentos de medición y pruebas.  Impactos ambientales.  Integración a la red eléctrica.  Procesos de manufactura.  Estudios económicos.  Estudios sociales, organizativos y políticos.
  12. 12. ENERGÍA EÓLICA
  13. 13. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
  14. 14. ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA
  15. 15. CALENTADORES SOLARES
  16. 16. ENERGÍA HIDROELÉCTRICA Grandes plantas Pequeñas plantas
  17. 17. ENERGÍA GEOTÉRMICA
  18. 18. ENERGÍA OCEÁNICA
  19. 19. ENERGÍA A PARTIR DE BIOMASA
  20. 20. TRAYECTORIAS DE CONVERSIÓN DE BIOMASA EN ENERGÍA Y COMBUSTIBLES
  21. 21. EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE
  22. 22. EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE. TEMAS DE INVESTIGACIÓN
  23. 23. POSTGRADO EN INGENIERÍA ÁREA ENERGÍA. IER- UNAM – MEXICO HTTP://XML.CIE.UNAM.MX/XML/DOCENCIA/POSG_ING/ Diseño bioclimático: Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Radiación solar y clima en edificaciones Sistemas de acondicionamiento ambiental* Transferencia térmica en edificaciones* Otras* Geotermia Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Estadística y evaluación de datos* Métodos de exploración geotérmica* Usos directos de los recursos geotérmicos* Otras* Solar fototermica Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Refrigeración solar* Secado Solar* Colectores concentrados Otras* Solar fotovoltaica Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables de energía Semiconductores* Celdas solares Sistemas fotovoltaicos* Otras* Procesos y uso eficiente de la energía Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Sistemas de cogeneración* Uso eficiente de la energía* Análisis de punto de pliegue* Otras* Economía de la energía Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Futuros de la energía* Economia de la energía* Energía y medio ambiente* Otras* Energía y medio ambiente Matemáticas Transferencia de calor Termodinámica Evaluación de proyectos energéticos Energía y medio ambiente* Otras*
  24. 24. MÁSTER EN ENERGÍAS RENOVABLES Y SOSTENIBILIDAD ENERGÉTICA. UNIVERSIDAD DE BARCELONA Obligatorias Créditos ECTS Recursos y sostenibilidad 5 Gestión energética sostenible del agua 2.5 Economía y legislación 5 Bases de la ingeniería energética 5 Generación, transporte, distribución y demanda de energía 2.5 Energía solar fototérmica, fotovoltaica y termoeléctrica 2.5 Energía eólica, minihidráulica y marina 2.5 Energía geotérmica. Bomba de calor. 2.5 Biomasa y biocombustibles 2.5 Total créditos del 1er Módulo 30 Optativas (Elegir 6 asignaturas) Créditos ECTS Calidad del aire 2.5 Gestión, eficiencia, ahorro y planificación energética 2.5 Gestión energética en sectores no industriales: edificación y transporte 2.5 Sistemas de iluminación eficiente e inteligente 2.5 Materiales y sostenibilidad 2.5 Materiales para la energía I 2.5 Materiales para la energía II 2.5 Física del clima 2.5 Cambio climático 2.5 Seminarios profesionales de energías renovable y sostenibilidad 2.5 Total créditos del 2o Módulo 15 Trabajo de Fin de Máster Créditos ECTS Trabajo de Fin de Máster 15 Total créditos del 3er Módulo 15 TOTAL CRÉDITOS 60
  25. 25. UNIVERSIDAD EUROPEA MÁSTER UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLE - 100% ONLINE HTTP://MADRID.UNIVERSIDADEUROPEA.ES/ESTUDIOS-UNIVERSITARIOS/MASTER-UNIVERSITARIO-EN-ENERGIAS-RENOVABLES-100- ONLINE  Módulo I. Contexto energético y eléctrico actual  El contexto energético y eléctrico  Energías convencionales  Marco regulador comunitario y nacional  Energías y medio ambiente  Eficiencia energética  Módulo II. Energía hidráulica  Introducción y fundamentos físicos  Equipamiento de las infraestructuras  Sistemas de control, operación y mantenimiento  Proyecto de una central hidráulica  Módulo III. Energía de la biomasa y los biocombustibles  Conceptos generales  Tratamientos termoquímicos  Tratamientos biológicos  Biocombustibles  Módulo IV. Energía solar fotovoltaica  Introducción  Diseño de sistemas conectados a red  Diseño del sistema de evacuación  Diseño de sistemas aislados  Módulo V. Energía solar térmica y solar termoeléctrica  Descripción de sistemas térmicos  Criterios de diseño de sistemas térmicos  Descripción de sistemas termoeléctricos  Criterios de diseño de sistemas termoeléctricos  Módulo VI. Energía eólica  Estudio del recurso eólico  Descripción de aerogeneradores  Diseño de parques eólicos en tierra  Integración en red de parques eólicos  Módulo VII. Energías renovables emergentes  Energía geotérmica  Energía del hidrógeno y pilas de combustibles  Energías del mar: olas y mareas  Módulo VIII. Gestión y desarrollo de proyectos en energías renovables  Proyectos hidráulicos  Proyectos de biomasa y biocombustibles  Proyectos solares  Proyectos eólicos  Módulo IX. Creación de empresas  Organización y dirección de la empresa  Gestión del producto, marketing y comunicación  Gestión financiera y contable  Creación de Empresas  Módulo X. Proyecto Fin de Máster
  26. 26. http://science.energy.gov/bes/efrc/ Estados Unidos US. Department of Energy Wind Energy Research Center (WERC)Wind Energy Research Center (WERC)Wind Energy Research Center (WERC)
  27. 27. Fraunhofer Institutes and Research Establishments A total of 66 institutes and independent research units Wind power - Solar energy - Bioenergy Efficient use of energy - Energy-efficient living Intelligent energy distribution Compact energy storage http://www.fraunhofer.de/en/about-fraunhofer.html new energy research in
  28. 28. MAPA DE LA INVESTIGACIÓN EN ENERGÍA EN ESPAÑA http://www.energia2012.es/sites/default/files/Mapa%20de%20la%2 0investigaci%C3%B3n%20en%20energ%C3%ADa%20en%20Espa %C3%B1a.pdf
  29. 29. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (24/4/2015)  INTERNATIONAL ENERGY AGENCY RENEWABLE ENERGY: RD & D Priorities. Insights from IEA Technology Programmes, https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/renewenergy.pdf, OECD/IEA 2006, Paris. (24/4/2015)  EUREC, Research Priorities for Renewable Energy Technology by 2020 and Beyond, https://www.energy.eu/publications/a06.pdf, Bruselas.  La investigación en energías renovables en Francia, http://ressources.campusfrance.org/catalogues_recherche/recherche/es/rech_ene rgies_es.pdf  CENER, Centro Nacional de Energías Renovables, http://www.cener.com/es/energia-eolica/proyectos.asp  CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, http://www.ciemat.es/portal.do;jsessionid=55BFB5ED28D9BF9F073867A5D09 314BE?IDM=26&NM=1  CTAER, Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables , http://www.ctaer.com/es  IDEA, Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020 , Madrid 2011, http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11227_PER_2011- 2020_def_93c624ab.pdf
  30. 30. Tel.: 0414 2806674 jmmartinezcabrero@gmail.com http://innovajmm.bligoo.es

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