Energías renovables en ingeniería de edificios
El ahorro de energía tiene cada vez más importancia en la tecnología de edificios moderna. El uso de energías renovables en la tecnología de edificios ya es estándar en muchos países.
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La energía solar fotovoltaica describe la conversión directa de luz solar en electricidad. La electricidad solar contribuye a reducir el impacto medioambiental, reduce el gasto para el transporte de la electricidad y garantiza un suministro de energía independiente y rentable.
Energía fotovoltaica
La energía fotovoltaica como fuente de energía sostenible
Estudio de las propiedades de las células solares; mediciones objetivas mediante el control de temperatura de las células solares
Contenido didáctico/ensayos
- comportamiento físico de las células solares con una iluminancia y temperatura distintas
- registro de curvas características de corriente y tensión
- cálculo de la intensidad de la corriente y la potencia obtenible en base al módulo de un diodo
- influencia de la iluminancia y la temperatura en las curvas características
- conexión de células solares en paralelo y en serie
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Determinación de las características de una planta fotovoltaica
Contenido didáctico/ensayos
- comportamiento físico de los módulos fotovoltaicos con distintas influencias
- iluminancia
- temperatura
- ensombrecimiento
- conocimiento de parámetros importantes
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Módulo de ampliación para la ET 250 con componentes para la alimentación de electricidad solar a una red pública
Contenido didáctico/ensayos
- componentes de la práctica de la utilización de la electricidad solar conectada en paralelo a la red
- función del seccionador de corriente continua y de la protección contra sobretensión
- función de un inversor conmutado por la red con optimización de potencia (seguidor MPP)
- influencia del grado de utilización en el rendimiento del inversor
- función de contadores de electricidad modernos
Módulo de ampliación para la ET 250 con componentes para el uso independiente de la electricidad de los módulos fotovoltaicos
Contenido didáctico/ensayos
- componentes de la práctica del aprovechamiento de la electricidad solar en funcionamiento en isla
- función del seccionador de corriente continua y de la protección contra sobretensión
- función de un regulador de carga con optimización de potencia (seguidor MPP)
- influencia del grado de utilización en el rendimiento de los componentes
- influencia de las oscilaciones del suministro de energía solar y del consumo de corriente en el rendimiento del sistema
Componentes eléctricos de una instalación fotovoltaica en la práctica; funcionamiento con módulos fotovoltaicos reales o con un simulador fotovoltaico
Contenido didáctico/ensayos
- estudio de componentes de sistemas modernos para uso fotovoltaico
- funcionamiento de módulos para la optimización de potencia (seguidor MPP)
- funcionamiento de inversores y reguladores de carga
- comportamiento de funcionamiento con iluminancia y temperatura variables
- rendimiento y comportamiento dinámico de los componentes del sistema
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Simulación de las características de corriente y tensión de módulos fotovoltaicos
Contenido didáctico/ensayos
- curvas características de corriente/tensión de módulos fotovoltaicos
- optimización de la potencia con seguidores del punto de máxima potencia (MPP)
- comportamiento de funcionamiento de módulos fotovoltaicos con iluminancia y temperatura variables
- rendimiento y comportamiento dinámico de los componentes del sistema ET 255
- ensayos con ET 255 y ET 255.03 con especificación de perfiles de generación y consumo
Comportamiento de funcionamiento de módulos fotovoltaicos con temperatura e iluminancia variables; iluminación por luz solar o fuente de luz HL 313.01
Contenido didáctico/ensayos
- uso de módulos fotovoltaicos en sistemas modernos de electricidad solar
- ensayos con ET 255 y ET 255.03 con especificación de perfiles de generación y consumo
- comportamiento de funcionamiento de módulos fotovoltaicos con temperatura e iluminancia variables
- influencia del ángulo de inclinación en el punto de máxima potencia (MPP)
- optimización de la potencia con seguidores del punto de máxima potencia (tracker MPP)
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Cargas eléctricas controlables para simulación de utilización en sistemas de energía fotovoltaica
Contenido didáctico/ensayos
- priorización de consumidores eléctricos en sistemas de electricidad solar
- sistemas de gestión de la energía para la optimización del autoconsumo
- casos de aplicación con disponibilidad variable de la red
- consumidores en funcionamiento con alimentación de emergencia
- ensayos con especificación de perfiles de generación y consumo
Instalación frigorífica de compresión para el funcionamiento con energía eléctrica solar de ET 250 o ET 255.02
Contenido didáctico/ensayos
- alimentación de una instalación frigorífica de compresión con corriente procedente de módulos fotovoltaicos
- componentes de una instalación frigorífica fotovoltaica
- funcionamiento del compresor con potencias y necesidades de refrigeración cambiantes
- carga y descarga de acumuladores de frío
- índice de rendimiento calorífico de la instalación frigorífica en función de las condiciones de funcionamiento
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La energía térmica solar describe el uso de la energía solar para la facilitación de calor. En edificios modernos se utiliza calor generado con energía solar para la calefacción y el calentamiento de agua doméstica.
GUNT RHLine: Renewable Heat
Energía térmica solar
Determinación de los parámetros característicos de una planta térmica solar; modelo con fuente de radiación artificial
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y funcionamiento de una planta térmica solar sencilla
- determinación de la potencia útil
- balance energético en el colector solar
- influencia de la iluminancia, el ángulo de radiación y el caudal
- determinación de curvas características de rendimiento
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Funcionamiento y comportamiento operativo de un colector cilindro-parabólico, accesorio para ET 202
Contenido didáctico/ensayos
- focalización de la radiación solar con un espejo cilindro-parabólico
- factor de concentración óptica
- conversión de la energía radiante en
calor
- pérdidas en los colectores solares térmicos
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Función y comportamiento de funcionamiento de un colector cilíndrico parabólico, seguimiento solar astronómico y basado en sensores, control de instalación mediante PLC
Contenido didáctico/ensayos
- enfoque de la radiación solar con un reflector de cilindro parabólico
- factor de concentración óptico
- DNI: Direct Normal Irradiance
- seguimiento solar basado en sensor
- seguimiento solar astronómico
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Transformación de la energía de radiación solar en calor y almacenamiento del calor, operar el regulador solar a través del navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- conocimiento de las funciones del colector plano y del circuito solar
- determinación de la potencia útil
- relación entre el caudal y la potencia útil
- determinación del rendimiento del colector
- relación entre la diferencia de temperatura (colector/entorno) y el rendimiento del colector
Familiarizarse con el funcionamiento del colector tubular de vacío y el circuito solar, operar el regulador solar a través del navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- familiarizarse con el funcionamiento del colector tubular de vacío y el circuito solar
- determinación de la potencia útil
- relación entre caudal y potencia útil
- determinación del rendimiento del colector
- relación entre diferencia de temperatura (colector / ambiente) y rendimiento del colector
Colector plano orientable para la transformación de energía solar en calor
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y función del colector plano
- determinación de la potencia útil
- influencia de la temperatura, iluminancia y el ángulo de incidencia en el rendimiento del colector
- integración de un colector plano en un sistema de calefacción moderno
- condiciones de funcionamiento hidráulicas y de control de procesos
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Transformación de energía solar en calor en el colector tubular de vacío
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y función del colector tubular de vacío
- determinación de la potencia útil
- factores de influencia sobre el rendimiento del colector
- integración de un colector tubular de vacío en un sistema de calefacción moderno
- condiciones de funcionamiento hidráulicas y de control de procesos
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Módulo con acumulador intermedio y acumulador bivalente para sistemas de calefacción con energías renovables, operar el regulador de calefacción a través de pantalla táctil o navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- según la combinación modular HL 320 seleccionada pueden desarrollarse los siguientes contenidos didácticos:
- conocimiento de instalaciones de calefacción modernas en base a fuentes de energía renovables
- puesta en funcionamiento de instalaciones de calefacción con energía térmica solar y bomba de calor
- condiciones de funcionamiento eléctricas, hidráulicas y de control de procesos
- propiedades de distintos acumuladores de calor
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La geotermia cerca de la superficie se basa en el mismo principio básico que la energía térmica solar. En este caso la Fuente de calor no es el sol sino el suelo. En el suelo se extiende un sistema de tuberías por el que circula un medio portador de calor.
Geotermia cerca de la superficie
Componentes transparentes permiten observar el cambio de estado del medio portador de calor
Contenido didáctico/ensayos
- fundamentos de la geotermia
- comportamiento de funcionamiento de una sonda geotérmica con principio heatpipe
- determinación de la cantidad de calor disipada de la heatpipe variando la carga térmica
- variación de la cantidad de llenado del medio portador de calor
- estudio del perfil de temperatura radial en una muestra de arena y determinación de la conductividad térmica
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Utilización de la geotermia en circuito abierto sin repercusión térmica
Contenido didáctico/ensayos
- fundamentos de la utilización de la geotermia
- comportamiento del funcionamiento de un sistema de dos pozos
- propiedades hidráulicas y térmicas del suelo
- determinación de la potencia térmica útil
- fundamentos y balance energético de una bomba de calor
Aprovechamiento posible como disipador de calor o fuente de calor
Contenido didáctico/ensayos
- balance energético en sistemas de calefacción combinados para generación de agua sanitaria y calefacción
- transferencia de calor en una calefacción de suelo
- aprovechamiento de fuentes de calor para sistemas de bombas de calor
- objetivos didácticos del sistema modular HL 320
La cogeneración describe la generación simultánea de energía mecánica y/o eléctrica y calor térmico.
Pila combustible de membrana polimérica refrigerada por agua en cogeneración
Contenido didáctico/ensayos
- conversión de energía química en energía eléctrica y térmica
- función y construcción de un sistema de pila combustible
- relaciones de los parámetros de funcionamiento de las pilas combustibles
- influencias en la potencia eléctrica de las pilas combustibles
- registro y visualización de todas las curvas características de tensión y corriente
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GUNT- RHLine (renewable heat): cuidado de recursos mediante medidas constructivas y técnicas
HL 320 Sistema modular de energía térmica solar y bomba de calor
Bomba de calor para el funcionamiento con diferentes fuentes, operar el regulador de calefacción a través de pantalla táctil o navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- conocer las aplicaciones de la bomba de calor para calefacción de locales y calentamiento de agua
- utilización de la bomba de calor para el enfriamiento
- ventajas y desventajas de las diferentes configuraciones de la instalación (bomba de calor de salmuera, bomba de calor de aire)
- configuración y ajuste de un controlador de calefacción para el control de la bomba de calor
- comportamiento del funcionamiento en caso de suministro y demanda de calor variables
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Calefacción adicional eléctrica para el sistema modular HL 320
Contenido didáctico/ensayos
- complemento de la calefacción y/o calefacción de agua sanitaria mediante calefacción adicional convencional
- punto de bivalencia y carga de calefacción
- estrategias de regulación para el complemento de la calefacción
- balances energéticos en sistemas convencionales respaldados de energía térmica solar y bomba de calor
Colector plano orientable para la transformación de energía solar en calor
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y función del colector plano
- determinación de la potencia útil
- influencia de la temperatura, iluminancia y el ángulo de incidencia en el rendimiento del colector
- integración de un colector plano en un sistema de calefacción moderno
- condiciones de funcionamiento hidráulicas y de control de procesos
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Transformación de energía solar en calor en el colector tubular de vacío
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y función del colector tubular de vacío
- determinación de la potencia útil
- factores de influencia sobre el rendimiento del colector
- integración de un colector tubular de vacío en un sistema de calefacción moderno
- condiciones de funcionamiento hidráulicas y de control de procesos
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Módulo con acumulador intermedio y acumulador bivalente para sistemas de calefacción con energías renovables, operar el regulador de calefacción a través de pantalla táctil o navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- según la combinación modular HL 320 seleccionada pueden desarrollarse los siguientes contenidos didácticos:
- conocimiento de instalaciones de calefacción modernas en base a fuentes de energía renovables
- puesta en funcionamiento de instalaciones de calefacción con energía térmica solar y bomba de calor
- condiciones de funcionamiento eléctricas, hidráulicas y de control de procesos
- propiedades de distintos acumuladores de calor
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Aprovechamiento posible como disipador de calor o fuente de calor
Contenido didáctico/ensayos
- balance energético en sistemas de calefacción combinados para generación de agua sanitaria y calefacción
- transferencia de calor en una calefacción de suelo
- aprovechamiento de fuentes de calor para sistemas de bombas de calor
- objetivos didácticos del sistema modular HL 320
Aprovechamiento posible como disipador de calor o fuente de calor
Contenido didáctico/ensayos
- utilización de un ventiloconvector para la calefacción y refrigeración de locales
- influencia de la diferencia de temperatura entre las tuberías de ida y retorno de la calefacción sobre la eficiencia general de una instalación de calefacción
- condiciones de funcionamiento para la utilización como cambiador de calor de aire en un sistema de bomba de calor
- comparación de un cambiador de calor de aire con otras fuentes de calor de un sistema de bomba de calor
Las bombas de calor transportan calor desde un nivel energético inferior a un nivel energético superior y pueden utilizarse para la calefacción.
Aprovechamiento del calor ambiental para el calentamiento del agua
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y funcionamiento de una bomba de calor de aire-agua
- representación del ciclo termodinámico en un diagrama log p-h
- balances energéticos
- determinación de parámetros importantes
- tasa de compresión en el compresor
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Bomba de calor con diversos cambiadores de calor para aire y agua
Contenido didáctico/ensayos
- montaje, funcionamiento y componentes esenciales de una bomba de calor y/o instalación frigorífica
- representación del ciclo termodinámico en el diagrama log p-h
- comparar diferentes modos de funcionamiento
- medición de la potencia del compresor y de la potencia térmica y/o capacidad de enfriamiento en el circuito de agua glicolada
- determinación de
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Bomba de calor para el funcionamiento con diferentes fuentes, operar el regulador de calefacción a través de pantalla táctil o navegador web
Contenido didáctico/ensayos
- conocer las aplicaciones de la bomba de calor para calefacción de locales y calentamiento de agua
- utilización de la bomba de calor para el enfriamiento
- ventajas y desventajas de las diferentes configuraciones de la instalación (bomba de calor de salmuera, bomba de calor de aire)
- configuración y ajuste de un controlador de calefacción para el control de la bomba de calor
- comportamiento del funcionamiento en caso de suministro y demanda de calor variables
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Los acumuladores de hielo se cargan a través de una instalación frigorífica y se descargan en el caso de unas cargas muy elevadas. Los acumuladores de hielo compensan los perfiles de carga no homogéneos de edificios.
Instalación frigorífica industrial con acumulador de hielo, torre de refrigeración en seco y torre de refrigeración por vía húmeda
Contenido didáctico/ensayos
- montaje y funcionamiento de una instalación frigorífica energéticamente eficiente
- función y utilización de un acumulador de hielo
- balance de los flujos energéticos
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