Módulo Formativo I. Estudios de Viabilidad de Instalaciones Solares. Certificado de Profesionalidad: Organización y Proyectos de Instalaciones Solares Térmicas

Argumento de Módulo Formativo I. Estudios de Viabilidad de Instalaciones Solares. Certificado de Profesionalidad: Organización y Proyectos de Instalaciones Solares Térmicas

1. Identificación del certificado de profesionalidad

2. Perfil profesional del certificado

UNIDAD FORMATIVA 1. Determinación del potencial solar

CAPÍTULO 1. Fundamentos de la energía solar

1. El solo como fuente de energía

2. Conceptos básicos

3. Radiación solar

4. Balance de radiación solar

5. Distribución espectral de la masa atmosférica

6. Concepto de masa atmosférica

7. Composición de los rayos solares

7.1. Constante solar. Cálculo de valores medios de radiación solar

7.2. Composición de la radiación solar extraterrestre

8. El Sol y la Tierra

8.1. Conceptos básicos

8.2. Los movimientos de la tierra. Interacción Sol-Tierra

9. Posición de un observador sobre la superficie terrestre

10. La esfera celeste

11. Sistemas de referencia

11.1. Método por coordenadas angulares

11.2. Método por coordenadas horarias

11.3. Coordenadas ecuatoriales

11.4. Coordenadas eclípticas

11.5. Coordenadas galácticas

12. Tiempo solar y tiempo oficial

13. Movimiento aparente del Sol sobre el horizonte. Hora solar verdadera y hora solar media

14. La ecuación del tiempo

14.1. Husos horarios y hora local

14.2. La hora oficial

15. Cálculo de la posición solar. Ecuaciones aproximadas

15.1. Método por coordenadas horarias

15.2. Método por coordenadas angulares

16. Posición del sol relativa a una superficie plana

CAPÍTULO 2. Conversión de la energía solar

1. Tipos de procesos

1.1. Conceptos básicos

1.2. Procesos naturales

1.3. Conversión directa. Conversión indirecta

1.4. El efecto invernadero

2. Procesos térmicos

3. Efecto concentración

4. Lentes de Fresnel

5. Procesos eléctricos

6. Efecto fotoeléctrico externo

7. Efecto fotovoltaico

8. Procesos eólicos

9. Procesos fotoquímicos y conversión fotobiológica

10. Procesos termodinámicos

11. Sistemas de conversión de energía térmica oceánica

12. La acumulación de la energía

12.1. Conceptos básicos

12.2. Acumulación como energía eléctrica

12.3. Acumulación como energía térmica

13. Problemática del almacenamiento

14. Sistemas energéticos integrados

15. Beneficios medioambientales

CAPÍTULO 3. Potencial solar de una zona

1. Potencial solar de una zona

2. Definiciones

3. Proyecciones cartográficas

4. Tipos de proyecciones cartográficas

4.1. Clasificaciones

4.2. Proyecciones más significativas

5. Aplicaciones cartográficas de las proyecciones cartográficas y la energía solar

6. Unidades de medida

6.1. Exactitud, precisión y periodo de integración en la realización de medidas

7. Medida de la radiación solar

7.1. Piranómetro

7.2. Heliógrafo

7.3. Pirheliómetro

7.4. Espectrorradiómetro

8. Radiación solar directa

9. Radiación global y difusa

10. Medida de la radiación global

11. Medida de la radiación difusa

12. Tablas y sistemas de medida

13. Definiciones

14. Tablas

15. Atlas solares

16. Sensores de medida y estaciones meteorológicas

17. Sensores de velocidad y dirección del viento

18. Sensores de temperatura del fluido, temperatura ambiente y humedad relativa

19. Sensor de radiación solar

20. Sistemas de adquisición de datos

21. Módulos solares fotovoltaicos

22. Estaciones meteorológicas

Actividades

UNIDAD FORMATIVA 2. Necesidades energéticas y propuestas de instalaciones solares

CAPÍTULO 1. Emplazamiento y viabilidad de instalaciones de energía solar

1. Necesidades energéticas. Definición

2. Energía

3. Unidades

4. Sistemas abiertos y aislados

5. Formas de la energía

5.1. Energía mecánica

5.2. Energía electromagnética

5.3. Energía interna

5.4. Energía térmica

5.5. Energía en reposo

5.6. Energía de desintegración

5.7. Energía del vacío

5.8. Energía química

6. Conservación de la energía

7. Cálculos

7.1. Conceptos de termodinámica

7.2. Conceptos de electricidad

7.3. Estimación de necesidades térmicas

7.4. Estimación de necesidades eléctricas

7.5. Normativa de aplicación en la estimación de necesidades energéticas

8. Factores del emplazamiento

8.1. Orientación, inclinación y sombras

9. Cálculo de la orientación óptima

10. Cálculo de la inclinación óptima

11. Integración y superposición arquitectónica

12. Sombras y mapas de trayectoria

13. Cálculo de pérdidas por sombra

13.1. Obtención del perfil de obstáculos

13.2. Representación del perfil de obstáculos

13.3. Selección de la tabla de referencia para los cálculos

13.4. Cálculo final

13.5. Tablas de referencia

14. Distancia mínima entre filas de captadores

15. Sistemas arquitectónicos y estructurales

15.1. Forjados de hormigón

15.2. Forjados de madera: formados por tablones y vigas de madera

15.3. Paredes

15.4. Cerchas

15.5. Cubiertas inclinadas

15.6. Cubiertas horizontales

16. Integración arquitectónica

16.1. Integración urbanística

16.2. Integración respecto a su uso

16.3. Funcional

17. Factores económicos y financieros

17.1. Rentabilidad de la energía solar térmica

17.2. Coste de una instalación solar térmica

17.3. Ejemplos de instalaciones solares térmicas

17.4. Amortización de la inversión

17.5. Competitividad sin subvenciones públicas

17.6. Ventajas fiscales

18. Viabilidad

19. Estudio de viabilidad

CAPÍTULO 2. Instalaciones de energía solar térmica

1. Clasificación de instalaciones solares térmicas. Introducción

1.1. Instalaciones por circulación natural o termosifón

1.2. Instalaciones por circulación forzada

2. Tipos de instalaciones solares térmicas de baja, media y alta temperatura

2.1.Centrales de Captadores Cilindro-parabólicos (Media Temperatura)

2.2. Centrales de Torre (Alta Temperatura)

2.3. Generadores Solares Disco-Parabólicos (Alta Temperatura)

2.4. Comparativa de las diferentes tecnologías Termoeléctricas

3. Rendimiento de los sistemas solares

3.1. Rendimiento (adimensional)

3.2. Diferencia de temperaturas T (K)

3.3. Rendimiento máximo

3.4. Coeficiente de pérdida térmica (lineal) (W/m² K)

3.5. Coeficiente de pérdida térmica (cuadrático) (W/m² K²)

3.6. Intensidad de radiación I (W/m²)

3.7. Factor de escala Uo

4. Aplicaciones de la energía solar térmica

4.1. Producción de agua caliente sanitaria (ACS)

4.2. Calefacción de edificios

4.3. Refrigeración

4.4. Calentamiento de piscinas

4.5. Procesos industriales

5. Funcionamiento global

6. Captadores solares

6.1. Tipos de captadores y características

6.2. Descripción de funcionamiento de los captadores

6.3. Características constructivas

6.4. Durabilidad y principales causas de fallo

6.5. Sistemas de conexión de captadores

7. Estudio energético de los captadores

7.1. Equilibrio energético

7.2. Rendimiento del captador solar térmico

7.3. Salto térmico en el captador solar

8. Cálculo de pérdidas hidráulicas en montajes serie-paralelo

9. Elementos de interconexión de captadores

10. Elementos de una instalación solar térmica de baja temperatura y especificaciones: función de cada elemento dentro de la instalación. Características de cada elemento y descripción del mismo

10.1. Circuitos primario y secundario

10.2. Materiales del circuito hidráulico. Compatibilidad

10.3. Intercambiadores de calor

10.4. Depósitos de acumulación

10.5. Electrocirculador (Bombas de circulación)

10.6. Tuberías

10.7. Válvulas

10.8. Purgadores

10.9. Caudalímetros y manómetros

10.10. Depósitos de expansión

10.11. Fluido caloportador

10.12. Circuito primario

10.13. Aislamientos

10.14. Sistema de llenado

10.15. Sistema de vaciado de circuitos

10.16. Estructura soporte

11. Instalaciones térmicas auxiliares y de apoyo. Sistema de energía auxiliar

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11.1. Sistema auxiliar en línea sin depósito de acumulación

11.2. Sistema auxiliar en depósito secundario de acumulación

11.3. Sistema auxiliar con circuito independiente

11.4. Sistema auxiliar en el depósito principal

12. Protección contra la congelación

12.1. Uso de sustancias anticongelantes añadidas al agua

12.2. Recirculación del agua del circuito

12.3. Drenaje del fluido con/sin recuperación

12.4. Paro de la instalación durante el periodo invernal

12.5. Calentamiento de los colectores por resistencia eléctrica

12.6. Colectores especiales con capacidad de aguantar la congelación del fluido

13. Protección contra la ebullición

14. Calefacción y agua caliente sanitaria. Elementos de regulación y control

14.1. Regulación de la captación

14.2. Regulación de la acumulación

14.3. Regulación del sistema de apoyo en la acumulación

15. Piscinas

15.1. Instalaciones en piscinas descubiertas

15.2. Instalaciones en piscinas cubiertas

16. Otras aplicaciones

16.1. Precalentamiento de fluidos para procesos industriales

16.2. Desalinización de agua de mar

16.3. Secaderos solares

16.4. Aplicaciones industriales

CAPÍTULO 3. Sistemas de climatización

1. Instalaciones y equipos de acondicionamiento de aire y ventilación

1.1. Definiciones y clasificación de instalaciones

1.2. Partes y elementos constituyentes

1.3. Análisis funcional

1.4. Procesos de tratamiento y acondicionamiento del aire

1.5. Diagrama psicométrico

1.6. Dimensionado y selección de equipos

1.7. Equipos de generación de calor y frío para instalaciones de acondicionamiento de aire

1.8. Plantas enfriadoras

1.9. Bombas de calor

1.10. Grupos autónomos de acondicionamiento de aire

1.11. Torres de refrigeración

2. Sistemas de refrigeración solar

2.1. Sistemas de absorción

2.2. Otras tecnologías de refrigeración solar (adsorción, desecación)

2.3. Conocimientos básicos de refrigeración solar

2.4. Sistemas de absorción y adsorción

2.5. Máquinas de simple y doble efecto

2.6. Coeficiente COP

2.7. Enfriamiento desecativo

CAPÍTULO 4. Normativa de aplicación

1. Ordenanzas municipales. Reglamentación medioambiental

2. Reglamentación de seguridad

3. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE)

3.1. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE)

3.2. Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE)

4. Normas UNE de aplicación

CAPÍTULO 5. Energía solar fotovoltaica

1. Conversión eléctrica

2. Clasificación de instalaciones solares fotovoltaicas

3. Funcionamiento global

4. nstalaciones fotovoltaicas terrestres

4.1. Funcionamiento y configuración de una instalación solar fotovoltaica aislada

4.2. Funcionamiento y configuración de una instalación solar fotovoltaica conectada a la red

5. Almacenamiento y acumulación

5.1. Acumuladores eléctricos

5.2. Pilas de hidrógeno

5.3. Acumulación de energía mecánica potencial por elevación de agua

6. Funcionamiento y configuración de una instalación de apoyo con pequeño aerogenerador y/o grupo electrógeno

7. Sistemas de protección y seguridad en el funcionamiento de las instalaciones

7.1. Diodos de paso (by-pass)

7.2. Diodos de bloqueo

7.3. Protecciones contra sobretensiones

8. Paneles solares

9. Electricidad fotovoltaica; el efecto fotovoltaico, la célula solar, tipos de células

9.1. Células de silicio amorfo

9.2. Célula de silicio monocristalino

9.3. Células de silicio multicristalino

9.4. Célula tándem

9.5. Célula multiunión

10. El panel solar; características físicas, constructivas y eléctricas

CAPÍTULO 6. Elementos de una instalación solar fotovoltaica conectada a la red y especificaciones

1. Estructuras y soportes

2. ipos de estructuras

2.1. Estructuras fijas sobre terreno

2.2. Sobre tejado

3. Dimensionado

4. Estructuras con seguimiento solar

5. Reguladores: reguladores de carga y su función

6. Tipos de reguladores

6.1. Regulador tipo serie

6.2. Regulador tipo paralelo

7. Variación de las tensiones de regulación

8. Sistemas sin regulador

9. Protección de los reguladores

10. Inversores: funcionamiento y características técnicas de los inversores fotovoltaicos

10.1. Funcionamiento

10.2. Características técnicas y condiciones generales

10.3. Tamaño relativo generador-inversor

11. Topologías. Sistemas de concentración solar

12. Dispositivos de conversión CC/CC y CC/CA

13. Métodos de control PWM

14. Generación de armónicos

15. Inversores conectados a red: configuración del circuito de potencia

16. Requerimientos de los inversores autónomos y conectados a red. Compatibilidad fotovoltaica

17. Otros componentes: diodos de bloqueo y de paso

18. Equipos de monitorización, medición y control

19. Aparamenta eléctrica de cableado, protección y desconexión

19.1. Protecciones

19.2. Cableado

20. Elementos de consumo

20.1. Elementos de iluminación

20.2. Electrodomésticos

21. Sistemas de seguimiento solar: estructuras de orientación variable y automática

21.1. Seguimiento en un eje

21.2. Seguimiento en dos ejes

21.3. Seguimiento por sensores

21.4. Seguimiento por reloj solar

21.5. Seguimiento por coordenadas calculadas

22. Normativa de aplicación

CAPÍTULO 7. Elementos de una instalación solar aislada y especificaciones

1. Estructuras y soportes

2. Tipos de estructuras. Estructuras fijas

2.1. Estructuras fijas sobre terreno

2.2. Sobre tejado

3. Dimensionado

4. Acumuladores: tipos de acumuladores (plomo-ácido, níquel-cadmio, etc.)

4.1. Según su funcionalidad

4.2. Según los materiales que la forman (electrodos y disolución)

4.3. Factores que intervienen en la elección de una batería

5. Partes constitutivas de un acumulador

6. Reacciones químicas en los acumuladores (Plomo-Ácido, Níquel-Cadmio, etc.)

7. Parámetros característicos de las baterías

8. Carga de acumuladores (caracterización de la carga y de la descarga)

9. Fases de carga de una instalación de acumuladores

9.1. Sobrecarga

9.2. Descarga de acumuladores

10. Instalación de los acumuladores y puesta en funcionamiento

10.1. Conexionado

10.2. Puesta en funcionamiento del acumulador

11. Seguridad y recomendaciones generales de los acumuladores

12. Aspectos medioambientales (reciclaje de baterías)

13. Inversores: funcionamiento y características técnicas de los inversores fotovoltaicos

14. Inversores autónomos: configuración del circuito de potencia

15. Requerimientos de los inversores autónomos. Compatibilidad fotovoltaica

16. Sistemas energéticos de apoyo y acumulación

17. Otros generadores eléctricos (pequeños aerogeneradores y grupos electrógenos)

18. Dispositivos de optimización

19. Normativa de aplicación

CAPÍTULO 8. Promoción de instalaciones solares

1. romoción de las energías renovables

2. Modelos y políticas energéticas

3. Contexto internacional, nacional y autonómico de la energía solar

4. Estudios económicos y financieros de instalaciones solares

5. Código técnico de edificación, ordenanzas municipales y normativa de aplicación

6. Marco normativo de subvenciones

Actividades

Anexo

Bibliografía