TEMARIO

TOMO 1: FÍSICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1.1

Introducción.
Magnitudes y Unidades.
Mecánica.
Hidrostática.
      Bases.
Hidrodinámica.
      Efectos del rozamiento en los líquidos en movimiento.
Temperatura. Medida.
Dilatación y contracción.
Capacidad calorífica.
Cambios de estado.
Propagación del calor.
      Conducción.
      Convección.
      Radiación.
Conservación del calor.

UNIDAD DIDÁCTICA 1.2

Electricidad
Conceptos fundamentales.
      Potencia eléctrica.
      El efecto Joule.
      Asociación de conductores.
Acumuladores.
      Descripción y tipos de acumuladores.
      Capacidad.
      Asociación de acumuladores.
Corriente continua y corriente alterna.
      Valores eficaces.
      Transformación de la corriente.

Conceptos de Óptica
Ondas.
      Aspecto geométrico.

UNIDAD DIDÁCTICA 1.3

Conceptos de energética
Definición y formas de la energía.
      Conversión de la energía.
      Conservación de la energía.
      Rendimiento.
Termodinámica.
      Máquinas térmicas.

Energía radiante
Potencia e intensidad de la radiación.
El cuerpo negro.
La energía de la radiación.
      Fotones.
Absorción, reflexión y transmisión.

UNIDAD DIDÁCTICA 1.4

Ejercicios y casos prácticos resueltos
Ejercicios y casos prácticos propuestos

TOMO 2: ENERGÉTICA SOLAR

UNIDAD DIDÁCTICA 2.1

La energía del Sol
Radiación solar.
La Constante Solar.
Efecto de la atmósfera.
Irradiación sobre una superficie.

Conceptos elementales de Astronomía de Posición Solar
Coordenadas solares.
Las estaciones del año.
       Hora solar y mediodía verdadero.

Conversión de la energía solar
Procesos naturales.
      El clima.
Procesos tecnológicos: Conversión útil de la energía solar.
      Procesos térmicos directos.
      Procesos directos de conversión eléctrica.

Tablas
Energía e intensidad radiantes.
Temperatura media diurna.
Temperatura de red.
Factor de corrección por inclinación.
Altitud, latitud y temperatura mínima.
Alturas y azimuts.

UNIDAD DIDÁCTICA 2.2

Ejercicios y casos prácticos resueltos
Ejercicios y casos prácticos propuestos

TOMO 3: SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO TÉRMICO I

UNIDAD DIDÁCTICA 3.1

El colector solar: clasificación y generalidades

El colector de la placa plana
Efecto invernadero.
Funcionamiento de los colectores de placa plana. Estudio de los elementos del colector.
Cubiertas transparentes.
      Cualidades fundamentales que deben cumplir.
      Precauciones permanentes.
      Materiales utilizables.
      Vidrio: Propiedades ópticas de los vidrios. Propiedades mecánicas de los vidrios.
      Materias plásticas.
      Tratamientos especiales de las cubiertas.
      Cubiertas de doble vidrio.
Absorbedor por fluido caloportador líquido.
      Constitución del absorbedor. Forma y materiales.
      Revestimiento del absorbedor.
      Características que debe cumplir el absorbedor.
      Tratamiento de las superficies.
      Pérdida de carga.
      Corrosión interna.
      Capacidad del absorbedor.
      Homogeneidad de la circulación del fluido caloportador en el absorbedor.
      Transmisión del calor de la placa absorbente al fluido caloportador.
      Entradas y salidas de fluido en el absorbedor.
      Puentes térmicos.
      Resistencia a la presión.
El aislamiento posterior.
Carcasa.

Estudio energético del c.p.p.
Fundamentos.
Balance energético.
Curva característica de un colector plano: Rendimiento instantáneo.
      Curva característica de un colector plano en función de t°e y t°s.
Salto térmico en el colector.

Colectores de vacío

UNIDAD DIDÁCTICA 3.2

Elementos de montaje y sujeción
Estructura para soporte y anclaje.
Orientación e inclinación de los colectores.
Determinación de sombras.
Distancia mínima entre colectores.

Fluido caloportador
Agua natural.
Agua con adición de anticongelante.
      Toxicidad.
      Viscosidad.
      Dilatación
      Estabilidad.
      Calor específico.
      Temperatura de ebullición.
Fluidos orgánicos.
Aceites siliconas.

Protección contra la congelación y ebullición
Protección contra la congelación.
      Paro total de la instalación durante el invierno.
      Calentamiento de los colectores por recirculación del fluido caloportador.
      Calentamiento de los colectores por una resistencia eléctrica.
      Utilización de un fluido anticongelante.
      Colectores capaces de soportar la congelación.
      Vaciado de los colectores.
Protección contra la ebullición.
      Ebullición en el circuito de los colectores.
      Ebullición en el almacenamiento.

Conducciones
Materiales empleados y sus características.
      Cobre.
      Acero galvanizado.
      Acero negro.
      Tuberías de plástico.
Pérdidas de carga.
Cálculo de tuberías.

Almacenamiento: Acumuladores
Formas de acumulación de energía calorífica.
      Almacenamiento por calor latente de cristalización.
Acumuladores de A.C.S.
Dimensionado de acumuladores de A.C.S. Criterios.
      Superficie de colectores instalada.
      Temperatura de utilización.
      Desfase entre captación-almacenamiento y consumo.

Intercambiadores
Utilidad del intercambiador de calor.
Tipos de intercambiadores de calor.
Intercambiadores de calor de serpentín.
Intercambiador de calor de doble envolvente.
Intercambiador de calor exterior.

Electrocirculadores
Justificación de la necesidad del electrocirculador.
Dimensionado del electrocirculador.

Aislamiento
Tipos de aislamientos y características técnicas.
Espesor del aislamiento.
Dimensionado del aislamiento.
      Tuberías que discurren por locales no calefactados.
      Tuberías que discurren por el exterior.
      Depósitos acumuladores e intercambiadores de calor.

Otros elementos
Depósito de expansión.
      Cálculo del volumen del depósito de expansión abierto.
      Cálculo y selección del depósito de expansión cerrado.
Manómetro e hidrómetro.
Válvula de seguridad y embudo de desagüe.
Purgador y desaireador.
Válvulas antiretorno.
Válvulas de paso.
Termómetro y termostato.
Termostato diferencial.
Válvulas de 3 y 4 vías.
Resistencias calefactoras.
Grifos de vaciado.

UNIDAD DIDÁCTICA 3.3

Ejercicios y casos prácticos resueltos
Ejercicios y casos prácticos propuestos

TOMO 4: SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO TÉRMICO II

UNIDAD DIDÁCTICA 4.1

Sistemas de obtención de A.C.S.
Definición del sistema.

Principios básicos para el óptimo aprovechamiento de la energía solar térmica
Primer principio: Captar el máximo posible de energía solar.
Segundo principio: Consumir prioritariamente la energía solar.
Tercer principio: Asegurar la correcta complementariedad entre la energía solar y la energía convencional.
Cuarto principio: No juntar la energía solar con la convencional.
Conclusiones.

Subconjunto de termotransferencia.
Circulación directa del agua caliente (sin intercambiador) entre colectores y almacenamiento.
Circulación por termosifón.
Circulación del fluido caloportador primario por termosifón.
Circulación forzada.
Circulación del fluido caloportador primario por electrocirculador.
Transmisión de calor mediante un intercambiador exterior.

Subconjunto captador. Campo de colectores.
Subconjunto intercambiador- almacenamiento.
Subconjunto de energía apoyo- almacenamiento de A.C.S.
Energía de apoyo situada en un segundo acumulador alimentado por el primero.
Calentamiento de apoyo instantáneo situado después del acumulador solar.
      Calderas de gas.
      Caldera de gasóleo.
      Calostatos eléctricos.

Regulación de las instalaciones solares. Diseños
Termostatos. Reguladores proporcionales. Sensores. Elementos actuadores.
Regulación de colectores por termostato.
Regulación de colectores por regulador de temperatura diferencial sobre la bomba.
      Control diferencial principal de las instalaciones solares de calentamiento de agua.
      Control del sistema de calentamiento del depósito auxiliar.
      Control del circuito de retorno.
      Control de la válvula de tres vías de regulación de la T de salida.
      Control de los sistemas antihielo.
Regulación de colectores por regulador diferencial y válvula de conmutación.
Regulación de colectores por regulador diferencial y válvula mezcladora progresiva.
Regulación de colectores por regulador diferencial y válvula de by-pass progresiva.
Regulación de colectores por temperatura diferencial sobre válvula de by-pass y mezcladora progresiva.
Montaje serie/paralelo de colectores.

Circuitos con acumulador
Carga de sistemas con dos acumuladores.
Carga de sistemas con varios acumuladores.
Descarga de varios acumuladores.
Montaje del acumulador en by- pass.

UNIDAD DIDÁCTICA 4.2

Consideraciones previas al proyecto de un sistema de A.C.S.
Estudio de las necesidades a cubrir. Hoja de carga.
Elección del sistema.
      Criterios de selección de un sistema por termosifón frente a uno forzado.
      Resumen de los criterios de selección.
      Consideraciones prácticas sobre los sistemas directos.
      La corrosión.
      La presión.
      La congelación.

Cálculo de la superficie colectora
Criterios de partida.
Cálculo de la energía solar aprovechable.
Intensidad útil y rendimiento del colector.
      Cálculo de la intensidad útil I.
      Cálculo del rendimiento del colector.
Energía útil y determinación de la superficie necesaria.
      Cálculo de la aportación solar por m².
      Cálculo de la energía neta disponible para el consumo por m² de colector.
      Cálculo de la superficie de colectores necesaria.
      Esquema del proceso de cálculo.
      Explicación del proceso.
      Conclusiones.

Cálculo de los elementos de la instalación
Subconjunto captador.
Subconjunto de termotransferencia.
      Fluido caloportador.
      Tuberías.
      Bombas de circulación.
      Vasos de expansión.
      Intercambiadores.
      Purgadores y desaireadores.
Subconjunto de almacenamiento.
Subconjunto de regulación y control.

Estudio de la rentabilidad
Definiciones y proceso de cálculo.
Ejemplo.

Presentación del proyecto
Memoria.
Cálculos.
Planos.
Presupuesto.
      Aspectos generales que afectan al presupuesto.
      El contrato de instalación.
      Memoria técnica de la instalación.
      Manual de operación y mantenimiento.
      Garantía.
      Contrato de mantenimiento.
      Tipos de presupuesto.
      Presupuesto por partida de obra.
      Presupuestos por partidas globales.
      Presupuestos de sistemas compactos unifamiliares.
Piscina caldeada con colectores de polipropileno

UNIDAD DIDÁCTICA 4.3

Climatización de piscinas
Tipo de colectores.
Características de la instalación.
Cálculo de la superficie colectora.
Uso de la manta térmica.
Utilización de las tablas para el cálculo de las pérdidas de calor.
Piscinas cubiertas.

Otras aplicaciones de la energía solar térmica. Calefacción
Conversión termodinámica de la energía solar.
Secaderos. Desalinización del agua. Calefacción de espacios.
Refrigeración solar. Sistemas pasivos.
Arquitectura solar.

Ejecución y mantenimiento de una instalación de A.C.S.
Procesos previos al inicio de la instalación.
Provisión del material.
Fases del proceso de montaje.
      Montaje de las tuberías.
      El tubo de cobre. Su preparación.
      Soldadura por capilaridad.
      Fijación de las tuberías.
      Recomendaciones para el montaje de los diversos componentes.
Puesta en marcha de la instalación.
      Introducción.
      Operaciones de puesta en marcha de la instalación.
      Limpieza y llenado de la instalación.
      Proceso detallado de llenado y purga del circuito primario en instalación conectada a red con vaso de expansió cerrado.
      Llenado y purgado del circuito primario en sistemas con vaso de expansión abierto.
      Llenado con mezclas anticongelantes.
      Llenado y purgado del circuito secundario.
      Comprobación eléctrica de la instalación.
      Ajuste del caudal de los circuitos.
      Equilibrado de los circuitos.
      Pruebas de recepción.
      Prueba de estanquidad.
      Prueba de funcionamiento o calentamiento.
      Prueba de circulación del fluido.
      Pruebas de accesorios.
Aislamiento de la instalación.
      Herramientas.
      El pegado perfecto.
      Tubos.
      Codos.
      Codos angulares.
      Falsas escuadras.
      Tes y pequeñas válvulas.
      Bridas.
      Válvulas.
      Válvulas de asiento oblicuo.
      Reducciones.
      Aislamiento de depósitos.
      Aislamiento de superficies planas y curvas.
      Aislamiento en varias capas.
      Aislamiento de planos.
      Pintado.
Entrega de la instalación.
Mantenimiento preventivo.
      Mantenimiento u operaciones a realizar por el usuario.
      Mantenimiento a realizar por personal especializado.
      Operaciones imprescindibles de mantenimiento: Control anual del anticongelante.
Comprobación de la presión y el llenado del circuito. Purgado del circuito.
Comprobación de la presión del aire del vaso de expansión cerrado.
Calibración del sistema de control. Comprobación del funcionamiento automático de las bombas.
      Inspecciones visuales y comprobaciones.
      Operaciones de limpieza o mantenimiento no regulares.
      La corrosión y su prevención.
      Incrustaciones calcáreas.
Localización y reparación de averías.
      Conceptos generales.
      Averías más frecuentes en los sistemas solares de baja temperatura.
      Las bombas no funcionan.
      Baja presión en el circuito estando frío y parado.
      Las bombas funcionan pero el caudal y la presión son insuficientes.
      Las bombas funcionan dando presiones altas y caudales bajos.
      Fugas de líquido en el circuito.
      Funcionamiento excesivo de la válvula de seguridad.
      El quemador auxiliar de gas o fuel no arranca.
      Las resistencias de calentamiento auxiliar no entran.
      Rotura del cristal del colector.
      Rotura de la junta de la cubierta del colector o de las juntas de salida de los tubos del colector.
      Rotura del material aislante, dejando acceso a tuberías o componentes.
      Ruidos anormales en la bomba.
      Ruido de ebullición en el colector.
      Deterioro y degradaciones de inmediata reparación.
      Operaciones de revisión de componentes del circuito.
      Desbloqueo de bombas.
      Purgado de la bomba.
      Determinación del caudal proporcionado por la bomba.
      Calibración del control.
      Limpieza del circuito: Limpieza del cambiador de calor de placas.
Limpieza de tuberías y colectores.
Instalación de equipos compactos.

UNIDAD DIDÁCTICA 4.4

Ejercicios y casos prácticos resueltos
Ejercicios y casos prácticos propuestos

TOMO 5: SISTEMAS DE CONVERSIÓN ELÉCTRICA

UNIDAD DIDÁCTICA 5.1

Conversión eléctrica
Electricidad fotovoltaica.
      Historia.
      El efecto fotovoltaico.
La célula fotovoltaica.
      Tipos de células.
Otros procedimientos de conversión eléctrica.

El panel solar
Características y tipos de paneles fotovoltaicos.
      Características físicas.
      Características eléctricas.
Interconexión de paneles.
Estructura de soporte y anclaje.
Mecanismos de seguimiento solar.

Componentes de una instalación fotovoltaica
Acumuladores.
      Ciclos de carga-descarga de la batería de acumuladores.
      Comportamiento de la batería de acumuladores en una instalación fotovoltaica.
      Nivel o estado de carga.
      Velocidad de carga o descarga.
      Temperatura de la batería.
Reguladores.
      Tipos de reguladores.
      Necesidad del regulador.
Convertidores.
      Necesidad del uso del convertidor.
Otros elementos.
      Alarmas y desconectadores por bajo voltaje.- Programadores horarios.
      Temporizadores.
      Dispositivos de control y medida.
      Bombas de extracción de agua.
      Fusibles y elementos de protección.
      Elementos de iluminación.

UNIDAD DIDÁCTICA 5.2

Dimensionado de un sistema fotovoltaico
Criterios de partida. Estudio de las necesidades a cubrir.
Cálculo de la capacidad y determinación del acumulador.
Cálculo de la potencia de paneles.

Cálculo de los elementos de la instalación
Reguladores.
Dimensionado del convertidor.
Sección del conductor.
Otros elementos.
      Estructuras soporte.
      Elementos auxiliares.
      Elementos de consumo.
Bombeo de agua.
Iluminación.

Estudio de viabilidad
Definición y proceso de cálculo.
Ejemplo.
Sistemas de conexión a red.

Presentación del proyecto. Hoja de datos
Memoria.
Cálculos.
Planos.
Presupuesto.

Ejecución y mantenimiento de una instalación fotovoltaica
Procesos previos al inicio de la instalación.
Fases del proceso de montaje.
      Construcción y montaje de la estructura soporte.
      Forma de la estructura. Tipos de montajes.
      Procedimiento de construcción de la estructura y materiales utilizados.
      Cimentación y anclaje de la estructura.
      Montaje de paneles en la estructura.
      Montaje de paneles bifaciales.
      Conexionado de los paneles.
      Montaje de la batería de acumuladores.
      Situación de los acumuladores.
      Conexionado de las baterías.
      Transporte y manipulación de los acumuladores.
      Normas especiales.
      Montaje de los equipos de regulación y control. Cuadro eléctrico.
      Cableado general de la instalación.
Puesta en marcha de la instalación.
Entrega de la instalación.
Operaciones de mantenimiento.
      El servicio de mantenimiento. Planteamiento general.
      Mantenimiento de la batería de paneles.
      Limpieza periódica del panel.
      Inspección visual del panel.
      Control de las conexiones eléctricas y el cableado de los paneles.
      Mantenimiento del sistema de regulación y control y equipos auxiliares.
      Mantenimiento de los acumuladores.
      Mantenimiento del nivel del electrolito.
      Comprobación y limpieza de los terminales.
      Comprobación de la tensión sin carga de los elementos del acumulador.
      Medida de la densidad del electrolito.
      Comprobación de la utilización del acumulador.
Localización y reparación de averías.
      Problemática técnica general del servicio de reparaciones en instalaciones fotovoltaicas.
      Averías de los paneles fotovoltaicos y su conexionado.
      Rotura del vidrio.
      Penetración de humedad en el interior del panel.
      Fallos en las conexiones de los paneles.
      Comprobación de las características de los paneles en campo.
      Averías por sombras.
      Defectos de fabricación.
      Averías en los reguladores, convertidores y equipo de señalización.
      Averías en los acumuladores.
Seguridad eléctrica.

UNIDAD DIDÁCTICA 5.3

Ejercicios y casos prácticos resueltos
Ejercicios y casos prácticos propuestos

TOMO 6: APÉNDICE

UNIDAD DIDÁCTICA 6.1

Legislación y normativa vigentes
Reglamentación técnica de la energía solar térmica.
Reglamentación técnica de la energía solar fotovoltaica.
Normativas diversas.

Tablas y gráficos de utilidad.
Ejemplos de contratos.
      Contrato para obra o servicio determinado.
      Contrato de venta de instalaciones.
      Contrato de mantenimiento.
Ejemplos de presupuestos.
      Presupuesto de una pequeña instalación termosifónica.
      Presupuesto de instalación de A.C.S. para vivienda unifamiliar.
      Presupuesto de una pequeña instalación fotovoltaica.
      Presupuesto de una instalación fotovoltaica de tipo medio.

Factores de conversión de unidades

Glosario de términos frecuentes.
Equivalentes de términos en lengua inglesa.
Bibliografía.

UNIDAD DIDÁCTICA 6.2

Dossier comercial de energía solar térmica

Dossier comercial de energía solar fotovoltaica

Directorio de empresas.
Relación de empresas fabricantes o importadoras de productos relacionados con la energía solar.
Relación de productos y empresas que los suministran.
Publicaciones periódicas especializadas.
Referencias de interés.
Varios.
      Empleo.
      Funcionamiento de una pequeña empresa de proyectos y/o instalaciones de energía solar.
      Método simplificado de cálculo de la superficie colectora necesaria para A.C.S.
      Estimación de los parámetros de cálculo cuando se carece de datos.