Energías renovables para el desarrollo / José Mª de Juana Sardón, coordinador ; Adolfo de Francisco García ... [et al.].

CONTENIDO
CAPITULO 1. LA ENERGIA
Por José Ma. De Juana Sardón
Energía
Formas de energía
Conversión de unas formas de energía en otras
Fuentes de energía
Combustibles fósiles
Fuentes de energía renovable
Unidades y equivalencias
Eficiencia en el uso de la energía
Reservas, producción y consumo
Necesidad de energías renovables
Desarrollo sostenible
CAPITULO 2. ENERGIA SOLAR
Por José Ma. De Juana Sardón
El Sol
El transporte de la energía
La constante solar
Variación de la radiación extraterrestre
Irradiancia espectral
Movimientos de la Tierra
Movimiento alrededor del Sol
Movimiento de rotación alrededor del eje polar
Movimiento de precesión y nutación
Tamaño y forma de la Tierra
Coordenadas geográficas: altitud, latitud y longitud
Alternancia de las estaciones
Solsticios y equinoccios
La esfera celeste
Posición del Sol
Coordenadas horizontales
Relación entre las distintas coordenadas
Triángulo celeste
Horas de salida y puesta del Sol
Duración del día
Medida del tiempo
Tiempo sidéreo
Tiempo solar
Ecuación del tiempo
Tiempo trópico
Tiempo local
Radiación extraterrestre sobre una superficie horizontal
Irradiación extraterrestre sobre una superficie horizontal
Angulo de incidencia de la radiación solar directa sobre una superficie plana
Radiación extraterrestre sobre la unidad de superficie inclinada
Relación entre la radiación incidente sobre una superficie inclinada y sobre la horizontal
CAPITULO 3. APROVECHAMIENTO TERMICO DE LA ENERGIA SOLAR
Por Miguel A. Herrero
Diagramas solares
Introducción
Carta solar estereográfica
Diagrama de sombra
Diagrama de sombra sobre superficie inclinada
Resumen
Radiación solar disponible
Introducción
La constante solar
Radiación exterior a la atmósfera
Medida de la radiación solar
Estimación de la radiación horaria
Componentes de la radiación sobre plano inclinado
Resumen
Mecanismos de transporte de calor
Introducción
Conducción
Convección
Radiación
Transmisión de calor en edificios
Grados-día
Reflexión, transmisión y absorción
Producto transmitancia-absortancia
El colector plano
Introducción
Ecuación de balance de energía
Hipótesis de funcionamiento del colector
Coeficiente global de pérdidas
Factor de rendimiento
Factor de evacuación de calor
Curva de rendimiento del colector
Resumen
Sistemas térmicos
Introducción
Calentador de agua
Calefacción solar
El método f-Chart
Cálculo de la carga térmica
El método f-Chart para líquidos
El método f-Chart para agua caliente
Resumen
Aprovechamiento pasivo
Introducción
Aporte a través de superficies acristaladas
Utilizabilidad
Energía auxiliar con ganancia directa
El método SLR
Pared Trombe
CAPITULO 4. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Por Adolfo de Francisco García, Rafael Illanes Muñoz, José Luis Torres Escribano y Manuel
Castillo Dorado
Introducción
Conversión fotovoltaica y células solares
Niveles y bandas de energía
Semiconductores
Unión p-n
Ecuación de funcionamiento de un diodo
Efecto fotovoltaico y células solares
Longitud de onda de corte
Penetración de la radiación
Curva de respuesta de una célula fotovoltaica
Tensión de circuito abierto y corriente de cortocircuito
Punto de máxima potencia, factor de forma y rendimiento
Tecnologías de fabricación y tipos de células fotovoltaicas
Tecnología de fabricación y características de las células de silicio cristalino
Células de lámina delgada
Células Tanden
Generador fotovoltaico
El panel fotovoltaico
Conexión de células en serie y paralelo
Modelos matemáticos de un generador fotovoltaico
Ejemplos de aplicación
Materiales y fabricación de paneles fotovoltaicos
Otros componentes de una instalación fotovoltaica
Sistema de acumulación
Sistema de regulación
Inversores y convertidores
Receptores, conductores y elementos de protección
Dimensionamiento de instalaciones fotovoltaicas aisladas
Método simplificado
Método de simulación y cálculo de la pérdida de carga
Análisis económico
Aplicación de la energía fotovoltaica en zonas rurales
Bombeo solar fotovoltaico
Aplicaciones de los sistemas de bombeo fotovoltaicos
Componentes de un sistema de bombeo fotovoltaico
Funcionamiento del sistema
Sistemas típicos de bombeo fotovoltaico
Diseño y dimensionado de un sistema de bombeo fotovoltaico
Otras aplicaciones rurales
Instalaciones conectadas a la red
Aspectos administrativos de la conexión de las instalaciones solares fotovoltaicas a la red pública de baja tensión
Aspectos técnicos
Inversores de conexión a red
CAPITULO 5. LA ENERGIA EOLICA
Por A. Crespo, E. Migoya, R. Gómez-Elvira y C. Veganzones
Introducción
Energía extraíble con una aeroturbina
Características del viento
Variación del viento con la altura
Caracterización del viento
Efectos orográficos y de estelas
Cálculo de la energía extraíble con una aeroturbina en un emplazamiento
Diferentes sistemas para el aprovechamiento de la energía eólica
Desarrollo histórico
Comparación de las aeroturbinas según su coeficiente de potencia y su velocidad de giro
Aeroturbinas de eje horizontal
Aeroturbinas de eje vertical
Tipos de generadores eléctricos
Aplicaciones de las aeroturbinas en la actualidad
El aerogenerador convencional de pocas palas y eje horizontal
Descripción general y componentes
Aspectos importantes del diseño
Consideraciones sobre la industria eólica
Fabricantes de Aerogeneradores
Promotores de Parques Eólicos
Barreras a la Industria Eólica
Ayudas a la Industria Eólica
Investigación y desarrollo tecnológico para la energía eólica
Modelos de predicción del viento
Modelos numéricos para la caracterización del flujo
Efecto del terreno
Estelas
Campos eólicos en el mar
Aerodinámica
Materiales y comportamiento estructural
Sistemas de generación eléctrica
Normativa y estándares
Ruido aerodinámico
Otros aspectos medioambientales
El potencial eólico futuro
CAPITULO 6. ENERGIA DE LA BIOMASA
Por Jesús Fernández
Introducción
Concepto de biomasa
Naturaleza y tipos de biomasa según su composición
Origen solar de la energía de la biomasa: fotosíntesis
Eficiencia del proceso fotosintético
Importancia energética del proceso fotosintético en la biosfera
Biomasa para fines energéticos
Situación de la biomasa comparada con las restantes energías a escala mundial
Acontecimientos que están favoreciendo el desarrollo de la biomasa como fuente de energía
Biomasa como materia prima para industrias no alimentarias
Ventajas e inconvenientes de la utilización de la biomasa
Posibilidades energéticas de la biomasa a escala global
Fuentes de biomasa
Biomasa natural
Biomasa residual
Excedentes agrícolas
Cultivos energéticos
Residuos o cultivos energéticos: un aparente dilema
Biocombustibles
Conceptos básicos sobre biocombustibles
Aplicaciones energéticas de los biocombustibles
Caracterización de los biocombustibles
Poderes caloríficos
Obtención de biocombustibles sólidos primarios
Biocombustibles sólidos de origen agrícola
Biocombustibles sólidos de origen forestal
Biocombustibles de origen industrial
Astillado y molienda
Densificación
Biocarburantes (biocombustibles líquidos)
Bioaceites vegetales
Bioetanol (alcohol carburante)
Obtención de biocombustibles por tratamientos termoquímicos
Producción de carbón vegetal
Aceites de pirólisis
Gasificación de la biomasa
Obtención de biogás por digestión anaerobia
Bioquímica de la digestión anaerobia
Producción de biogás en función del sustrato
Tecnologías de la digestión anaerobia
Parámetros que se tendrán en cuenta en el diseño de un digestor
Biogás de residuos sólidos urbanos (RSU)
Combustión, producción de calor y electricidad
Concepto y reacciones de la combustión
Cantidad de aire necesaria en la combustión y producción de humos
Temperatura de combustión
Sistemas de combustión (hornos)
Calderas y recuperado res de calor
Generación de electricidad y cogeneración con turbinas de vapor
Producción de electricidad a partir de biocombustibles líquidos o gaseosos
Producción de calor con biocombustibles
Autoabastecimiento energético en comunidades rurales mediante biomasa
Necesidades energéticas a nivel individual
Consumo energético a escala doméstica
Propuesta de alternativa basada en cultivos alimentarios y energéticos
Generación de empleo agrícola
Epílogo
CAPITULO 7. MINICENTRALES HIDRAULICAS
Por Florentino Santos García
Utilización de la energía de un curso de agua en centrales hidroeléctricas de pequeña potencia
Evolución histórica de la hidroenergética de pequeña potencia
Clasificación de las pequeñas centrales hidroeléctricas
Potencial de la hidroenergética de poca potencia
Potencial hidroeléctrico y su utilización
Las pequeñas centrales hidroeléctricas en el mundo
Tendencias actuales y perspectivas de desarrollo de la hidroenergética de poca potencia
Parámetros principales y esquemas de pequeñas centrales hidroeléctricas
Potencia y producción de energía
Esquemas de centrales hidroeléctricas
Microcentrales hidroeléctricas
Efectividad económica de las pequeñas centrales hidroeléctricas
Influencia de las pequeñas centrales hidroeléctricas en la ecología
Equipamiento principal de pequeñas centrales hidroeléctricas
Tipos de turbinas hidráulicas
Regulación de las turbinas hidráulicas
Alternadores
Utilización de bombas en calidad de hidroturbinas
Dispositivos de alimentación y descarga de pequeñas turbinas hidráulicas
Cámaras de alimentación de las turbinas
Tubos de aspiración
Tendencias modernas en el diseño de pequeñas centrales hidroeléctricas
Equipamiento principal
Obras en pequeñas centrales hidroeléctricas
Indicadores técnico-económicos