Màsters i postgraus professionals de la UPC

Presentació

Ningú qüestiona que els reptes actuals de la humanitat estan totalment lligats als sistemes energètics. El nostre futur depèn en bona mesura de la nostra capacitat en definir els sistemes energètics del futur, els quals seran molt diferents dels sistemes energètics dels que disposem actualment.

Les xarxes elèctriques han de permetre la integració massiva d’energies renovables (i no gestionables), incloent grans parcs eòlics marins lluny de la costa, centrals eòliques i fotovoltaiques distribuïdes pel territori i altres generacions renovables emergents com la energia oceànica. D’altra banda, el desenvolupament del vehicle elèctric requereix desenvolupar tecnologia tan pel propi vehicle com per la seva integració a la xarxa. De la mateixa manera, el concepte de microxarxa que pugui funcionar tant autònomament com connectada a la xarxa, ofereix múltiples avantatges als usuaris i al sistema, però requereix desenvolupar equips que permetin el seu correcte funcionament. Així doncs, les futures xarxes intel•ligents (smart grids) han d’integrar tots aquests conceptes, mantenir-se estables i proporcionar la energia als usuaris en correctes nivells de voltatge i freqüència, tenir la capacitat d’adaptar-se ràpidament i corregir les situacions de falta, i a més han de permetre la màxima flexibilitat amb el mínim cost i ocupació del terreny.

Per afrontar aquests reptes, no és suficient disposar d’enginyers especialitzats en les diferents tecnologies. Cal una una resposta partint d’una perspectiva global, i és d’aquesta necessitat que sorgeix el concepte d’Enertrònica que permet afrontar els projectes energètics i definir solucions integrades, basades en les tecnologies elèctriques, electròniques i de la informació. Els enginyers enertrònics han de disposar de coneixements en múltiples disciplines com l’automatització, les comunicacions industrials, la electrònica de potència, les màquines elèctriques, les tecnologies de la informació, les energies renovables i convencionals, l’emmagatzemament d’energia, la gestió de la demanda, el mercat elèctric i la planificació energètica. Un cop conegudes aquestes matèries, cal integrar-les, i és mitjançant la resolució de casos pràctics, el coneixement d’aplicacions reals i les pràctiques amb equips industrials com els alumnes del màster adquiriran aquesta visió global i integrada. D’aquesta manera, quan s’està projectant, per exemple, un aerogenerador, s’estan tenint en compte les diferents tecnologies implicades a l’aerogenerador, tant aerodinàmiques, com mecàniques o elèctriques, però també s’està pensant en l’electrònica de potència necessària per connectar aquest aerogenerador a la xarxa elèctrica, així com la placa de control electrònica que permetrà que el sistema de control tingui tota la informació i es comuniqui amb altres dispositius. S’analitzen les grans potències que s’integren a la xarxa i els problemes que això representa per la xarxa, alhora que s’analitza el detall de la programació que es farà en el microprocessador.

És per això que en el Màster proposem treballar tots aquests conceptes de manera global però profunditzant en cada tecnologia, estudiant de les grans centrals als petits sistemes autònoms per alimentar llocs remots, dels ferrocarrils als petits consums gestionables, del convertidor al mercat elèctric, de la bateria al cilindre hidràulic, del panell fotovoltaic al bus de comunicacions, del C++ al transistor, del bit al megawatt.

Objectius

Proporcionar la capacitat de planificar, desenvolupar i implementar projectes de sistemes d'energia.

Oferir als estudiants els coneixements, metodologies i eines necessàries per afrontar els reptes tecnològics que trobaran a l'hora de posar en marxa un projecte energètic.

Analitzar i planificar sistemes energètics tenint en compte restriccions tècniques i econòmiques.

Automatitzar i controlar el funcionament dels sistemes energètics.

A qui va dirigit

Enginyers i enginyers tècnics

Professionals del sector industrial amb interès en sistemes energètics i en enertrònica.

Continguts

Estructura del programa

Al llarg del programa, professionals provinents de les organitzacions Alstom Power, Endesa, Festo, Rexroth, Siemens i SMA Ibérica Tecnología Solar impartiran sessions masterclass sobre les experiències de gestió a les seves empreses.

Mòduls

El programa del màster s'estructura en els mòduls que s'indiquen a continuació.

Si no desitges cursar tot el màster pots matricular-te d'un o diversos mòduls.

1. Energies Renovables i Mobilitat Elèctrica Postgrau presencial. 08-10-2012 Barcelona
2. Smart Grids Postgrau presencial. 09-10-2012 Barcelona
3. Automatització de Sistemes Mecànics Postgrau presencial. 05-03-2013 Barcelona
4. Components i Sistemes Mecatrònics i Enertrònics Postgrau presencial. 25-02-2013 Barcelona

Matèries

1- Energies Renovables i Mobilitat Elèctrica (12 ECTS) Obligatòria

Es tractaran les temàtiques més rellevants relacionades amb les energies renovables i la mobilitat elèctrica, des dels fonaments bàsics de l'enginyeria elèctrica i la generació elèctrica que permetran analizar i entendre els circuits i les màquines elèctriques, les aplicacions d'energies renovables eòlica i fotovoltaica i les diferents tecnologies relacionades amb la mobilitat elèctrica.

Fonaments d’enginyeria elèctrica
- Sistema elèctric (BT, MT, AT)
- Lleis de Kirchoff
- Llei d’Ohm
- Règim estacionari
- Règim transitori
- Règim estacionari sinusoïdal
- Potències en corrent alterna
- Ressonàncies sèrie i paral·lel
- Sistemes trifàsics
- Transformadors ideals
- Transformació de tensions, corrents i impedències

Generació elèctrica
- Parts d’una central de generació
- Modelització del generadors síncrons
- Connexió a xarxa de potència de curtcircuit infinita
- Simulació generador síncron convencional
- PMSM com a generador
- Generació amb màquina d’inducció
- Simulació generadors de rotor debanat

Energia solar fotovoltaica
- Introducció a l’energia solar
- Inversors solars connectats a xarxa
- Transformades de Clarke i Park
- Introducció a la dinàmica de sistemes i control de sistemes
- Llaç de control de la xarxa
- Instal·lacions fotovoltaiques
- Hibridació de sistemes fotovoltaics

Energia eòlica
- Introducció a la simulació sistemes eòlics
- Màquines elèctriques emprades per a la generació eòlica
- Convertidors estàtics emprats per a la generació eòlica
- Modelització i simulació de convertidors estàtics
- Control aplicat a la generació eòlica
- Simulació de sistemes de generació eòlica

Mobilitat elèctrica
- Vehicles elèctrics i vehicles híbrids. Història, mercat i estat actual
- Dinàmica del vehicle elèctric
- Emmagatzematge i fonts d’energia
- Tracció elèctrica. Motors i convertidors
- Tracció elèctrica. Control, modelat i simulació
- Hibridació de sistemes elèctrics

2- Smart Grids (12 ECTS) Obligatòria

Es tractaran tots els aspectes importants per poder dissenyar, analitzar i controlar les xarxes elèctriques intel·ligents (smart grids). S'analitzaran tant els aspectes econòmics, com els més relacionats amb la tecnologia de control i d'electrònica de potència.

Mercats i planificació energètica
- Micro i macro economia
- Sector energètic
- Mercat energètic
- Planificació de sistemes energètics
- Aplicació de models de planificació Leap
- Aplicació de models de planificació Homer
- Avaluació de programes de planificació verda: REETSCREEN

Anàlisi de xarxes elèctriques
- Paràmetres elèctrics de les línies elèctriques
- Càlcul de resistència, inductància i capacitat de les línies.
- Anàlisi en el règim permanent
- Model T i model Pi
- Transformadors en sistemes elèctrics de potència
- Flux de càrregues
- Càlcul de la matriu de admitància
- Curtcircuits en sistemes elèctrics de potència

Xarxes intel·ligents
- Smart metering
- Gestió de la demanda
- Gestió d’actius i manteniment intel•ligent
- Comunicacions en sistemes elèctrics
- IEC 61850
- Micro xarxes. Control de convertidors
- Simulació d’una micro xarxa

HVDC i FACTS, sistemes elèctrics DC i AC controlables
- Tecnologies de convertidor per HVDC i FACTS
- Control de convertidors per HVDC i FACTS
- Casos pràctics de xarxa elèctrica amb dispositiu FACTS:
- Control de fluxos de potència a la xarxa elèctrica
- Operació i control d’una línia HVDC
- Integració de parcs eòlics offshore a la xarxa

Integració d’energies renovables, micro xarxes i vehicles elèctrics a la xarxa elèctrica.
- Estat de les renovables en el sistema elèctric espanyol
- Criteris tècnics de connexió i operació de les energies renovables
- Reptes i solucions per a la integració d’energies renovables
- Impacte a la xarxa
- Estabilitat al sistemes elèctrics
- Estudi d’integració

3- Components i Sistemes Mecatrònics i Enertrònics (12 ECTS) Obligatòria

S'encarrega de donar una formació sobre sensors i adquisició de dades, electrònica de potència, actuadors elèctrics, microcontroladors i lògica programable o control i tractament de senyal.

Sensors i Adquisició de Dades
- Sensors de presència, posició, deformació i força.
- Sensors de pressió, velocitat, acceleració i temperatura.
- Sensors de cabal, nivell, tensió i corrent.
- Connexió dels sensors.
- Sistemes d'adquisició de dades: introducció, configuració, elements i sistemes.
- Programació del processament de senyals.

Electrònica de Potència
- Introducció als convertidors estàtics.
- Interruptors estàtics: díode, tiristor, triac, bipolar, MOSFET, IGBT...
- Rectificadors controlats i no controlats. Monofàsics i trifàsics.
- Circuits de control. Reguladors de corrent altern. Engegadors estàtics.
- Trossejadors: reductor, elevador, 2 i 4 quadrants.
- Onduladors monofàsics i trifàsics. Modulació sinusoïdal PWM i SVPWM. Convertidors de freqüència.
- Compatibilitat electromagnètica.

Actuadors Elèctrics
- Materials constituents dels actuadors elèctrics: conductors, dielèctrics i magnètics. Generació de camps magnètics giratoris.
- Motor de corrent continu.
- Motor d'inducció. Model estàtic i dinàmic. Control de velocitat, vectorial i directe del parell.
- Motor de corrent continu sense escombretes (brushless trapezoïdal).
- Motor síncron d'imants permanentment autopilotat (brushless sinusoïdal).
- Motor pas a pas. Tècniques d'excitació.
- Motor de reluctància commutada i motor piezoelèctric.

Microcontroladors i Lògica Programable
- Àlgebra binària: funcions lògiques, sistemes de numeració i àlgebra booleana.
- Sistemes combinatoris i seqüencials.
- Matrius de lògica programable.
- Aritmètica binària.
- Central de Procés Unitària: CPU, interrupcions i microcontroladors PIC.
- Microcontroladors.

Control i Tractament del Senyal
- Models estàndards de sistemes dinàmics.
- Simulació del motor DC amb el PSPICE.
- Sistemes de 1r i 2n ordre.
- Diagrames de blocs i funcions de transferència.
- Equació d'estat i llaços de regulació.
- Control digital. Programació de controladors PID. DSP.
- Control no lineal: modes lliscant i lògica difusa.
- Filtres analògics i digitals.
- Simulació de sistemes de control amb els programes Pspice, Psim i Matlab/Simulink.

4- Automatització i Sistemes (12 ECTS) Obligatòria

Ofereix informació sobre els actuadors hidràulics i neumàtics, una introducció i aplicació dels autòmats programables industrials i sobre les comunicacions industrials i tecnologies de la informació.

Actuadors Hidràulics i Pneumàtics
- Els actuadors d'energia fluida comparats amb la resta d'actuadors.
- Consideració dels components d'un sistema on opera un actuador d'energia fluida.
- Pràctiques amb circuits convencionals: objectius, configuració del circuit i comprovació del seu funcionament.
- Actuadors elèctrics per vàlvules proporcionals. Funcionament i criteris de selecció.
- Aplicació pràctica d'un sistema amb actuadors lineals (cilindres).

Introducció als Autòmats Programables
- Automatització vs. control automàtic.
- CAD-CAE elèctric.
- Components d'un autòmat programable.
- Disseny i programació d'automatismes en diagrama de contactes.
- Pràctiques de programació d'autòmats.
- Introducció a les entrades i les sortides analògiques. Control d'un variador de velocitat.

Aplicació dels Autòmats Programables Industrials
- Pràctiques amb entrades i sortides analògiques
- Control d’un motor d’inducció actuador per variador
- Pantalles d’explotació i terminals d’operador
- Característiques dels terminals
- Introducció a la norma IEC 1131-3
- Introducció al GRAFCET
- Traducció de GRAFCET a diagrama de contactes
- Instruccions i funcions especialitzades
- Pràctiques dels llenguatges de programació de la norma IEC 1131-3 en l’entorn CODESYS

Tecnologies de la Informació
- Concepte d'enginyeria concurrent.
- Desenvolupament d'un producte.
- Modularitat i complexitat d'un producte.
- Gestió de projectes d'R+D.
- Disseny per a la conformació.
- Disseny per al muntatge.

Comunicacions Industrials
- Disseny per a la disponibilitat.
- Metodologies usades en disseny de màquines (Word Case, disseny amb marge, revisió de disseny, AMFEC, FRACAS, estudi de capacitats...).
- Conceptes generals sobre propietat industrial.
- Participació de l'enginyer en la sol•licitud de patent.
- Recerca de patents. Interpretació de patents concedides.

5- Projecte Final (12 ECTS) Obligatòria

L'alumne haurà de plasmar tot el que ha aprés en un projecte innovador.

La Universitat Politècnica de Catalunya es reserva el dret de modificar el contingut del programa, que pot variar per a una major adaptació als objectius del curs.

Direcció Acadèmica

• Gomis Bellmunt, Oriol
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor titular d'universitat en el departament d' Enginyeria Elèctrica de la UPC. Membre del CITCEA-UPC.Responsable del grup d'electrònica de potencia de l' Institut d'Investigació d' Energía de Catalunya (IREC). Activitat en temes de control de convertidors i generadors elèctrics, energia eòlica onshore i offshore, sistemes de transport HVDC per a grans parcs eòlics marins i microxarxes.

Professorat

• Bergas Jané, Joan Gabriel
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor titular d'universitat. Director del departament d'Enginyeria Elèctrica de la UPC i subdirector de CITCEA-UPC.
• Boix Aragonés, Oriol
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Director del programa de doctorat, professor titular d'universitat i col.laborador del CITCEA-UPC.
• Fillet Castellà, Sergi
  Enginyer industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor d'Enginyeria Elèctrica de la universitat.
• Galceran Arellano, Samuel
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor agregat de la universitat i subdirector del CITCEA-UPC
• Gomis Bellmunt, Oriol
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor titular d'universitat en el departament d' Enginyeria Elèctrica de la UPC. Membre del CITCEA-UPC.Responsable del grup d'electrònica de potencia de l' Institut d'Investigació d' Energía de Catalunya (IREC). Activitat en temes de control de convertidors i generadors elèctrics, energia eòlica onshore i offshore, sistemes de transport HVDC per a grans parcs eòlics marins i microxarxes.
• Heredero Peris, Daniel
  Enginyer industrial per la Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona i investigador del CITCEA-UPC a l'àrea d'Electrònica de Potència.
• Junyent Ferré, Adrià
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Investigador del CITCEA-UPC a l'àrea d'Enertrònica.
• Montesinos Miracle, Daniel
  Doctor en enginyeria per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor agregat del departament d'Enginyeria Elèctrica de la ETSEIB-UPC.
• Muñoz Gazquez, Jose Pedro
  Professor associat i investigador de l’àrea d’automatització del CITCEA-UPC.
• Ortega i Margarit, Albert
  Consultant and Trainer Didactic de FESTO, especialitat en pneumàtica.
• Puente Torruella, Angel
  Enginyer industrial per la Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona i investigador del CITCEA-UPC a l'àrea d'Electrònica de Potència.
• Ramírez Pisco, Rodrigo
  Doctor en Enginyeria Industrial per la UPC. Professor del Departament d'Enginyeria Elèctrica.Cap de projectes en energia del Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA). Coordinador de la Càtedra Endesa Red d'Innovació Energètica
• Rull Duran, Joan
  Doctor en enginyeria industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor titular del departament d’Enginyeria Elèctrica de la ETSEIB-UPC.
• Sudrià Andreu, Antoni
  Doctor en Enginyeria Elèctrica per la Universitat Politècnica de Catalunya. Director del CITCEA-UPC. Professor titular del Departament d'Enginyeria Elèctrica de la Universitat Politècnica de Catalunya
• Sumper, Andreas
  Doctor en Enginyeria Industrial per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor lector i investigador de l' àrea de transport, generació i distribució del CITCEA-UPC. Responsable del grup de xarxes elèctriques de l' Institut d' Investigació en Energia de Catalunya (IREC).
• Villafafila Robles, Roberto
  Doctor en enginyeria elèctrica per la Universitat Politècnica de Catalunya. Professor lector de la universitat i investigador a l'àrea de transport, generació i distribució del CITCEA-UPC.

Informació general

Durada	60 ECTS (432 hores lectives)
Dates de realització	Del 08-10-2012 al 11-07-2013
Horari	Dilluns: 18:00 a 21:30 Dimarts: 18:00 a 21:30 Dimecres: 18:00 a 21:30 Dijous: 18:00 a 21:30
Lloc de realització	CITCEA-UPC Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (UPC) Av. Diagonal, 647. Planta 2. Aula Schneider Barcelona
Persona de contacte	Maria Marín Telèfon: (34) 93 401 67 27 E-mail: marin@citcea.upc.edu
Titulació	Títol de màster expedit per la Universitat Politècnica de Catalunya. Per a la seva obtenció és necessari tenir una titulació universitària oficial o bé un títol propi d'universitat. De no ser així, l'alumne/a obtindrà un certificat de superació del programa expedit per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
Import de la matrícula	7260 € L'import total de la matrícula s'ha de pagar abans de l'inici d'aquest màster. Existeix la possibilitat de realitzar una aportació voluntària de 5€ addicionals en el moment de formalitzar la matrícula. Aquesta donació, que forma part de la Campanya 0,7% de la UPC, es destinarà a accions de cooperació a països en vies de desenvolupament.
Pagament fraccionat	La matrícula es pot pagar en dos terminis: 60 % de l'import total, com a molt tard un mes abans de l'inici d'aquest curs 40 % restant abans de l'inici del curs