El documento presenta las áreas de investigación y aplicación de la física en las energías renovables. Explica que la física es necesaria para estudiar y desarrollar tecnologías como la eólica, solar, geotérmica e hidráulica. También describe los principales desafíos como mejorar la eficiencia y reducir los costos de conversión y almacenamiento de energía proveniente de fuentes renovables.

1. LA FÍSICA EN LAS ENERGÍAS
RENOVABLES
José Manuel Martínez
UCV. Jornadas de Investigación y Extensión.
Facultad de Ciencias 2015.
14 de Mayo de 2015.

2. OBJETIVO GENERAL
 Presentar las áreas en
las que se necesita
investigar y utilizar
los conocimientos de
la física para el
estudio y desarrollo de
las energías
renovables (ER)
PERU: http://edmarfisica.blogspot.com/2011/10/taller-de-investigacion-fisica-aplicada.html

3. FUENTES DE ENERGÍA
No renovables Renovables

4. ÁREAS DE APLICACIÓN DE LAS ER
I. Suministro y
demanda de
electricidad.
II. Calentamiento y
refrigeración.
III.Transporte

5. PARTICIPACIÓN DE LAS ER EN EL
CONSUMO FINAL DE ENERGÍA -2011
http://www.ren21.net/Portals/0/Images/Figures/GSR2014/Figure_1_Estimated_Renewable_Energy_Share_of_
Global_Final_Energy_Consumtion_2012_oNr.jpg

6. POTENCIAL EÓLICO Y SOLAR DE
VENEZUELA
Fuente: GLOBAL ENERGY NETWORK INSTITUTE (GENI)

7. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN ER
Renewable Energy Research Association

8. LAS NECESIDADES DE I+D+I EN ER
 El uso de diversas
fuentes de generación
de energía están a
diferentes etapas de
madurez y requieren
diferentes niveles de
I+D+i
 Esas necesidades de I+D+i
están relacionadas con:
 Los recursos:
características, localización,
acceso, variabilidad en el
tiempo.
 La tecnología: materiales,
equipos, sistemas,
eficiencia, costos,
innovaciones.
 La interacción con la red
eléctrica.

9. PRINCIPALES DESAFÍOS
 Investigación de la naturaleza y
características de las diversas
fuentes renovables.
 Diseño y mejora técnica y
económica de los sistemas de
conversión de energía.
 Diseño de componentes,
equipos, sistemas y materiales
adecuados para los diversos
sistemas (económicos, confiables,
ligeros, accesibles, apropiados, de
larga duración y bajo
mantenimiento).
 La construcción de modelos
matemáticos para simulación,
diseño, monitoreo y control.

10. Naturaleza.
Fuente de
energía
renovable
Conversión
primaria
Conversión
secundaria
Distribució
n e
interconexi
ón a la red
eléctrica
Usuario
final
Naturaleza.
Depósito de
residuos
PROCESO GENERAL DE TRANSFORMACIÓN
ENERGÉTICA
Sistemas de regulación y control
Almacenamiento de energía

11. PRINCIPALES ÁREAS DE I+D+I EN ER
 Características de las
fuentes en la
naturaleza.
 Estudio y desarrollo de
sistemas de captación
de energía.
 Evaluación y diseño de
procesos y sistemas de
conversión de energía.
 Estudio, evaluación,
mejora y diseño de
sistemas, equipos y
materiales.
 Desarrollo de sistemas
de control inteligentes.
 Modelos matemáticos y
herramientas de
simulación.
 Características de los
materiales.
 Métodos e instrumentos de
medición y pruebas.
 Impactos ambientales.
 Integración a la red
eléctrica.
 Procesos de manufactura.
 Estudios económicos.
 Estudios sociales,
organizativos y políticos.

12. ENERGÍA EÓLICA

13. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

14. ENERGÍA SOLAR TERMOELÉCTRICA

15. CALENTADORES SOLARES

16. ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Grandes plantas Pequeñas
plantas

17. ENERGÍA GEOTÉRMICA

18. ENERGÍA OCEÁNICA

19. ENERGÍA A PARTIR DE BIOMASA

20. TRAYECTORIAS DE CONVERSIÓN DE
BIOMASA EN ENERGÍA Y COMBUSTIBLES

21. EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE

22. EDIFICIOS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE.
TEMAS DE INVESTIGACIÓN

25. POSTGRADO EN INGENIERÍA ÁREA ENERGÍA. IER-
UNAM – MEXICO
HTTP://XML.CIE.UNAM.MX/XML/DOCENCIA/POSG_ING/
Diseño bioclimático:
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Radiación solar y clima en edificaciones
Sistemas de acondicionamiento ambiental*
Transferencia térmica en edificaciones*
Otras*
Geotermia
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Introducción al aprovechamiento de las fuentes
renovables de energía
Estadística y evaluación de datos*
Métodos de exploración geotérmica*
Usos directos de los recursos geotérmicos*
Otras*
Solar fototermica
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Introducción al aprovechamiento de las fuentes
renovables de energía
Refrigeración solar*
Secado Solar*
Colectores concentrados
Otras*
Solar fotovoltaica
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Introducción al aprovechamiento de las fuentes renovables
de energía
Semiconductores*
Celdas solares
Sistemas fotovoltaicos*
Otras*
Procesos y uso eficiente de la energía
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Evaluación de proyectos energéticos
Sistemas de cogeneración*
Uso eficiente de la energía*
Análisis de punto de pliegue*
Otras*
Economía de la energía
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Evaluación de proyectos energéticos
Futuros de la energía*
Economia de la energía*
Energía y medio ambiente*
Otras*
Energía y medio ambiente
Matemáticas
Transferencia de calor
Termodinámica
Evaluación de proyectos energéticos
Energía y medio ambiente*
Otras*

26. MÁSTER EN ENERGÍAS RENOVABLES Y
SOSTENIBILIDAD ENERGÉTICA.
UNIVERSIDAD DE BARCELONA
Obligatorias
Créditos
ECTS
Recursos y sostenibilidad 5
Gestión energética sostenible del agua 2.5
Economía y legislación 5
Bases de la ingeniería energética 5
Generación, transporte, distribución y
demanda de energía 2.5
Energía solar fototérmica, fotovoltaica y
termoeléctrica 2.5
Energía eólica, minihidráulica y marina 2.5
Energía geotérmica. Bomba de calor. 2.5
Biomasa y biocombustibles 2.5
Total créditos del 1er Módulo 30
Optativas (Elegir 6 asignaturas)
Créditos
ECTS
Calidad del aire 2.5
Gestión, eficiencia, ahorro y
planificación energética 2.5
Gestión energética en sectores no
industriales: edificación y transporte 2.5
Sistemas de iluminación eficiente e
inteligente 2.5
Materiales y sostenibilidad 2.5
Materiales para la energía I 2.5
Materiales para la energía II 2.5
Física del clima 2.5
Cambio climático 2.5
Seminarios profesionales de energías
renovable y sostenibilidad 2.5
Total créditos del 2o Módulo 15
Trabajo de Fin de Máster
Créditos
ECTS
Trabajo de Fin de Máster 15
Total créditos del 3er Módulo 15
TOTAL CRÉDITOS 60

27. UNIVERSIDAD EUROPEA
MÁSTER UNIVERSITARIO EN ENERGÍAS RENOVABLE - 100% ONLINE
HTTP://MADRID.UNIVERSIDADEUROPEA.ES/ESTUDIOS-UNIVERSITARIOS/MASTER-UNIVERSITARIO-EN-ENERGIAS-RENOVABLES-100-
ONLINE
 Módulo I. Contexto energético y eléctrico actual
 El contexto energético y eléctrico
 Energías convencionales
 Marco regulador comunitario y nacional
 Energías y medio ambiente
 Eficiencia energética
 Módulo II. Energía hidráulica
 Introducción y fundamentos físicos
 Equipamiento de las infraestructuras
 Sistemas de control, operación y mantenimiento
 Proyecto de una central hidráulica
 Módulo III. Energía de la biomasa y los
biocombustibles
 Conceptos generales
 Tratamientos termoquímicos
 Tratamientos biológicos
 Biocombustibles
 Módulo IV. Energía solar fotovoltaica
 Introducción
 Diseño de sistemas conectados a red
 Diseño del sistema de evacuación
 Diseño de sistemas aislados
 Módulo V. Energía solar térmica y solar
termoeléctrica
 Descripción de sistemas térmicos
 Criterios de diseño de sistemas térmicos
 Descripción de sistemas termoeléctricos
 Criterios de diseño de sistemas termoeléctricos
 Módulo VI. Energía eólica
 Estudio del recurso eólico
 Descripción de aerogeneradores
 Diseño de parques eólicos en tierra
 Integración en red de parques eólicos
 Módulo VII. Energías renovables
emergentes
 Energía geotérmica
 Energía del hidrógeno y pilas de combustibles
 Energías del mar: olas y mareas
 Módulo VIII. Gestión y desarrollo de
proyectos en energías renovables
 Proyectos hidráulicos
 Proyectos de biomasa y biocombustibles
 Proyectos solares
 Proyectos eólicos
 Módulo IX. Creación de empresas
 Organización y dirección de la empresa
 Gestión del producto, marketing y comunicación
 Gestión financiera y contable
 Creación de Empresas
 Módulo X. Proyecto Fin de Máster

28. http://science.energy.gov/bes/efrc/
Estados Unidos
US. Department of Energy
Wind Energy Research Center (WERC)Wind Energy Research Center (WERC)Wind Energy Research Center (WERC)

29. Fraunhofer Institutes and Research
Establishments
A total of 66 institutes and
independent research units
Wind power - Solar energy - Bioenergy
Efficient use of energy - Energy-efficient living
Intelligent energy distribution
Compact energy storage
http://www.fraunhofer.de/en/about-fraunhofer.html
new energy
research in

30. MAPA DE LA INVESTIGACIÓN EN
ENERGÍA EN ESPAÑA
http://www.energia2012.es/sites/default/files/Mapa%20de%20la%2
0investigaci%C3%B3n%20en%20energ%C3%ADa%20en%20Espa
%C3%B1a.pdf

31. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS (24/4/2015)
 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY RENEWABLE ENERGY: RD & D
Priorities. Insights from IEA Technology Programmes,
https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/renewenergy.pdf,
OECD/IEA 2006, Paris. (24/4/2015)
 EUREC, Research Priorities for Renewable Energy Technology by 2020 and
Beyond, https://www.energy.eu/publications/a06.pdf, Bruselas.
 La investigación en energías renovables en Francia,
http://ressources.campusfrance.org/catalogues_recherche/recherche/es/rech_ene
rgies_es.pdf
 CENER, Centro Nacional de Energías Renovables,
http://www.cener.com/es/energia-eolica/proyectos.asp
 CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y
Tecnológicas,
http://www.ciemat.es/portal.do;jsessionid=55BFB5ED28D9BF9F073867A5D09
314BE?IDM=26&NM=1
 CTAER, Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables ,
http://www.ctaer.com/es
 IDEA, Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020 , Madrid 2011,
http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11227_PER_2011-
2020_def_93c624ab.pdf

32. Tel.: 0414 2806674
jmmartinezcabrero@gmail.com
http://innovajmm.bligoo.es