Science Faculty | National Engineering University

MER601 – Problemas Energéticos y Energías No Convencionales

Introducción a la Energía, Conceptos básicos, Formas de Energías, Orígenes de la Energía, Clasificación de la Energía, Factores de Energía y Transformaciones Energéticas. La Energía en el Perú. Las Fuentes Renovables de la Energía, Solar, Eólica, Hidráulica, Biomasa y otras. Energía y Desarrollo, Conceptos y Desarrollo, Rol de la Energía en el Desarrollo, Energización y Usos Productivos de la Energía y Prospectiva Energética. Estudio de Casos.

Bibliografía

• Ingeniería sin Fronteras; Energía, Participación y Sostenibilidad – Tecnología para el Desarrollo Humano; (Eds) E. Velo Garcia, J. Sneij Oria y J. Delciòs Ayats; Primera edición (2006), Asociación Catalana de Ingeniería sin Fronteras; Barcelona, España.
• R. Espinoza y M. Horn, Electrificación Rural con Sistemas Fotovoltaicos; CER-UNI, 1992; Lima – Perú.
• Oliveros, Tecnología Energética y Desarrollo; CONCYTEC, 1990; Lima – Perú.
• E. Mayo, M. Horn, y R. Espinoza, Teoría y Práctica del secado solar, CER-UNI, 1991, Lima – Perú.
• P. Gipe, Energía Eólica Práctica; Ed. PROGENSA, 2000, España.
• E. Baldovino, G. Ramos, y V. Calderón; Energía Eólica en el Perú, PUCP – Centrum, 2008, Lima-Perú.
• M. Castro, A. Colmenar, C. Sánchez, Energía Eólica, Monografías Técnicas de Energías Renovables, PROGENSA; Segunda edición 2006; Sevilla, España.
• J.R. Rosell Polo, J.L. Rosell Urrutia, M. Ibáñez Plana, Tecnología solar, Ediciones Mundi-Prensa, Madrid-Barcelona- México, 2005; España.
• RISSPA, Red Iberoamericana de Secado Solar de Productos Agroalimentarios; (de) R. Espinoza y L. Saravia; 2010, Ed. Salta – Argentina.

MER602 – Fundamentos de la Energía Solar 

Radiación Térmica y Radiación Solar. Efecto de la Atmosfera sobre la Radiación Solar. Movimientos Aparente del Sol; Elementos de Mecánica Celeste. Óptica de Colectores Solares. Materiales Ópticos. Transferencia de Calor. Conversión Fototérmica de la Energía Solar; Colectores Solares. Conversión Fotovoltaica de la Energía Solar; Paneles Solares. Almacenamiento de la Energía Solar.

Bibliografía

• E. Lorenzo, Electricidad Solar, Ed. Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, 1994.
• P. Lunde, Solar Thermal Engineering, Ed. J. Willey, 1980.
• R. Espinoza y M. Horn, Electrificación Rural con Sistemas Fotovoltaicos, Ed. CER-UNI, Lima, 1992.
• DLR: Solar Electricity Generation; Description and Comparison of Solar Technologies for Electricity Generation, Ed. DLG, Stuttgart, Alemania, 1995.

MER603 – Fundamentos de la Energía Eólica

La Energía Eólica y sus Orígenes. Recursos Eólicos y sus Características. Aerodinámica de las Turbinas Eólicas. Aspectos Eléctricos de las Turbinas Eólicas. Componentes y Materiales de una Turbina Eólica. Diseño y Evaluación de una Turbina Eólica. Control de una Turbina Eólica. Aplicaciones de la Energía Eólica. Economía de los Sistemas de Energía Eólica. Sistemas de Energía Eólica: Impacto y Aspectos Ambientales.

Bibliografía

• J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application,  ed. John Wiley and Sons Ltd., 2009.
• T. Burton, N. Jenkins, D. Sharpe, E. Bossanyi, Wind Energy Handbook, ed. John Wiley and Sons Ltd. 2011.

MER604 – Fundamentos de Energía de la Biomasa 

Definiciones y Generalidades de la Biomasa. Compuestos Orgánicos Producidos por la Naturaleza. Algunas consideraciones energéticas sobre la biomasa como fuente de energía. Cultivos dedicados a la producción de energía. Biomasa de residuos agroforestales. Biomasa de residuos diversos. Evaluación del Consumo de la Biomasa. La combustión. Gasificación. Pirólisis.

Bibliografía

• F. Rosillo-Calle, P. Groot, S.L. Hemstock and J. Woods, The Biomass Assessment Handbook, ed. Earthscan. 2007.
• S.K. Khanal, R.Y. Surampalli, Bioenergy and Biofuel from Biowastes and Biomass, The American Society of Civil Engineers, 2010.

MER701 – Energía Solar Térmica

Generalidades de la energía solar. Transformación fototérmica de la energía solar. Usos técnicos de la energía solar térmica. Proyectos fototérmicos.

Bibliografía

• La energía solar. Aplicaciones prácticas; PROGENSA; Cuarta edición 2005; Sevilla, España.
• Argui, F. J., et al; Edificios Fotovoltaicos, técnicas y programas de simulación; PROGENSA, Primera edición 2004; Sevilla, España.
• Ibañez, M. et al; Tecnología solar; Ediciones Mundi-Prensa, Madrid-Barcelona-México, 2005; España
• Duffie, J. and Beckman, W., Solar Engineering of thermal Processes; Third Edition, JOHN WILEY & SONS, INC., Hoboken, New jersey 2006
• DGS LV Berlín BRB (The German Solar Energy Society); Planning and Installing Solar Thermal Systems A guide for installers, architects and engineers; James & James / Earthscan, London 2007.
• RISSPA, Red Iberoamericana de Secado Solar de Productos Agroalimentarios; Secadores Solares de Productos Agroalimentarios en Iberoamérica; Editores: Rafael Espinoza – Luis Saravia; Ed. Salta – Argentina, mayo de 2010.

MER702 – La Radiación Solar Como Recurso Energético

Características Básicas de la Energía Solar. Coordenadas Solares Celestes. Coordenadas Solares Terrestres. Parámetros Radiantes.

Bibliografía

• Bernard, Menguy, Schwarz, La Radiacion Solar, Ed. Lavosier, Paris, 1982. Iqbal M. Solar Radiation, Academic Press, 1983.
• CER-UNI, Conceptos sobre Radiación Solar: Teoría y Práctica del secado solar. UNI, Lima, 1991. Duffie, J., Beckman W., Solar Energy Thermal Process, Ed. Wiley, 1974.

MER703 – Transferencia de Calor en Aplicaciones de Energía Solar

Aplicaciones de la energía solar y la transferencia de calor. Formas de transferencia de calor. El coeficiente global de transferencia de calor. Conducción unidimensional en estado estable con y sin generación interna de calor. Flujo de calor en superficies extendidas. Conducción unidimensional en estado inestable. Conducción bidimensional: Métodos de solución. Convección forzada en flujo interno y externo. Convección natural exterior y en espacios cerrados. Radiación térmica. Características y propiedades ópticas. Intercambio radiante entre superficies.

Bibliografía

• F. Incropera and D.P. DeWitt, Fundamentos de Transferencia de Calor, Pearson Educación, 1999.
• F. Kreith, M.S. Bohn, J. Herranz Arribas, Principios de Transferencia de Calor, Thomson-Paraninfo, 2002.
• J. Welty, Transferencia de Calor Aplicada a la Ingeniería, Editorial Limusa S.A. De C.V., 1993.
• J.P. Holman, P. de A. Martínez de Morentín, T. de J. Leo Mena, I. Pérez Grande, Transferencia de Calor, McGraw-Hill, 2000.
• D.R. Pitts, y L.E. Sissom, Teoria y Problemas de Transferencia de Calor, McGraw-Hill Latinoamericana, 1979.
• D.Q. Kern, Procesos de Transferencia de Calor, Compañía Editorial Continental, 1997.

MER704 – Aplicaciones de la Energía Solar

Aplicaciones Fotométricas a Baja Temperatura. Colectores Planos y Calentamiento de Agua. Secado Solar. Invernaderos. Cocinas Solares. Enfriamiento Evaporativo y Radiativo. Destilación y Potabilización del Agua. Aplicaciones Pasivas: Arquitectura Bioclimática. Aplicaciones Fototérmicas, a Altas Temperaturas. Colectores Concentradores y Maquinas Térmicas. Aplicaciones Fotovoltaicas. Sistemas Fotovoltaicos Domiciliarios (panel, regulador, batería). Electrificación Rural.

Bibliografía

• Lorenzo, E. Electricidad Solar, Ed. Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, 1994. Lunde, P. Solar Thermal Engineering, Ed. J. Willey, 1980.
• Espinoza, R. y Horn, M. Electrificación Rural con Sistemas Fotovoltaicos, Ed. CER-UNI, Lima, 1992.
• DLR: Solar Electricity Generation; Description and Comparison of Solar Technologies for Electricity Generation, Ed. DLG, Stuttgart, Alemania, 1995.

MER705 – Energía Solar Experimental I 

Termometría. Calorimetría. Transferencia de Calor. Fotometría. Interacción de la Radiación con la Materia. 

Bibliografía

Curso – Taller de fotometría, FC-UNI. Lima, 2008

MER706 – Energía Solar Experimental II 

Medición calorimétrica de la intensidad de la radiación solar (fusión de hielo). Determinación de la dirección Norte- Sur, de la latitud y declinación del Sol. Curva característica de la celda fotovoltaica. Evaluación de una terma solar. Evaluación de un panel fotovoltaico. Evaluación de una batería plomo-acido. Evaluación de cocinas solares. Evaluación de una bomba de agua, usando paneles fotovoltaicos.

Bibliografía

• Curso – Taller de fotometría, FC-UNI. Lima, 2008

MER707 – Celdas de Combustión

Principios Básicos de electroquímica. Termodinámica de la celda de combustible. Cinética de Reacción en las celdas de combustible. Transporte de carga en las celdas de combustible. Transporte de Masa en las celdas de combustible. Modelamiento de Celdas de Combustible. Caracterización de las celdas de Combustible. Clases de Celdas. Sistemas de Celdas de Combustible. Impacto ambiental de las celdas de combustible.

Bibliografía

• Ryan O’Haire, Suk-Won Cha, Whitney Colella, Fritz B. Prinz, Fuel Cell fundamentals. 2006 John Wiley & Sons, New Jersey
• MattewM.Mench, Fuel Cell Engines, 2008John Wiley & Sons, New Jersey

MER708 – Energía y Medio Ambiente

Fundamentos y uso de la energía en una sociedad industrializada. Combustibles fósiles. Motores térmicos. Fuentes de energía renovables: Solar. Fuentes de energía alternativas. Energía nuclear. Conservación de la energía. Transporte. Contaminación del aire. Impacto en agua, suelos, flora, fauna y seres humanos. Impacto en el medio ambiente y análisis del ciclo de vida para un sistema energético industrial. Problemática energética. Ciclos termodinámicos. Problemas ambientales. Análisis de costos.

Bibliografía

• R.A, Ristinen, and J.J. Kraushaar, Energy and Enviroment, 2006, John Wiley&Sons inc, New Jersey. EUU.

MER709 – Tratamiento de Residuos

Leyes y regulaciones. Tipos de residuos. Características de residuos peligrosos. Tópicos y problemas de residuos peligrosos. Residuos peligrosos especiales (nucleares). Reciclamiento y prevención de la contaminación. Procesos de recuperación de residuos peligrosos. Tratamientos químicos y físicos. Procesos térmicos. Procesos biológicos. Terreno de almacenamiento y eliminación. Estimación del costo de remediación. Muestreo y análisis. Almacenamiento de residuos peligrosos.

Bibliografía

• Standard Handbook of Hazardous waste treatment and disposal, (ed) H. M. Freeman, 2ndedition, McGraw Hill, 1998, USA.
• P.T. Williams, Waste Treatment and Disposal, 2ndedition, Jon Wiley & sons, UK, 2005.

MER710 – Diseño y Elaboración de Proyectos Energéticos

Introducción a evaluación de proyectos. Técnicas de evaluación de proyectos. Análisis económicos de los proyectos. Análisis de los impactos de los proyectos. Cálculo de riesgo en la evaluación de un proyecto. Casos de estudio en el sector energético.

Bibliografía

• A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK® Guide), Project Management Institute, Fourth edition, EEUU, 2004.

MER711 Física de las Celdas Fotovoltaicas

El efecto fotovoltaico. El Sol como fuente de energía. Tipos de conversores de energía solar. Balance detallado. Trabajo disponible de un dispositivo fotovoltaico. Conceptos básicos. Estados electrónicos de los semiconductores. Semiconductores en el equilibrio. Impurezas y dopaje. Semiconductores sometidos a un voltaje. Desplazamiento y difusión. Generación y recombinación. Ecuaciones de transporte de los semiconductores. Recombinación y generación. Descripción mecánica cuántica de la velocidad de transición. Fotogeneración. Recombinación. Formulación del problema de transporte. Origen del efecto fotovoltaico. Junturas semiconductor-metal. Junturas semiconductor-semiconductor. Junturas electroquímicas. Calculo de las densidades de portadores y de corriente. Solución general para J(V). Juntura n-p en la oscuridad. Juntura n-p en iluminación.

Bibliografía

• Martin A. Green, Third Generation Photovoltaics Advanced Solar Energy Conversion, Ed. Springer. 2006.
• Paul A. Lynn, Electricity from Sunlight: An introduction to photovoltaics. Ed. Wiley. 2010
• Handbook of Photovoltaics Science and Engineering. Ed. Antonio Luque and Steven Hegedus. Ed Wiley. 2011. 2nd edition.
• The Physics of Solar Cells (Properties of Semiconductor Materials). Jenny Nelson. Ed. Imperial College, E Press. 2004.

MER712 Fundamentos de Fotometría 

Conceptos básicos de radiometría y fotometría. Principios de funcionamiento de luminarias eléctricas y sus principales características. Opciones tecnológicas y normas para la evaluación del flujo luminoso de luminarias: los métodos goniométricos y con esfera integradora; detectores fotópicos y espectrales. Normas relevantes.

Bibliografía

• Curso – Taller de fotometría, FC-UNI. Lima, 2008.

MER713 Construcciones bioclimáticas 

Concepto de confort térmico. Diagnóstico bioclimático. Instrumentación y técnicas de medición de indicadores bioclimáticos. Análisis térmicos de edificios. Modelos dinámicos. Sistemas pasivos de bioclimatización. Arquitectura solar.

Bibliografía

• R. Hyde, Bioclimatic Housing: Innovative Designs, Cronwell Press 2008.
• L. Haselbach. The Engineering Guide to LEED-New Construction: Sustainable Construction for Engineers, 2008.
• M. Keeler, B. Burke, Fundamentals of Integrated Design for Sustainable Building. John Wiley, 2009.
• J. Steele, Sustainable architecture: principles, paradigms, and case studies, McGraw-Hill, 1997.