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Oferta de Trabajo Fin de Máster del Máster Universitario en Energía Solar Fotovoltaica – UPM Curso 20162017 Título: Simulación de materiales para aplicaciones fotovoltaicas Tutor: César Tablero Crespo Grupo de Investigación: Estudios Fundamentales Carácter (teórico/práctico): teórico Estimación porcentual aproximada de los bloques de estudio / teoría / implementación: 5/10/85 Descripción del TFM Desarrollo de un bloque o de un programa de simulación para analizar la respuesta de un sistema fotovoltaico a la luz, tensión, temperatura, etc. en función de fenómenos de generación y recombinación, estructura de bandas, etc. Otras posibilidades son la determinación de las propiedades electrónicas de semiconductores con diferentes estructuras cristalinas usando diferentes métodos. Algunos ejemplos son: 1) Ajuste de curvas de eficiencia cuántica a diferentes modelos 2) Ajustes de curvas IV a diferentes modelos 3) Efecto de potenciales de fluctuación en las bandas de un semiconductor. 4) Efecto de las fluctuaciones de irradiancia en células solares, módulos. 5) Estructura electrónica de Superlattices de diferentes materiales con estructura zincblenda usando aproximación a primeros vecinos. 6) Estructura electrónica de Superlattices de diferentes materiales con estructura zincblenda usando aproximación a segundos vecinos. 7) Estructura electrónica usando 6 bandaskp para estructura zincblenda 8) Estructura electrónica usando 4 bandaskp para estructura wurtzite 9) Estructura electrónica usando 6 bandaskp para estructura wurtzite Recomendaciones: conocimientos de matemáticas, análisis numérico y de programación en C, Fortran, C++ o Java, o de mathematica, mathlab, maple, etc. Documentación y Bibliografía: La documentación suministrada se compondrá de: - Artículos científicos seleccionados según el tipo de proyecto - Libros básicos

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Oferta de Trabajo Fin de Máster del Máster Universitario en Energía Solar Fotovoltaica – UPM

Curso 2016‐2017

Título: Simulación de materiales para aplicaciones fotovoltaicas  Tutor: César Tablero Crespo  Grupo de Investigación: Estudios Fundamentales  Carácter (teórico/práctico): teórico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación:  5/10/85   Descripción del TFM  

Desarrollo de un bloque o de un programa de simulación para analizar la respuesta de un sistema  fotovoltaico a  la  luz, tensión, temperatura, etc. en  función de  fenómenos de generación y recombinación, estructura de bandas, etc.  Otras  posibilidades  son  la  determinación  de  las  propiedades  electrónicas  de semiconductores  con  diferentes  estructuras  cristalinas  usando  diferentes métodos. Algunos ejemplos son:  

1) Ajuste de curvas de eficiencia cuántica a diferentes modelos 2) Ajustes de curvas IV a diferentes modelos 3) Efecto de potenciales de fluctuación en las bandas de un semiconductor. 4) Efecto de las fluctuaciones de irradiancia en células solares, módulos. 5) Estructura electrónica de Superlattices de diferentes materiales con estructura 

zinc‐blenda usando aproximación a primeros vecinos.    6) Estructura electrónica de Superlattices de diferentes materiales con estructura 

zinc‐blenda usando aproximación a segundos vecinos. 7) Estructura electrónica usando 6 bandas‐kp para estructura zinc‐blenda 8) Estructura electrónica usando 4 bandas‐kp para estructura wurtzite 9) Estructura electrónica usando 6 bandas‐kp para estructura wurtzite 

 Recomendaciones:  conocimientos  de  matemáticas,  análisis  numérico  y  de programación en C, Fortran, C++ o Java, o de mathematica, mathlab, maple, etc.  Documentación y Bibliografía: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos científicos seleccionados según el tipo de proyecto 

- Libros básicos 

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Curso 2016‐2017

Título: Simulación de estructuras  fotónicas para el  incremento de  la  absorción  de  la  luz  en  células  solares  no convencionales 

 Tutor:   Ignacio Tobías  Grupo de Investigación: Silicio y Estudios Fundamentales  Carácter (teórico/práctico): 70/30  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 25/25/50  Breve descripción del TFM 

El  objetivo  del  TFM  es  estudio  (en  el  ámbito  de  la  óptica  electromagnética)  de estructuras  nano‐  o micrométricas  para  incrementar  la  absorción  de  células  solares muy delgadas de  silicio y otros  semiconductores. Se hará uso de  software comercial sobre MATLAB (Gd‐Calc). 

FASES: 

Elección de estructuras, formulación del problema y definición de parámetros. 

Simulación en Gd‐Calc mediante modificación de problemas ya resueltos. 

Análisis de resultados.  

 Recomendaciones y conocimientos previos:  Programación en Matlab o similar, conocimientos de electromagnetismo (un curso de grado o equivalente)  Documentación y bibliografía:   Artículos científicos seleccionados Tesis Doctoral de Alexander Mellor, UPM  (2011) 

    

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Curso 2016‐2017

Título:  Simulación  óptica  de  dispositivos  fotovoltaicos avanzados con MEEP 

 Tutor:   Ignacio Tobías, David Fuertes  Grupo de Investigación: Silicio y Estudios Fundamentales  Carácter (teórico/práctico): 70/30  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 25/25/50  Breve descripción del TFM 

El  objetivo  del  TFM  es  valorar  la  utilidad  de  la  herramienta  MEEP  (http://ab‐initio.mit.edu/wiki/index.php/Meep)  para  su  aplicación  a  dispositivos  fotovoltaicos avanzados.  MEEP  es  un  paquete  de  software  libre  desarrollado  en  MIT  para  la simulación  de  sistemas  electromagnéticos  basado  en  el método  de  las  diferencias finitas en dominio de tiempo (FDTD). La simulación consiste en la resolución numérica de  las  ecuaciones  de  Maxwell  y  su  evolución  temporal,  lo  que  permite  calcular magnitudes  como  los  espectros  de  reflectancia/transmitancia  de  los  materiales investigados,  modos  y  frecuencias  resonantes  en  función  de  las  condiciones  de contorno  impuestas  o  los  patrones  de  intensidad  de  los  campos  electromagnéticos dentro de  los materiales. A partir de estos datos es en principio posible predecir el comportamiento de gran variedad de dispositivos fotovoltaicos.   Se propone explorar el potencial de la herramienta, en particular para el estudio de optimización de células tándem silicio/perovskita. 

FASES: 

Estudio de fundamentos y manejo de la herramienta. 

Establecimiento de las estructuras y condiciones de simulación. 

Análisis de resultados y valoración del procedimiento.  

 Recomendaciones y conocimientos previos:  Manejo  de  sistemas  Unix  (no  imprescindible),  programación  en  Python,  Matlab  o similar, conocimientos de electromagnetismo (un curso de grado o equivalente)  Documentación y bibliografía:   Artículos científicos seleccionados, tutoriales 

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Curso 2016‐2017

Título:  Depósito  de  capas  de  silicio  amorfo  sobre  silicio cristalino  Tutores: Carlos del Cañizo / David Fuertes  Grupo de Investigación: Silicio y Nuevos Conceptos de Células Solares   Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10 / 20 / 70  

Breve descripción del  TFM:  Las  células  solares de  silicio  cristalino más eficientes  se benefician de contactos selectivos realizados con silicio amorfo, en el que se combinan capas dopadas e  intrínsecas para asegurar una excelente pasivación  superficial y un buen contacto óhmico. También existen estructuras novedosas de células solares que pueden sacar partido de la heterounión silicio cristalino – silicio amorfo, como es el de la célula de tres terminales de tipo transistor que ha sido recientemente propuesta por investigadores del Instituto de Energía Solar. 

En  el  desarrollo  del  trabajo  se  profundizará  en  primer  lugar  en  el  análisis  de  las estructuras silicio amorfo – silicio cristalino, para a continuación optimizar un proceso de  depósito  de  silicio  amorfo  por  PECVD  (Plasma  Enhanced  Chemical  Vapor Deposition), caracterizando el efecto pasivador de dichas capas. 

 Recomendaciones y conocimientos previos:   El trabajo se realizará fundamentalmente en  las  instalaciones del  Instituto de Energía Solar en TecnoGetafe.  Documentación y bibliografía:   Mikio Taguchi et al, 24.7% Record Efficiency HIT Solar Cell on Thin Silicon Wafer, IEEE Journal of Photovoltaics 4(1) (2014) 96‐99.  Antonio Marti et al, Three‐terminal heterojunction bipolar transistor solar cell for high‐efficiency photovoltaic conversion, Nature Communications (2015) 6, 6902.  Yan Ying Ong et al, Process Analysis and Optimization on PECVD Amorphous Silicon on Glass Substrate, Journal of Physics: Conference Series 34 (2006) 812–817 

   

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Curso 2016‐2017

Título: Evaluación del impacto de innovaciones tecnológicas en el coste de la electricidad de origen solar  Tutor: Carlos del Cañizo  Grupo de Investigación: Silicio y Nuevos Conceptos de Células Solares   Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10 / 30 / 60  Breve descripción del TFM: El coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma drástica en los últimos años, entrando ya en rangos que la hacen competitiva frente a otras fuentes de generación eléctrica. Para guiar los esfuerzos de investigación en este ámbito es importante estudiar cómo pueden impactar en el coste de la electricidad de origen solar las innovaciones que se están explorando en la tecnología convencional o en las alternativas que se proponen. Con ayuda de un software comercial de análisis de costes (Total Cost of Ownership for Energy), se establecerá un caso básico que reproduzca la situación actual en un número de escenarios (huerta solar, instalación en edificio), se hará un análisis de sensibilidad para identificar los factores más críticos, y se evaluará el impacto de algunas de las estrategias que se persiguen para reducir aún más el coste.  Recomendaciones y conocimientos previos:   Se requiere manejo fluido del inglés.  Documentación y bibliografía:   Wright Williams & Kelly Inc., Total Cost of Ownership for Energy. User Manual Kick InnoEnergy, Future renewable energy costs: solar photovoltaics, 2016.  

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Curso 2016‐2017

Título: Identificación de impurezas y defectos en células solares de silicio a partir de medidas de tiempo de vida  Tutor: Carlos del Cañizo  Grupo de Investigación: Silicio y Nuevos Conceptos de Células Solares   Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10 / 30 / 60  

Breve descripción del TFM: Las células solares de silicio son  la base de  la  tecnología fotovoltaica que está alcanzando ya costes competitivos  respecto a otras  fuentes de generación  eléctrica.  Una  vía  de  reducir  aún  más  sus  costes  pasa  por  relajar  los requisitos de purificación del material de partida, el silicio cristalino. 

La calidad de una oblea de silicio se suele evaluar con medidas de tiempo de vida de portadores,  que  vienen  determinadas  por  el  tipo  y  concentración  de  las  impurezas contaminantes o defectos presentes.  

El trabajo fin de grado planteará un algoritmo para asociar curvas de tiempo de vida en función  del  nivel  de  inyección  al  tipo  de  impurezas  o  defectos  predominantes.  Se evaluará  la  necesidad  de  incorporar  la  temperatura  como  variable  adicional.  El algoritmo  se  validará  caracterizando  obleas  contaminadas  deliberadamente,  y  se aplicará a obleas purificadas por métodos no convencionales. 

 Recomendaciones y conocimientos previos:   Se  requieren conocimientos de Matlab o software de cálculo similar y manejo  fluido del inglés.  Documentación y bibliografía:   D. Macdonald and A. Cuevas, Validity of simplified Shockley-Read-Hall statistics for modeling carrier lifetimes in crystalline silicon, Phys. Rev. B, 67 075203 (2003). N. E. Grant, F. E. Rougieux, D. Macdonald, J. Bullock, and Y. Wan, Grown-in defects limiting the bulk lifetime of p-type float-zone silicon wafers, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 117, 055711 (2015).

     

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Curso 2016‐2017

Título:  Caracterización,  instalación  y  puesta  en marcha  de  un sistema híbrido fotovoltaico‐eólico aislado en la ETSIT  Tutor: Jesús Fraile Ardanuy  Grupo de Investigación: Grupo de Sistemas Dinámicos, Aprendizaje y Control (SISDAC  Carácter (teórico/práctico): Teórico‐práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: estudio 10%, teoría 15%, implementación 75%  Breve descripción del TFM 

En este TFM se propone caracterizar,  instalar y poner en marcha un sistema híbrido fotovoltaico‐eólico compuesto por un panel FV de 140W, un aerogenerador de 600W, un regulador MPPT‐híbrido, un  inversor‐cargador de batería y una batería de 250 Ah C100 para funcionar de forma aislada en la ETSI de Telecomunicación. 

 

Recomendaciones  y  conocimientos  previos:  Conocimientos  de  instalaciones  FV autónomas. Nociones de  los siguientes programas: MATLAB‐Simulink®.  Nociones de Arduino.  Documentación y bibliografía:  Massimo Banzi, “Introducción a Arduino”, 2012 Agus Kurniawan, “Getting Started with Matlab Simulink and Arduino (English Edition)”, 2013   

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Curso 2016‐2017

Título:  Implementación  de  herramientas  de  análisis  para espectroscopías de modulación  Tutor: David Fuertes Marrón  Grupo de Investigación: Silicio y Estudios Fundamentales  Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10/10/80  Breve descripción del TFM  

Adquisición de las nociones básicas de la espectroscopía de modulación en alguna de sus distintas versiones (fotorreflectancia y/o piezorreflectancia), con especial énfasis en su aplicación a la caracterización de materiales y dispositivos fotovoltaicos avanzados. Manejo experimental del equipo de espectroscopía de modulación perteneciente al laboratorio de Estudios Fundamentales. En la parte central del trabajo se abordarán los aspectos siguientes: 

- Desarrollo de rutinas de ajuste de espectros experimentales de acuerdo con modelos teóricos establecidos; 

- Simulación de espectros a partir de propiedades y parámetros experimentales; - Análisis avanzado de espectros mediante transformaciones de Fourier y 

Kramers‐Kronig. 

 Recomendaciones y conocimientos previos:  Conocimientos de programación (Matlab, Mathematica, Origin, C++ o similares) y de la física y propiedades de los semiconductores.  Documentación y bibliografía:  Artículos científicos seleccionados y documentación propia 

    

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Curso 2016‐2017

Título: Células solares multiunión de alta eficiencia  Tutor: Carlos Algora del Valle  Grupo de Investigación: Semiconductores III‐V  Carácter (teórico/práctico): Práctica  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10/20/70  Breve descripción del TFM  : El Grupo de Semiconductores  III‐V  investiga y desarrolla células  solares  multiunión  de  alta  eficiencia  para  aplicaciones  espaciales  y  de concentración.  Las  áreas  de  trabajo  cubren  toda  la  cadena  de  valor:  simulación  y modelado  de  la  célula,  fabricación,  caracterización  y  análisis  de  envejecimiento acelerado. Por  tanto,  las posibilidades de TFM  son múltiples y  se pueden adaptar al perfil del candidato. En consecuencia, si algún alumno está interesado, se sugiere que hable con el tutor  (Carlos Algora) para definir un TFM en  función de  las preferencias del alumno, 

 Recomendaciones y  conocimientos previos: Conocimiento del  funcionamiento de  la célula solar y su caracterización  Documentación y bibliografía: Se aportará al comenzar el TFM  

    

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Curso 2016‐2017

Título:  Optimización  del  perfil  de  composición  de  la  capa absorbente  en  células  CIGSe  de  lámina  delgada  mediante simulación con SCAPS  Tutor: David Fuertes Marrón  Grupo de Investigación: Silicio y Estudios Fundamentales  Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 20/10/70  Breve descripción del TFM  

Las  células  solares de alta eficiencia basadas en Cu(In,Ga)Se2  (CIGSe)  se  caracterizan por  una  composición  no  uniforme  de  su  capa  activa.  El  principal  efecto  de  dicha variación  en  la  composición  es  la  aparición  de  un  gap  no  constante  cuyo  perfil  se puede  optimizar  para  facilitar  el  transporte  de  los  portadores  minoritarios fotogenerados hacia el  lado n del diodo  y maximizar  al mismo  tiempo el  voltaje de circuito  abierto  que  la  célula  es  capaz  de  generar.  El  objetivo  de  este  trabajo  es  la optimización mediante el simulador SCAPS de los perfiles de composición de las células de  CIGSe  que maximizan  la  eficiencia  del  dispositivo  para  distintos  escenarios,  en particular: 

‐ en dispositivos limitados por recombinación en la interfaz vs. volumen; ‐ en dispositivos provistos con capas buffer alternativas al CdS ‐ en dispositivos muy delgados (d<1µm) 

 Recomendaciones y conocimientos previos:  Conocimientos de física y propiedades de los semiconductores. Se valorará experiencia previa con simuladores (pc1d, AforsHet, SCAPS, AMPS...)  Documentación y bibliografía:  Artículos científicos seleccionados y documentación propia 

   

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Curso 2016‐2017

Título: Análisis del ciclo de vida de un módulo fotovoltaico micro‐concentrador  Tutor: miembros del grupo ISI Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos Carácter (teórico/práctico): Teórico Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 30/70/0  Descripción del TFM 

 

En el  grupo de  Integración de  Sistemas e  Instrumentos  investigamos en  tecnologías fotovoltaicas noveles que permitan abaratar el coste de la electricidad de origen solar. En  este  sentido,  los micro‐concentradores  están  atrayendo un  interés  creciente por combinar dimensiones y  facilidad de  instalación propias del panel plano  junto con  la alta eficiencia conseguida por los sistemas fotovoltaicos de concentración (cercanas al 40% actualmente, el doble que un panel plano de silicio convencional).  

Sin  embargo,  antes  de  considerar  a  los  micro‐concentradores  como  una tecnología  relevante  en  la  generación  renovable  del  futuro  es  necesario  evaluar  la sostenibilidad de  su despliegue a gran escala. Con este  fin, debe  realizarse desde el principio  un  análisis  del  consumo  de  materiales  y  energía,  emisiones  de  efecto invernadero o uso y transformación de la tierra que potencialmente se generarían a lo largo del ciclo de vida de esta tecnología.  Recomendaciones:  interés  por  los  aspectos  tecno‐económicos  de  la  tecnología renovable  Documentación: Bibliografía básica sobre el estado del arte en micro‐concentradores fotovoltaicos y metodología de análisis del ciclo de vida de tecnologías de generación. 

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Curso 2016‐2017

Título:  Modelado  de  la  potencia  instantánea  de  módulos fotovoltaicos de concentración en Matlab/Simulink  Tutor: miembros del grupo ISI Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos Carácter (teórico/práctico): Práctico Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 30/5/65   Descripción del TFM  

 Los paneles solares fotovoltaicos de concentración han conseguido en los últimos años eficiencias de conversión récord, cercanas al 40%, con  los que se podría obtener una energía  renovable más barata que  la actual. Sin embargo,  su  comportamiento al  sol difiere del de  los paneles convencionales de silicio y es necesario desarrollar y probar modelos de funcionamiento que permitan predecir  la energía generada por este tipo de sistemas y facilitar así su despliegue a escala industrial.   Se desarrollará un modelo de funcionamiento de  los paneles solares fotovoltaicos de concentración. El modelado se realizará utilizando el entorno gráfico de programación Simulink y/o  funciones Matlab. El objetivo es determinar  la potencia  instantánea del panel  solar  en  función  del  valor  instantáneo  de  radiación  solar  y  de  las  variables meteorológicas más significativas, a partir de la curva característica I‐V del módulo en condiciones estándar.   Recomendaciones: Conocimiento de Matlab / Simulink o Python  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados sobre la tecnología de concentración fotovoltaica 

   

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Curso 2016‐2017

Título:  Desarrollo  de  un  dispositivo  para  analizar  el  perfil microscópico de una lente de Fresnel  Tutor: miembros del grupo ISI  Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos  Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 5/10/85   Descripción del TFM  

 En  el  grupo  de  Integración  de  Sistemas  e  Instrumentos  desarrollamos  métodos  y equipos para la medida de sistemas de concentración fotovoltaica. El trabajo consistirá en  realizar  un  sencillo  montaje  óptico  que  proyecte  un  haz  de  luz  colimado  y monocromático sobre una  lente de Fresnel sumergida en un  líquido absorbente de  la luz. Midiendo la absorción que sufren los rayos al atravesar cada punto de la superficie de  la  lente mediante  una  imagen  en  cámara  CCD,  podemos  deducir  el  espesor  del líquido absorbente y así el perfil de la lente.  Se desarrollará el algoritmo matemático que relacione  la absorción con el espesor de la lente. Se verificará experimentalmente y se realizará un prototipo.  El proyecto se realizará en el Instituto de Energía Solar de la E.T.S.I. Telecomunicación.  Recomendaciones: conocimientos de Matlab y vocación de trabajo en el laboratorio  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados. 

- Libros básicos    

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Curso 2016‐2017

Título: Método y equipo para  la medida de  la resistencia  lateral en células multiunión iluminadas no uniformemente  Tutor: miembros del grupo ISI  Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos  Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 5/10/85   Descripción del TFM  

 Antecedentes Las células solares multiunión absorben sucesivas bandas del espectro solar y operan con luz concentrada producida por una óptica convergente. Como la óptica no es ideal suele  producir  aberración  cromática  de  modo  que  la  generación  de  electrones  y huecos no coincide espacialmente en las diferentes subcélulas. Como consecuencia el flujo de portadores tiene que moverse lateralmente por las capas de acoplamientos de las dos células (llamada unión túnel por su estructura de dopaje).   Para medir  la  resistencia  lateral global de una célula  se propone  iluminar una célula (con geometría rotacional) utilizando haces concéntricos  localizados de distinto color. Por  ejemplo  se  podría  proyectar  un  spot  de  luz  azul  sobre  el  centro  de  la  célula multiunión  y  un  círculo  infrarrojo  en  la  parte más  alejada  del  centro.    Variando  la intensidad de las dos proyecciones podríamos calcular la resistencia serie y la pérdida de corriente fotogenerada.  El proyecto incluirá el planteamiento del experimento para analizar de manera sencilla el comportamiento de  la célula como diodo  ideal recombinador, diseñar  la fuente de luz necesaria, realizar el montaje que permita  llevar a cabo  las medidas e  interpretar estas medidas.  El proyecto se realizará en el Instituto de Energía Solar de la E.T.S.I. Telecomunicación.   Recomendaciones: Conocimiento de células solares fotovoltaicas.  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados. 

- Libros básicos       

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Curso 2016‐2017

Título: Desarrollo de un receptor transparente fotovoltaico para aprovechamiento de la energía en sistema térmico‐híbrido  Tutor: miembros del grupo ISI Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos Carácter (teórico/práctico): Teórico/Práctico Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10/10/80   Descripción del TFM  

La eficiencia de conversión de  las  células  fotovoltaicas multiunión  supera ya el 45%. Estas células deben usarse en alta concentración (CPV) para que el sistema generador CPV sea rentable, es decir con precios de la energía comparables a los convencionales. Los sistemas CPV superan en eficiencia a los sistemas CSP (solar térmico a turbina) que no pueden superar el 15% a causa de la baja temperatura alcanzada por el fluido. Sin embargo  la  tecnología  CSP  tiene  la  ventaja  de  poder  acumular  calor  y  explotarlo durante  la noche o cuando  sea necesario. Un diseño alternativo de  receptor híbrido para CSP  consiste en  colectar  luz  a niveles de  concentración de 1.000‐2.000X  sobre paneles de células multiunión (de dos uniones) que solo absorberán  la luz solar hasta 1,4 eV y dejarán pasar el resto hacia los captadores térmicos. La energía generada por estos  últimos  preferentemente  se  almacenará  como  calor  para  su  uso  nocturno  o económicamente óptimo.  

  El objetivo  del proyecto  consistirá  en  el desarrollo  y  caracterización de un  receptor transparente  basado  en  células  de  doble  unión  cuya  combinación  sea  óptima  para obtener la máxima rentabilidad económico/energética del sistema.   El proyecto se realizará en el Instituto de Energía Solar de la E.T.S.I. Telecomunicación.  Recomendaciones:  Conocimiento  células  solares  y  vocación  de  trabajo  en  el laboratorio  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados sobre la tecnología de CPV y CSP 

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Título:  Impacto de  las condiciones climáticas y espectrales en  la producción de sistemas fotovoltaicos de concentración  Tutor: Ignacio Antón, Rubén Núñez, Marta Victoria  Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos  Carácter (teórico/práctico): Práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 5/10/85   Descripción del TFM 

En el grupo de Integración de Sistemas e Instrumentos tenemos gran experiencia en el modelado  de  la  generación  de  sistemas  fotovoltaicos  de  concentración.  Dichos sistemas  utilizan  células  de  última  generación,  llamadas  multiunión,  que  alcanzan eficiencias muy  elevadas  (récord  del  46%)  pero  que  son más  sensibles  al  espectro. También en  los paneles planos  se están desarrollando  tecnologías de varias uniones para superar la eficiencia límite del silicio.  El proyecto trata de mejorar el modo actual del que dispone el grupo, incorporando el efecto de  los sistemas ópticos, muy especialmente su comportamiento espectral que es a su vez muy dependiente de la temperatura. 

 El trabajo ofrece un avance en la estimación de la producción energética de un sistema fotovoltaico,  punto  clave  para  permitir  la  financiación  de  las  mismas  y  su  amplia difusión en el mercado energético en todo el mundo.  El proyecto se realizará en el Instituto de Energía Solar de la E.T.S.I. Telecomunicación.  Recomendaciones: conocimientos de Matlab/Python, procesado de datos, estadística básica.  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados y trabajos previos del grupo 

- Libros básicos 

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Curso 2016‐2017

Título: Desarrollo de aplicaciones para control y mantenimiento de plantas CSP/CPV basados en plataforma aérea.  Tutor: miembros del grupo ISI Grupo de Investigación: Integración de Sistemas e Instrumentos Carácter (teórico/práctico): Teórico/Práctico Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 10/10/80   Descripción del TFM  

Resulta  necesario  disponer  de  métodos  de  control  y  mantenimiento  sencillos  y eficaces  que  permitan  tomar  decisiones  (limpieza,  sustitución,  ajustes,  apoyo  a  la instalación,  supervisión,  seguridad,  comunicaciones, etc.) en  la operación óptima en las grandes plantas sobre suelo (de decenas de MW) de CSP y CPV. Para cubrir grandes extensiones se cuenta con una plataforma aérea dotada de sensores con selectividad espectral  y  con  capacidad  de  análisis  óptico,  que  puede  registrar  y  transmitir  una información  precisa  y  masiva  y  sin  interferir  en  el  funcionamiento  de  la  planta ayudando a controlar las mismas para sacarles el mayor rendimiento posible. El  objetivo  del  proyecto  consistirá  en  el  desarrollo  de  aplicaciones  que  utilicen  los sensores  disponibles  en  la  plataforma  aérea  (dron)  para  obtener  información  del sistema  en  tiempo  real:  paralelismo,  orientación,  aceptancia  angular,  reflectividad, temperatura, soiling etc.    El proyecto se realizará en el Instituto de Energía Solar de la E.T.S.I. Telecomunicación.  Recomendaciones: Conocimiento de Matlab, Labview,  fundamentos de electrónica y óptica, y vocación de trabajo en el laboratorio  Documentación: La documentación suministrada se compondrá de: 

- Artículos seleccionados. 

- Libros básicos  

    

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Curso 2016‐2017

Título: “Diseño e  implementación de un sistema de medida de curvas  I‐V  a  1  sol  de  células  solares  multiunión  con  ajuste espectral”.  Tutor: Dr. Iván García Vara  Grupo de Investigación: Semiconductores III‐V  Carácter (teórico/práctico): Teórico y práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: estudio: 20%, teoría: 20%, implementación: 60%  Breve descripción del TFM  

Las  células  solares multiunión  presentan  hoy  las mayores  eficiencias de  conversión fotovoltaica.  Estas  células  consisten  en  un  apilamiento  de  subcélulas  de  distintos materiales, cada uno optimizado para un rango de energías del fotón. Puesto que estas subcélulas están conectadas en serie,  la corriente es  igual en todas ellas. Por esto,  la máxima  eficiencia  de  conversión  fotovoltaica  se  consigue  cuando  la  fotocorriente producida en  todas ellas es  la misma. Esto  se  consigue diseñando el apilamiento de manera que la fotocorriente producida sea igual en todas las subcélulas. 

Para medir estas células en el  laboratorio, se necesita poder ajustar el espectro de  la luz utilizada de manera que  la  fotocorriente de cada subcélula sea  la correcta. Esto implica  el  uso  de  fuentes  adicionales  de  luz  para  modificar  el  espectro  de  los simuladores solares típicos.  

El Trabajo Fin de Máster consistirá en estudiar los requisitos, diseñar e implementar un sistema de ajuste espectral para medida de  la curva IV a 1 sol de células solares multiunión, basado en diodos LEDs de alta potencia. La  implementación del sistema incluye el desarrollo del hardware y del software necesario para controlar  los diodos LED  y  medir  la  fotocorriente  de  las  células  de  referencia  y  DUTs.  Finalmente,  se utilizará este sistema para la medida de células multiunión de semiconductores III‐V de alta eficiencia fabricadas en el IES‐UPM. 

 Recomendaciones  y  conocimientos  previos:  se  valorarán  conocimientos  previos  en programación y control de instrumentos. Nivel alto de inglés.   Documentación y bibliografía:  Los fundamentos de la necesidad de ajuste espectral y su efecto se pueden consultar en el siguiente libro y sus citas: “Handbook on Concentrator Photovoltaic Technology”, edited by Carlos Algora, Ignacio Rey‐Stolle.  

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Curso 2016‐2017

Título: Herramienta para el análisis del potencial solar fotovoltaico en edificios

Tutor: Estefanía Caamaño Martín

Grupo de Investigación: Generación Distribuida Renovable y Control Inteligente

Carácter (teórico/práctico): teórico y práctico

Idioma: El trabajo podrá ser presentado y redactado en español o inglés

Estimación porcentual aproximada de los bloques de estudio / teoría /implementación: 15/15/70

Descripción del TFM Una de las líneas de investigación del grupo GEDIRCI es la identificación y aprovechamiento del potencial solar fotovoltaico en edificios, aspecto de gran importancia en el contexto de la Directiva 2010/31/UE de Eficiciencia energética de los edificios, por la cual a partir de 2021 todos los edificios nuevos deberán ser “de consumo de energía casi nulo”, es decir, cubrir en muy amplia medida sus necesidades energéticas a partir de fuentes renovables. En este sentido, en el marco de un proyecto europeo de investigación, en 2010 el grupo GEDIRCI desarrolló una herramienta software para el análisis del potencial solar de edificios1, que realiza una cuantificación tanto del recurso solar disponible en superficies receptoras arbitrarias, como de las pérdidas por sombras (fenómeno muy frecuente en entornos urbanos). El uso continuado de la herramienta ha permitido identificar posibles mejoras y extensiones de la herramienta con el objetivo de facilitar el proceso de diseño de instalaciones solares fotovoltaicas en edificio, tales como: a) la inclusión de localidades pertenecientes a la región con mayor potencial solar terrestre, el cinturón intertropical; b) la consideración de estrategias dinámicas de sombreado que resultan de interés en edificios (parasoles móviles); El objetivo final del TFM es realizar una nueva versión de la herramienta software que incluya las mejoras identificadas, así como otras propuestas por el alumno. Recomendaciones: Interés por aspectos teóricos y prácticos de ingeniería de sistemas fotovoltaicos integrados en entornos urbanos, conocimientos del lenguaje de programación Visual Basic y MatLab. Bibliografía y material complementario: Artículos científico-técnicos e informes seleccionados. Herramienta software preexistente.

1 Proyecto POLIS (Identification and Mobilisation of Solar Potentials via Local Strategies): http://www.polis‐solar.eu/Planning‐instruments/ 

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Curso 2016‐2017

Título: Generación fotovoltaica distribuida en entornos urbanos: gestión activa de la demanda eléctrica a nivel de barrio

Tutor: Estefanía Caamaño Martín

Grupo de Investigación: Generación Distribuida Renovable y Control Inteligente

Carácter (teórico/práctico): teórico y práctico

Idioma: El trabajo podrá ser presentado y redactado en español o inglés

Estimación porcentual aproximada de los bloques de estudio / teoría /implementación: 15/15/70

Descripción del TFM Una de las líneas de investigación del grupo GEDIRCI es la Gestión Activa de la Demanda eléctrica que posibilita la integración de sistemas fotovoltaicos híbridos en edificios y otros espacios urbanos. Con estos sistemas y un adecuado control de la generación distribuida es posible alcanzar elevadas fracciones de autoconsumo de la electricidad fotovoltaica en edificios, posibilitando con ello una autosuficiencia parcial, o total, de los mismos. Sin embargo, en un contexto de alta penetración fotovoltaica en redes eléctricas de distribución urbanas, estudios previos han mostrado la conveniencia de considerar el impacto a nivel eléctrico en las redes, con el objetivo de evitar problemas de gestión de las mismas a los operadores eléctricos derivados de las nuevas curvas de demanda agregada (por ejemplo, la aparición de nuevos picos de demanda). Con el objeto de tratar de combinar objetivos razonables de autosuficiencia eléctrica y beneficios para las redes eléctricas, este TFM plantea realizar una propuesta de integración de sistemas solares fotovoltaicos en un barrio a determinar2 en la que, además de diseñar un conjunto de sistemas fotovoltaicos-tipo para usuarios residenciales y comerciales, se propongan estrategias de gestión de las instalaciones y consumos eléctricos de los edificios asociados, de forma que la curva de demanda agregada contribuya a reducir los costes de mantenimiento de la red de distribución local, así como diferir futuras inversiones en repotenciación de la misma. Recomendaciones: Interés por aspectos teóricos y prácticos de ingeniería de sistemas fotovoltaicos integrados en entornos urbanos, conocimientos del lenguaje de programación en MatLab y C++. Bibliografía y material complementario: Artículos científico-técnicos e informes seleccionados. Programas elaborados por el grupo (scripts en MatLab, c++), otras herramientas software de simulación de sistemas fotovoltaicas y redes eléctricas.

2 Se dispone de información detallada de una ciudad española. Son posibles emplazamientos alternativos, en función de los intereses del alumno/a) 

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Curso 2016‐2017

OFERTA DE TRABAJOS FIN DE MASTER EN EL GRUPO DE SISTEMAS Los alumnos interesados deben saber que: -La realización de estos TFMs exige una presencia en la sede del IES en Vallecas estimada en un día a la semana aproximadamente. -El proceso de realización del TFM incluye un seguimiento continuo que obliga al alumno a presentar oralmente en seminarios internos del grupo sus avances respecto a:

Fecha Asunto Final de febrero Objetivos y planteamiento Final de abril Primeros experimentos y cálculos Final de mayo Experimentos y cálculos

Este seguimiento tiene el doble objetivo de evaluar el avance de los trabajos y de enseñar al alumno a realizar presentaciones orales, y responde a la idea general de garantizar que el TFM resulte de un esfuerzo continuado y extendido en el tiempo, y no de uno puntual y concentrado en el último mes antes de su presentación. Las carreras de velocidad y de fondo pueden servir de símil: las de fondo se corren a un ritmo más lento pero mantenido durante más tiempo y con el resultado de que la distancia recorrida en mucho mayor que la correspondiente a las carreras de velocidad. Título: Centrales fotovoltaicas a 1500 V Objetivo: Se trata de analizar la validez de la tecnología actual de módulos para operar a esta tensión, realizando ensayos de PID, y resistencia de aislamiento en seco y en mojado en una muestra de 20 módulos que han sido previamente sometidos a ensayos de envejecimiento acelerado. Realización: Tanto la muestra de módulos como la instrumentación están ya disponibles. El alumno debe responsabilizarse de llevar a cabo los ensayos, siguiendo las prescripciones de las normas IEC 62125 e IEC-TS-OJO La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: Un TFM similar, pero con módulos sin envejecer, se realizó en el curso 2015-16. El resultado se publicó en ERA SOLAR (adjuntar artículo) Tutor: Eduardo Lorenzo

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Curso 2016‐2017

Título: Reparación de módulos fotovoltaicos Objetivo: Después de varios años de operación en intemperie un cierto porcentaje de los módulos que forman las centrales fotovoltaicas presentan problemas de punto caliente. Este fenómeno amenaza la vida del módulo, que puede llegar a quemarse si el fenómeno persiste durante mucho tiempo, por lo que debe ser corregido. Sin embargo, cambiar el módulo por uno nuevo es probablemente antieconómico, debido a que ya no está cubierto por la garantía del fabricante y a que los años de funcionamiento previsto para la planta son ya pocos. Mejor parece reparar el módulo, por el procedimiento de cortocircuitar la célula dañada, reponiendo después el sellado de la parte posterior. Realización: Se dispone de algunos módulos que presentan fenómenos de punto caliente después de 10 años de funcionamiento. El alumno debe responsabilizarse de: -Caracterizar el comportamiento eléctrico y térmico de estos módulos (curva I-V, termografía y electroluminiscencia) -Proceder a su reparación, abriendo la parte posterior del módulo por la célula dañada, cortocircuitándola con cintas de soldadura y sellando de nuevo la parte posterior. -Caracterizar de nuevo su comportamiento eléctrico y térmico -Comparar el funcionamiento antes y después de la reparación, La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: Tutor: Eduardo Lorenzo

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Curso 2016‐2017

Título: Series temporales de radiación solar en climas desérticos Objetivo: Se trata de revisar la validez de las matrices de transición de Markov propuestas por Aguiar y Collares en climas desérticos. En los últimos tiempos, la instalación de sistemas fotovoltaicos es especialmente prolífica en emplazamientos desérticos. Estos se caracterizan por condiciones climatológicas extremas que incluyen, por ejemplo, la sucesión de muchos días de muy alta irradiación. Las matrices de transición de Markov, al estar definidas para condiciones climáticas promedio, no reflejan de manera adecuada la casuística que se da en los lugares con climatologías extremas. El objetivo del trabajo es explorar la validez de dichas matrices y proponer alternativas. Realización: Se dispone de series temporales de radiación de 15 años de duración en, al menos, dos emplazamientos de Méjico y Chile. Se dispone de un software de simulación específico, SISIFO, para realizar las simulaciones de las series temporales de radiación. Se requieren conocimientos de Matlab. El alumno deberá responsabilizarse de: ‐ La simulación de series temporales de radiación para los emplazamientos disponibles. ‐ La detección de situaciones anómalas no recogidas por las matrices. ‐ La propuesta de posibles matrices alternativas.

La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: Tutor: Rodrigo Moretón

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Oferta de Trabajo Fin de Máster del Máster Universitario en Energía Solar Fotovoltaica – UPM

Curso 2016‐2017

Título: Funcionamiento de un sistema conectado a la red en Madrid Objetivo: Se trata de evaluar el funcionamiento de uno de los sistemas fotovoltaicos del IES-UPM en su sede del Campus Sur, analizando sistemáticamente los datos de un año de operación. Se calcularán los principales índices de funcionamiento, y se desarrollarán y aplicarán métodos de detección y diagnóstico de fallos particularizados para el caso de la instalación. Se estudiará la implementación de un sistema de recogida y análisis automático de los datos. Realización: Se dispone de datos de operación de la instalación durante más de un año de funcionamiento. La instalación incluye sensores de irradiancia y temperatura, así como medidas de parámetros eléctricos tanto a nivel de serie como de inversor. El alumno deberá responsabilizarse de: ‐ El análisis de los datos de funcionamiento. ‐ La aplicación de los procedimientos de detección y diagnóstico de fallos actuales y su

particularización para esta instalación. La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: Tutor: Rodrigo Moretón

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Curso 2016‐2017

Título: Generador fotovoltaico de capas delgadas Objetivo: Se trata acompañar durante la implantación de un nuevo sistema fotovoltaico con módulos de capa delgada en la sede de Vallecas del Instituto de Energía Solar, así como de caracterizar los módulos, el inversor al que esté conectado y el sistema en total. Realización: Se dispone de un inversor trifásico al que se conectarán módulos de capa delgada. Se deberá acompañar a los obreros durante la instalación del sistema, incluyendo los correspondientes sensores de irradiancia y de temperatura para el posterior análisis del mismo. El alumno deberá responsabilizarse de: ‐ Medida individual de los módulos antes de su instalación ‐ Preparación de dos módulos sensor de irradiancia y de temperatura de célula (cuatro

módulos en total). ‐ Colocación de sensores de corriente DC para cada una de las ramas y de un sensor de

corriente para el sistema en su totalidad. ‐ Medida y análisis de la eficiencia del inversor. ‐ Medida y análisis de la potencia máxima del generador, tanto con carga capacitiva como

con vatímetro/registrador. ‐ Medida y análisis del comportamiento del sistema en funcionamiento durante al menos un

día soleado. La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1-1.5 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: Un TFM similar, pero con módulos de silicio cristalino, se realizó en el curso 2015-16. Tutor: Francisco Martínez

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Curso 2016‐2017

Título: Caracterización de módulos fotovoltaico a Sol real Objetivo: Se trata caracterizar módulos fotovoltaicos a Sol real utilizando la “Solar Box” desarrollada por el grupo de Sistemas Fotovoltaicos. Dicha caja permite caracterizar el módulo en Condiciones Estándar de Medida (CEM), así como de obtener los coeficientes de temperatura y de eficiencia a diferentes irradiancias. Se busca caracterizar durante varios meses 2 o 3 módulos y analizar los resultados obtenidos. Realización: Se pondrán a disposición del alumno de varios módulos para que pueda medir en días soleados curvas IV a Sol real mediante el empleo de una carga capacitiva y de la “Solar Box”, que permite medir los módulos a diferentes temperaturas e irradiancias. El alumno deberá responsabilizarse de: ‐ Preparación de los módulos para su medida dentro de la solar box. ‐ Medida de la curva I-V tanto a CEM como a medida que se calienta el módulo. ‐ Medida de la curva I-V a 25ºC y a otras dos irradiancias: 600 y 200 W/m2. ‐ Procesado y análisis de las medidas realizadas, sacando los parámetros de interés.

La exigencia de tiempo de permanencia en el laboratorio es del orden de 1-1.5 día/semana durante tres meses. Otros comentarios: El trabajo podría incluir también la comparación de dichas medidas a Sol real con las obtenidas a partir de un simulador solar. Se adjuntan tres artículos, que muestran la carga capacitiva y la “Solar Box”. Tutor: Francisco Martínez

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Oferta de Trabajo Fin de Máster del Máster Universitario en Energía Solar Fotovoltaica – UPM

Curso 2016-2017

 Título: Estudio y diseño de molinos de grano fotovoltaicos  Tutor: Miguel A. Egido Aguilera  Grupo  de  Investigación:  Generación  Distribuida  Renovable  y  Control  Inteligente (GEDIRCI)  Carácter (teórico/práctico): téorico y práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 30/40/30  Breve descripción del TFM: Instalaciones fotovoltaicas que dan servicio a la molienda de grano se han diseñado, esporádicamente, desde los años 80. De hecho, en el primer proyecto de sistemas fotovoltaicos que se realizó en el IES fuera de España, en el año 87, ya se  incluía este servicio. La novedad de esta propuesta es analizar y diseñar un sistema fotovoltaico específico para la alimentación de un molino de grano. 

La Fundación Acciona Microenergía desarrolla un programa de acceso a la electricidad en  Oaxaca  (México)  con  un  programa  basado  en  microfranquicias.  Están  muy interesados en el diseño de una solución tecnológica y modelo se gestión de molinos solares  comunitarios,  que  pretenden  utilizar  en  las  comunidades  de Oaxaca  para  la molienda de maíz ( nixtamal) y de café. 

Recomendaciones  y  conocimientos  previos:  Interés  en  aspectos  prácticos  de  la generación fotovoltaica. Conocimientos de electricidad y motores.  Documentación y bibliografía: Artículos científico‐técnicos e informes seleccionados.  E.  Beshada, M.  Bux  and  T. Waldenmaier.  “Construction  and  Optimization  of  a  PV‐Powered  Grain  Mill”.  Agricultural  Engineering  International:  the  CIGR  Ejournal. Manuscript FP 06 002. Vol. VIII. April, 2006. (Descargable en Internet)  Veronika  Utz,  Modern  Energy  Services  for  Modern  Agriculture.  A  Review  of Smallholder Farming in Developing Countries. January 2011. GIZ   IRENA (2016), Renewable Energy benefits: Decentralised Solutions in  the  Agri‐food  Chain,  The  International  Renewable  Energy  Agency,  Abu  Dhabi. 

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Curso 2016-2017

Título: Estudio de la acumulación en sistemas fotovoltaicos con baterías híbridas  Tutor: Miguel A. Egido Aguilera  Grupo  de  Investigación:  Generación  Distribuida  Renovable  y  Control  Inteligente (GEDIRCI)  Carácter (teórico/práctico): téorico y práctico  Estimación  porcentual  aproximada  de  los  bloques  de  estudio  /  teoría  / implementación: 40/50/10  Breve descripción del TFM: La acumulación eléctrica en sistemas  fotovoltaicos se ha basado durante décadas en el uso de baterías plomo‐acido. Su principal ventaja es el bajo  costo  en  comparación  con  otras  tecnologías,  sin  embargo  tienen  muchos inconvenientes hasta el extremo de que es el elemento más  frágil en un generador fotovoltaico. En los últimos años la tecnología de Ion‐Li está penetrando con fuerza en el mercado,  gracias  a  su  elevada  eficiencia  y  densidad  energética,  no  obstante  aún presenta  el  inconveniente  de  un  precio  elevado,  hasta  cinco  veces  por  encima  del plomo‐acido. Una posibilidad muy  interesante consiste en utilizar  las dos  tecnologías de acumulación en  la misma  instalación, de esa  forma se puede utilizar  la batería de Ion‐Li para el ciclado frecuente y mantener la de plomo‐ácido en altos estados de carga con lo que se alarga notablemente su vida. 

El  TFM  que  se  propone  consiste  en  analizar, mediante  simulaciones,  las  diferentes combinaciones entre las dos tecnologías, tanto en sistemas aislados como en sistemas conectados a la red eléctrica, y proponer criterios para la selección de la capacidad de acumulación de ambas en función de la aplicación del generador fotovoltaico. 

 Recomendaciones  y  conocimientos  previos:  Interés  en  aspectos  prácticos  de  la generación fotovoltaica. Conocimientos de MATLAB o herramienta equivalente para la simulación.  Documentación y bibliografía: Artículos científico‐técnicos e informes seleccionados.   

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Título: Renovación y repotenciación de instalaciones fotovoltaicas

Tutor: Estefanía Caamaño Martín

Grupo de Investigación: Generación Distribuida Renovable y Control Inteligente

Carácter (teórico/práctico): teórico y práctico

Idioma: El trabajo podrá ser presentado y redactado en español o inglés

Estimación porcentual aproximada de los bloques de estudio / teoría /implementación: 70/20/10

Descripción del TFM La mayoría de instalaciones fotovoltaicas en España fueron instaladas antes del año 2009, hasta 3,4GW lo que representa más del 70% de la potencia total instalada hasta la fecha. Estas instalaciones comienzan a envejecer y parte de sus componentes deben ser reemplazados. El sector fotovoltaico en España está comenzando a prestar especial atención a este proceso de renovación o “revamping” como una nueva forma de reactivar la industria en el país. Es necesario prestar atención tanto factores técnicos, como económicos y legales. Desde el punto de vista técnico, un proceso de renovación permite mejorar las características de las instalaciones FV sin alterar su potencia pico. Esta renovación en las características tiene efectos en el comportamiento energético de la instalación: eficiencia de los inversores, eficiencia de módulo, seguidores, etc. También existen cambios en estas características que pueden afectar o son incompatibles con el diseño de la instalación, como puede ser la presencia o no de transformadores en el inversor. Todo este proceso de renovación ocurre en una situación de muy bajos precios del mercado fotovoltaico: módulos por debajo de 50c€/Wp e inversores entre 10 y 20 c€/Wp. Esto hace no solo interesante la renovación de las instalaciones si no también la repotenciación. La normativa actual permite realizar este proceso de renovación, aunque no permite aumentar la potencia ni hacer cambios sustanciales en la instalación si quieren mantenerse las primas (Real Decreto 413/20141). Este TFM plantea realizar un análisis de la situación de las instalaciones FV en España desde el punto de viste de la renovación de sus componentes o una posible repotenciación. Este análisis debe abordar factores técnicos, económicos y legales que puedan servir para comprender la viabilidad de estos procesos de renovación o repotenciación y sus implicaciones en el sector FV español. Recomendaciones: Interés por aspectos teóricos y prácticos de ingeniería de sistemas fotovoltaicos y del mercado español. Conocimientos software para análisis y procesamiento de datos (Excell, Matlab,…). Bibliografía y material complementario: Artículos científico-técnicos e informes seleccionados.Programas elaborados por el grupo (scripts en MatLab, GridSim, C++), otras herramientas software de simulación de sistemas fotovoltaicas y redes eléctricas.

                                                            1 https://www.boe.es/buscar/pdf/2014/BOE‐A‐2014‐6123‐consolidado.pdf