Primera Edición 2019-2020
Presentación de la Maestría
La Maestría en Ingeniería Electrónica con énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética ofrece temas relacionados con la generación de energía eléctrica utilizando fuentes de energías renovables no convencionales (eólica, solar fotovoltaica, entre otras) y la interconexión de estos sistemas a la red de eléctrica y/o en esquemas aislados utilizando convertidores electrónicos de potencia.
En ese contexto, el control de dichos convertidores de potencia juega un rol fundamental para garantizar, por un lado, la máxima entrega de la energía generada a partir de fuentes de energía renovables, y por otro, en la mejora de la calidad de red mediante la disminución de los armónicos generados. El énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética pretende aunar los conocimientos de las energías renovables con la electrónica de potencia en búsqueda de la eficiencia energética mediante el estudio de estrategias avanzadas de control de convertidores de potencia. Así también, áreas afines tales como la mecatrónica, robótica, accionamientos eléctricos serán utilizados en la búsqueda del objetivo del programa, haciendo uso además de herramientas avanzadas de simulación computacional para el diseño y puesta a punto de plataformas experimentales.
El objetivo del programa se enfoca a formar docentes e investigadores con los últimos avances en el ámbito de las energías renovables y eficiencia energética capaces de proponer y llevara cabo proyectos innovadores de investigación en el área.
Importante
Este programa de posgrado es GRATUITO para todos sus estudiantes gracias al apoyo del CONACYT en el marco del Programa PROCIENCIA – Convocatoria 2017.
Objetivos del Programa de Maestría en Ingeniería Electrónica
Ejecutar actividades de proyección social en el campo de las energías renovables y la eficiencia energética contribuyendo así al desarrollo tecnológico y económico de la sociedad.
Generar al menos ocho (8) recursos humanos con la más alta capacitación que profundicen y amplíen el conocimiento nacional y universal para desarrollar la ciencia y la tecnología.
Crear capacidad científica y tecnológica instalada en la comunidad universitaria, a través de la realización de trabajos de investigación y desarrollo en forma individual y/o en cooperación con otras universidades nacionales y extranjeras.
Formar al menos ocho (8) estudiantes para el ejercicio de la docencia y la investigación de excelencia.
Modalidades de enseñanza
Para la consecución de los objetivos propuestos y el desarrollo de las competencias definidas en el Perfil de Egreso, la metodología a emplearse en la impartición del curso plantea las siguientes modalidades:
Clases magistrales;
Laboratorios donde se utilizan herramientas computacionales;
Laboratorios donde se realizan prácticas experimentales;
Videoconferencias y Seminarios;
Tutorías.
Secuencia de las asignaturas
El Plan de Estudios del Programa de Maestría en Ingeniería Electrónica está compuesto por materias troncales y específicas correspondientes al énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética, optando por el Diploma de Master en Ingeniería Electrónica con énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética.
Carga horaria de las asignaturas
El programa de Maestría en Ingeniería Electrónica con énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética, posee una carga horaria de 600 (seiscientas) horas reloj de clases presenciales (C Pr) y 277 (doscientos setenta y siete) horas reloj de trabajo personal (TP). Posee además, un mínimo de 160 (ciento sesenta) horas reloj presenciales dedicadas a tareas de investigación. Los cursos están programados para su ejecución semestral con una duración de dos (2) semestres, uno de los cuales está dedicado al cursado de materias modulares troncales y otro dedicado al desarrollo de las materias profesionales. Una vez culminado el cursado de las materias que conforman el programa de Maestría, el estudiante se dedicará exclusivamente a tareas de investigación que lo desarrollará de manera presencial en el laboratorio. Se prevé que a partir de este periodo el estudiante se centre exclusivamente en el desarrollo de la Tesis y en la redacción de artículos científicos.
Las materias están clasificadas como: troncales (T), seminarios (S) y las que corresponden al énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética (E). A continuación se presentan la codificación, denominación y cargas horarias respectivas de las diferentes materias y los énfasis respectivos.
Resumen de los contenidos de las asignaturas
Asignaturas Troncales
T1- Análisis Matemático de Señales: Series y Transformadas de Fourier en Tiempo Continuo y Tiempo Discreto. Transformada Laplace. Transformada Z. Análisis de señales y sistemas en tiempo discreto. Ecuaciones en diferencia. Fundamentos de probabilidad y estadística. Calculo de errores. Distorsión armónica.
T2- Algoritmia y Programación: Metodología para la solución de problemas. Entidades primitivas para el diseño de instrucciones. Técnicas de diseño y técnicas para la formulación de algoritmos. Estructuras algorítmicas. Manejo de módulos. Planificación de sistemas de tiempo real. Programación de bajo nivel.
T3- Fundamentos de Redes y Protocolos Industriales: Sistemas de comunicación clásicos para interconexión de circuitos integrados y dispositivos. Redes de comunicación y protocolos. Redes industriales y estándares actuales de utilización en plantas eléctricas y automatización. Protocolos de comunicación industriales. Protocolos y estándares para subestaciones eléctricas y plantas de potencia. Tecnologías de comunicación modernas para dispositivos y sistemas embebidos. Redes emergentes inalámbricas e inteligentes. Fibra óptica. Seguridad en sistemas y redes. Redes de sensores y actuadores.
T4- Instrumentación Avanzada y Sensores: Conceptos generales y terminología. Instrumentación avanzada. Fuentes de errores. Error sistemático y aleatorio. Precisión en la medida. Medición de variables espaciales. Medición de tensión, corriente y potencia en sistemas eléctricos monofásicos y trifásicos. Medición del factor de potencia. Medición de armónicos. Medición de variables electromagnéticas y ópticas. Acondicionadores de señal para sensores de tensión y corriente.
T5- Física de Semiconductores de Potencia: Bandas de energía en sólidos. Impurezas en semiconductores. Concentración de huecos y de electrones de conducción en semiconductores. Continuidad de carga en semiconductores. La unión P-N. La función de trabajo y los procesos de emisión electrónica. Semiconductores de potencia (diodos de potencia, interruptores de potencia; SiC-MOSFET, MOSFET, IGBT, GTO, etc.).
T6- Modelado y Simulación Computacional: Etapas de un estudio de simulación. Conceptos estadísticos del proceso de simulación. Modelado básico de sistemas electro-electrónicos de potencia. Modelado y simulación de sistemas de Energías Renovables. Modelado de sistemas utilizando MatLab/Simulik. Discretización de sistemas continuos enfocados en la electrónica de potencia. Simulación de algoritmos de control en tiempo discreto. Diseño de filtros digitales.
Asignaturas del énfasis en Energías Renovables y Eficiencia Energética
E1- Diseño de Sistemas Digitales Avanzados: Introducción al concepto de sistemas digitales. Introducción al diseño de sistemas embebidos mediante lenguaje VHDL. Análisis de arquitecturas de microprocesadores. Microcontroladores y procesadores digitales de señales (DSP). Sistemas stand-alone y Systems on Chip (SoC). Interfaces en los sistemas embebidos. Contadores-Temporizadores. Análisis de las distintas configuraciones. Módulos PWM. Conversión A/D integrada. Conversión D/A. Interface de comunicaciones SCI, SPI, I2C, USB. Integración de comunicaciones inalámbricas.
E2- Energías Renovables y sus Aplicaciones: Introducción a los sistemas de generación basados en fuentes renovables. Sistema de generación de energía eólica. Aerogenerador de velocidad variable. Sistemas Solares Fotovoltaicos. Conversión de energía eléctrica. Sistemas trifásicos. Accionamientos eléctricos, accionamientos trifásicos y accionamientos multifásicos en aplicaciones de generación de energía eléctrica. Topologías de convertidores electrónicos de potencia (rectificadores, inversores, convertidores DC/DC, convertidores AC/AC (cicloconvertidores y convertidores matriciales). Convertidores compuestos. Conversión electromecánica de la energía. Generación distribuida.
E3- Automatismo y Control: Modelado de dispositivos, convertidores y sistemas electrónicos de potencia. Arquitectura genérica de un convertidor con control digital. Muestreo: proceso de muestreo e implicaciones para los reguladores. Moduladores. Control no lineal realimentado. Estimación y predicción multivariables. Estimadores de Luenberguer. Estimación óptima basada en el Filtro de Kalman. Optimización y control robusto. Control predictivo.
E4- Sistemas de Conversión para Energías Renovables: Algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia MPPT. Convertidores de potencia para aplicaciones de energía eólica. Convertidores Matriciales. Problema de integración de fuentes de energías renovables. Estabilidad de red. Calidad de red. Tecnologías para la integración de la generación distribuida. Convertidores FACTs. Transmisión de potencia en corriente continua (HVDC).
E5- Sistemas Conversión de Potencia para la Eficiencia Energética: Convertidores de potencia multinivel (diode-clamped, flying-capacitor, en cascada, híbridos). Modulación de convertidores de potencia. Técnicas de modulación (PWM, Vectores espaciales), comparativa de modulaciones PWM versus Vectores espaciales. Técnicas de modulación avanzadas. Técnicas de control avanzadas de convertidores de potencia. Técnicas clásicas de control basadas en controladores PID. Control directo de par (DTC). Control directo de potencia (DPC). Filtros activos de potencia para la mejora de la calidad de red.
Seminarios
S1- Calidad de Red y Eficiencia Energética
S2- Producción y Redacción de Artículos Científicos
S3- Sistemas de Generación Distribuida
S4- Gestión de Proyectos de Investigación
Etapa de Investigación
IOM - Investigación Orientada a la Maestría