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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 051184 - TECNOLOGIE INNOVATIVE PER L'ENERGIA
Docente Mereu Riccardo
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (352) INGEGNERIA ENERGETICAE2NAZZZZ072579 - FONDAMENTI DI ENERGETICA
E5NAZZZZ051184 - TECNOLOGIE INNOVATIVE PER L'ENERGIA

Obiettivi dell'insegnamento

Obiettivo generale dell'insegnamento è fornire una panoramica sui vari aspetti della questione energetica globale, analizzando in particolare le interconnessioni tra Energia, Ambiente e Sviluppo. 

Le implicazioni delle scelte tecnologiche sull’ambiente, sulla salute e sulla qualità della vita così come sulla sostenibilità nel medio-lungo termine richiedono che tali scelte siano volte all’aumento delle efficienze, sicurezza, affidabilità delle fonti energetiche ed alla riduzione dell’impatto ambientale delle stesse. 

Il corso si propone di fornire una conoscenza dei problemi energetici per quanto attiene la disponibilità, la potenzialità e l’economicità delle fonti energetiche primarie suddivise in combustibili fossili, fonti rinnovabili ed energia nucleare, con approfondimento dei relativi strumenti metodologici e delle competenze tecniche richiesti per l’analisi e la valutazione delle tecnologie di interesse. 


Risultati di apprendimento attesi

I temi trattati vengono affrontati con un approccio teorico, per la garantire la conoscenza dei principi fisici che sono alla base del funzionamento delle varie tecnologie, ed applicativo, per l'aumento delle competenze relative alla progettazione e gestione dei sistemi energetici analizzati.

L'insegnamento intende fornire all’allievo le competenze professionali per operare nel campo della progettazione di impianti di generazione distribuita da fonte rinnovabile: dalla analisi delle risorse disponibili alla valutazione tecnico, economica ed ambientale dell'impianto.

A tale scopo, al superamento dell'esame lo studente:

- comprende le caratteristiche dello scenario energetico globale e i suoi legami con gli aspetti economici ed ambientali

- conosce i principi fondamentali relativi alle fonti energetiche rinnovabili trattate e relative tecnologie per la generazioe di energia  

- è in grado di estrarre indicatori per il confronto di differenti contesti energetici nelle dimensioni sociali, ambientali ed economiche

- è in grado di applicare le conoscenze acquisite per il dimensionamento e la progettazione di tecnologie energetiche da fonti rinnovabili 

- in autonomia opera e comunica le scelte progettuali effettuate


Argomenti trattati

Energia e Sviluppo. Indicatori energetici per lo sviluppo (IAEA). Analisi e previsione dei fabbisogni energetici attuali e a medio-lungo termine a livello mondiale e locale. 

Energia e Ambiente. Introduzione all’impatto ambientale ed alla produzione di energia: l’impatto delle combustioni, effetti a scala locale (qualità dell’aria) e globale (cambiamenti climatici ed effetto serra). Cenni su tecnologie per il sequestro della CO2.

Energia e Economia. Costi di produzione dell'energia elettrica (incidenza dei costi di impianto, di gestione e del combustibile). Aspetti tecnici, politici e sociali del risparmio energetico: politiche energetiche comunitarie e nazionali. 

Situazione energetica dell’Italia. Analisi storica della situazione italiana per l'energia primaria e per l'energia elettrica e previsioni a medio-lungo termine dei fabbisogni. Confronto con gli altri Paesi industrializzati e specificità della situazione italiana. 

Energia e tecnologie solari. La radiazione solare: angoli caratteristici e spettro solare. Metodi di determinazione della radiazione. Energia solare fotovoltaica: effetto fotoelettrico, pannelli fotovoltaici, inverter, sistemi di accumulo. Criteri di dimensionamento di un impianto in isola e connesso in rete. Energia Solare termica: pannelli solari piani e sottovuoto, impianti a circolazione naturale e forzata. Criteri di dimensionamento e valutazioni economiche di un impianto a circolazione forzata per l'acqua calda sanitaria. Energia solare termodinamica: classificazione dei sistemi a concentrazione. 

Energia e tecnologia eolica. Teoria di Betz e leggi di funzionamento, tipologie di macchine, applicazioni. Criteri di dimensionamento e valutazioni economiche mini-eolico. Impatto ambientale di un’installazione eolica.

Energia e tecnologia mini-idroelettrica. Tipologie di impianti e macchine idrauliche. Potenzialità della risorsa. Criteri di dimensionamento di una centrale ad acqua fluente e valutazioni economiche. Impatto ambientale. 

Energia da biomasse. Tipologie di biomasse e potenzialità. Sistemi di conversione con caldaie. Sistemi di digestione anaerobica per la produzione di biogas. Filiera di approvvigionamento della fonte.


Prerequisiti

Lo studente deve avere le competenze e conoscenze previste dal superamento dell'esame di Fisica tecnica, in particolare con riferimento ai bilanci energetici in sistemi chiusi ed aperti


Modalità di valutazione

La modalità di verifica prevede prove che includono gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche frontali e durante le esercitazioni guidate dedicate all’apprendimento di metodi e strumenti di analisi. In sede d'esame lo studente deve essere in grado di:

- prova scritta: saper utilizzare i principi teorici per il dimensionamento di impianti energetici di piccola taglia da fonti rinnovabili;

- progetto di gruppo: saper presentare e discutere i risultati ottenuti nel dimensionamento di impianti energetici e relativa contestualizzazione socio-economica; 

- prova orale: saper analizzare in maniera critica gli aspetti relativi allo scenario energetico globale e relativo impatto ambientale ed economico degli impianti energetici.

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaComini, Croce, Savino, Energetica Generale, Editore: S.G.E., Anno edizione: 2011, ISBN: 8889884207
Risorsa bibliografica facoltativaBartolazzi, Le Energie Rinnovabili, Editore: Hoepli, Anno edizione: 2005, ISBN: 9788820335878

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
28:00
33:00
Esercitazione
14:00
20:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
8:00
22:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
21/10/2021