Insegnamento ENERGETICA DEGLI EDIFICI E IMPIANTI DA FONTI RINNOVABILI

Nome del corso di laurea Ingegneria ambientale per lo sviluppo sostenibile e la tutela del territorio
Codice insegnamento A005648
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Elisa Moretti
CFU 12
Regolamento Coorte 2025
Erogato Erogato nel 2026/27
Anno 2
Periodo Annuale
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

IMPIANTI DA FONTI RINNOVABILI E GESTIONE DELL'ENERGIA

Codice A005650
CFU 6
Docente responsabile Elisa Moretti
Docenti
  • Elisa Moretti
Ore
  • 48 Ore - Elisa Moretti
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-IND/11
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Il corso fornisce una panoramica completa delle tecnologie e dei criteri di progettazione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti rinnovabili, incluse solare, eolica, geotermica e biomasse. Vengono approfonditi anche i modelli di gestione avanzata come le Smart Grid e le Comunità Energetiche, l’analisi tecnico-economica e gli incentivi. Sono previsti esempi applicativi, casi studio e strumenti per la diagnosi e l’efficienza energetica. Le principali tematiche approfondite sono le seguenti: Panoramica sulle fonti rinnovabili. Energia solare: impianti solari termici, solari termodinamici e solari fotovoltaici. Energia eolica. Energia geotermica a bassa entalpia. Energia dalle biomasse. Smart Grid e Comunità Energetiche Diagnosi energetica Analisi tecnico-economica degli impianti e sistemi di incentivazione.
Testi di riferimento Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php);
Obiettivi formativi Il corso si propone di fornire agli studenti una preparazione completa sulle tecnologie, i metodi di progettazione e gli strumenti di gestione degli impianti per la produzione di energia elettrica, termica e frigorifera da fonti rinnovabili, anche grazie all’analisi di casi di studio e attività teorico-pratiche.
In particolare, al termine del percorso formativo, gli studenti saranno in grado di:
Conoscere e comprendere le caratteristiche tecniche e operative delle principali fonti rinnovabili di energia (solare fotovoltaica e termica, eolica, geotermica a bassa entalpia, biomasse) e i relativi scenari di sviluppo a livello europeo e nazionale.
Progettare e dimensionare i principali componenti di impianti alimentati da fonti rinnovabili, valutandone producibilità, efficienza, aspetti costruttivi e criteri di installazione in relazione alle condizioni del sito e alle normative vigenti.
Applicare strumenti di analisi tecnico-economica, anche mediante casi di studio reali, per valutare la sostenibilità degli investimenti e l’accesso agli incentivi previsti per la produzione di energia da fonti rinnovabili.
Conoscere i modelli avanzati di gestione energetica, tra cui le Smart Grid e le Comunità Energetiche Rinnovabili, e comprendere i benefici ambientali, sociali ed economici derivanti dalla loro adozione.
Condurre diagnosi energetiche in edifici e imprese, identificando interventi di efficienza energetica e strategie di riduzione delle emissioni di carbonio.
Sviluppare capacità critica e autonomia di giudizio nell’analisi di soluzioni progettuali per la produzione e la gestione sostenibile dell’energia.
Acquisire competenze comunicative e capacità di elaborare e presentare in modo efficace progetti e analisi tecniche.
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale.
Nello specifico, è richiesta la conoscenza di:
Concetti fondamentali di energias, potenza, rendimento termico e analisi dimensionale.
Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.);
Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo:
lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati;
visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia;
seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso
Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi
Altre informazioni La frequenza delle lezioni è raccomandata.
Il corso è integrato (MODULO DI IMPIANTI TERMOTECNICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI E MODULO di IMPIANTI DA FONTI RINNOVABILI E GESTIONE DELL’ENERGIA) e prevede lo svolgimento di un elaborato (prodotto in modo autonomo o in gruppo) che consiste in un'applicazione di tipo pratico dei contenuti del corso ad un caso di studio. L'elaborato deve essere revisionato e consegnato al docente prima della data di esame (Contattare via mail il docente per pianificare la revisione).
Modalità di verifica dell'apprendimento Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli.
1) Prova orale (circa 30 minuti per ogni modulo del corso): verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico.
2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame.
La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare:
il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti di produzione di energia termica, frigorifera ed elettrica alimentati sia da fonte convenzionale sia da fonte rinnovabile; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo.

Parte della prova orale consiste nella discussione dell'elaborato prodotto (in gruppo o in modo autonomo) relativo a un caso di studio. Il candidato dovrà illustrare il contesto normativo di riferimento, la metodologica adottata e l'analisi critica dei risultati ottenuti per il caso di studio esaminato.

La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.
Programma esteso 1) DEFINIZIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI.
Diffusione delle energie rinnovabili nel panorama mondiale, europeo e nazionale: scenario attuale e prospettive di sviluppo.

2) ENERGIA SOLARE
Caratteristiche dell'energia solare. Stima della disponibilità per un sito.
2.1 Solare fotovoltaico
La conversione fotovoltaica. Le celle e i moduli fotovoltaici: tipologie principali e caratteristiche elettriche. Componenti di un impianto fotovoltaico. Elementi di progettazione di un impianto fotovoltaico: dimensionamento e orientamento dei moduli, dimensionamento dei componenti principali, verifiche elettriche. Analisi tecnico-economica. Esempi di progettazione di impianti di piccola e media taglia.
2.2 Solare termico
Tipologie di collettori e rendimenti. Caratteristiche e modalità di installazione dei principali componenti di un impianto solare termico. Dimensionamento di impianti per la produzione di ACS e per integrazione al riscaldamento.
2.3 Solare termodinamico
Classificazione dei sistemi a concentrazione. Fluidi di lavoro e serbatoi di accumulo termico.

3) ENERGIA EOLICA
Caratteristiche del vento, distribuzione di frequenza, profilo verticale. Massima potenza di una turbina eolica, cenni alla teoria di Betz. Coefficiente di potenza di una turbina eolica. Aspetti costruttivi e di controllo della turbina. Stima della produzione annua di energia elettrica. Analisi tecnico-economica. Impatto ambientale delle turbine eoliche.

4) ENERGIA GEOTERMICA A BASSA ENTALPIA
La risorsa geotermica. Caratteristiche del sottosuolo. Tipologie di pompe di calore. Tipologie e dimensionamento sonde geotermiche verticali e orizzontali. Analisi tecnico-economica (cenni)

5) ENERGIA DALLE BIOMASSE
Definizione di biomassa e Parametri chimico-fisici
Definizione dei processi di conversione energetica
Biomasse e cogenerazione/trigenerazione
Panorama di Impiego delle biomasse.

6) NUOVI MODELLI DI GESTIONE E USO DELL’ENERGIA: SMART GRID E COMUNITÀ ENERGETICHE RINNOVABILI
Introduzione ai modelli di gestione energetica avanzata.
Architettura e funzionamento delle Smart Grid.
Definizione e implementazione delle Comunità Energetiche Rinnovabili (CER).
Benefici energetici, ambientali e sociali delle CER.
Applicazioni pratiche e casi studio di progetti in corso.

7) DIAGNOSI ENERGETICA E GESTIONE SOSTENIBILE DELL’ENERGIA IN EDIFICI E IMPRESE
Metodologie e strumenti per la diagnosi energetica.
Analisi dei consumi energetici in ambito civile e industriale.
Strategie per l’efficienza energetica nelle imprese.
Ottimizzazione dell’uso dell’energia negli edifici.
Riduzione delle emissioni di carbonio e impatti ambientali.

8) ANALISI ECONOMICA, INCENTIVI E AUTORIZZAZIONI
Analisi economica di interventi di efficienza energetica e impianti. Sistema di incentivazione della produzione di energia elettrica da FER-non FV. Incentivazione della produzione di energia termica da FER. Iter autorizzativo degli impianti alimentati da FER.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile 7. Energia pulita e accessibile
11. Città e comunità sostenibili
13. Agire per il clima

IMPIANTI TERMOTECNICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI

Codice A005649
CFU 6
Docente responsabile Elisa Moretti
Docenti
  • Elisa Moretti
Ore
  • 48 Ore - Elisa Moretti
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-IND/11
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Il corso fornisce un quadro completo delle tecnologie e dei metodi di progettazione relativamente agli impianti termotecnici (impianti di riscaldamento, di climatizzazione e condizionamento), con un focus sull'efficienza energetica e la sostenibilità in edilizia.

Le principali tematiche approfondite sono le seguenti:
- i principi di comfort termoigrometrico e qualità dell’aria;
- la valutazione delle prestazioni energetiche e della sostenibilità in edilizia;
- Soluzioni per l'efficienza energetica e la sostenibilità degli edifici
- i criteri per la progettazione di impianti HVAC (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione ) e centrali tecnologiche
Testi di riferimento Dispense didattiche disponibili in formato elettronico (pdf) fornite dal docente e disponibili su UNISTUDIUM (https://unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php);
C. Buratti, Impianti di Climatizzazione e Condizionamento, Morlacchi Editore, Seconda Edizione settembre 2015. ISBN:978-88-6074-709-9
Obiettivi formativi L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio degli impianti di climatizzazione e condizionamento per gli edifici residenziali e non residenziali. Il corso fornisce gli elementi utili per il dimensionamento degli impianti trattati (Centrali termiche e frigorifere, terminali di immissione dell'aria, reti di distribuzione dell'aria, unità di trattamento aria, terminali di immissione del calore, reti di distribuzione dell'acqua), anche attraverso lo svolgimento di opportune esercitazioni pratiche e/o l’utilizzo di software dedicati. A tal fine, nella parte iniziale, sono trattate tematiche relative al calcolo dei carichi termici e alla prestazioni energetiche degli edifici , alla normativa vigente in materia di risparmio energetico e alla classificazione degli impianti.

Le principali conoscenze acquisite saranno:
- conoscenze relative alle principali tecnologie oggi impiegate negli impianti di produzione di termica, frigorifera ed elettrica negli edifici;
- conoscenza delle principali metodologie per il calcolo del fabbisogno energetico, per la certificazione e la diagnosi energetica di edifici;
- conoscenze degli elementi di base della progettazione degli impianti di climatizzazione e condizionamento;
- conoscenze relative ai componenti (materiali, tecnologie) e alle prestazioni dei componenti degli impianti.

Le principali abilità saranno:
- analizzare criticamente le varie tipologie di impianti;
- impostare un progetto di massima di un impianto per la climatizzazione, il condizionamento o il riscaldamento di edifici;
- dimensionare i componenti di un impianto di riscaldamento e di un impianto di condizionamento dell'aria;
- utilizzare programmi per l'analisi dello stato di fatto delle prestazioni energetiche degli edifici (certificazione energetica) e proporre soluzioni nel rispetto della normativa vigente in materia di risparmio energetico.
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte degli argomenti trattati nel corso è necessario aver sostenuto con successo gli esami di Fisica Tecnica e Idraulica durante Corso di Laurea Triennale.
Nello specifico, è richiesta la conoscenza di:
Termodinamica applicata e trasmissione del calore;
Nozioni base di idraulica (perdite di carico, ecc.);
Lettura e utilizzo del diagramma psicrometrico;
Concetti fondamentali di rendimento termico e analisi dimensionale.
Le conoscenze di base suddette rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso o sostenere l'esame con profitto.
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo:
lezioni anche teorico-pratiche con applicazione dei contenuti del corso a casi di studio e/o utilizzo di software dedicati;
visite guidate (facoltative) presso impianti e centrali tecnologiche, durante le quali gli allievi potranno visionare direttamente gli impianti tecnologici illustrati a lezione, con particolare riferimento a soluzioni all’avanguardia;
seminari integrativi specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso
Quiz di verifica apprendimento on line facoltativi
Altre informazioni La frequenza delle lezioni è raccomandata.
Il corso è integrato ( MODULO DI IMPIANTI TERMOTECNICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI E MODULO di IMPIANTI DA FONTI RINNOVABILI E GESTIONE DELL’ENERGIA) e prevede lo svolgimento di un elaborato (prodotto in modo autonomo o in gruppo) che consiste in un'applicazione di tipo pratico dei contenuti del corso ad un caso di studio. L'elaborato deve essere revisionato e consegnato al docente prima della data di esame (Contattare via mail il docente per pianificare la revisione).
Modalità di verifica dell'apprendimento Il corso è integrato e la prova di esame è unica per i due moduli. 1) Prova orale (circa 30 minuti) per ogni modulo: verifica delle conoscenze teoriche, capacità di ragionamento critico e linguaggio tecnico. 2) Progetto di gruppo o individuale: applicazione pratica ad un caso di studio reale con consegna e discussione in sede d’esame. La prova orale per questo modulo è finalizzata ad accertare: il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici previsti dal programma; il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di dimensionamento degli impianti HVAC e strategie per l’efficienza energetica degli edifici; l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. La prova nel suo complesso consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e di organizzare l'esposizione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione sui temi proposti dalla commissione.
Programma esteso 1) BENESSERE TERMOIGROMETRICO E QUALITÀ DELL’ARIA Influenza dei principali parametri ambientali sul benessere e il comfort negli ambienti confinati (temperatura, umidità relativa, velocità dell'aria, ecc.). Cenni sulla qualità dell'aria: cenni sui principali inquinanti, cause ed effetti; determinazione dei requisiti di purezza.
2) PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI E STRATEGIE PER L'EFFICIENZA ENERGETICA E LA SOSTENIBILITA' Carichi termici: Condizioni interne ed esterne di progetto e calcolo dei carichi termici estivi ed invernali: carichi termici esterni (trasmissione attraverso l'involucro edilizio, infiltrazione, ventilazione) ed interni (persone, macchinari, illuminazione). Fabbisogno energetico degli edifici ed impianti: normativa e verifiche ai sensi della Legislazione vigente fino alla certificazione energetica degli edifici. Strumenti e metodologie per il risparmio energetico e l'efficienza energetica. Sostenibilità degli edifici e requisiti CAM Applicazione a casi di studio.
3) IMPIANTI DI RISCALDAMENTO, CLIMATIZZAZIONE E CONDIZIONAMENTO Classificazione degli impianti (a tutt'aria, misti, multizona, ecc): tipologie principali, criteri di scelta, vantaggi e svantaggi delle soluzioni disponibili; Criteri di progettazione degli impianti di riscaldamento e condizionamento a fonti convenzionali. Descrizione e dimensionamento dei principali elementi costituenti gli impianti: terminali di immissione dell'aria in ambiente, canalizzazioni, unità di trattamento aria, ventilconvettori, circuiti idraulici, cenni sui sistemi di filtrazione.
4) CENTRALI TECNOLOGICHE: SISTEMI DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA
Generatori di calore: tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Caldaie a condensazione Macchine frigorifere: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Pompe di calore: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche principali e parametri prestazionali. Impianti a espansione diretta. Dimensionamento di macchine frigorifere e generatori di calore.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile 7. Energia pulita e accessibile 11. Città e comunità sostenibili 13. Agire per il clima