Università degli Studi di Perugia

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Insegnamento SISTEMI ENERGETICI

Nome del corso Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Codice insegnamento GP004441
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Gianni Bidini
CFU 10
Regolamento Coorte 2017
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

PIANIFICAZIONE ENERGETICA

Codice GP006030
CFU 5
Docente responsabile Andrea Nicolini
Docenti
  • Andrea Nicolini - Didattica Ufficiale
Ore
  • 40 Ore - Didattica Ufficiale - Andrea Nicolini
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-IND/10
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti L’obiettivo principale del corso è quello di fornire le basi, gli strumenti e le metodologie per affrontare i problemi inerenti la gestione dei consumi energetici di un’organizzazione con l’obiettivo di ridurre i costi e di consentire lo sviluppo sostenibile dei processi produttivi. Inoltre gli allievi acquisiranno nozioni in materia di impatto ambientale dei sistemi energetici, di procedure di valutazione di impatto ambientale e di pianificazione energetica.
Testi di riferimento Dispense didattiche disponibili in formato elettronico fornite dal docente.
Obiettivi formativi L’obiettivo principale dell’insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per l’individuazione e la definizione delle soluzioni energetiche ottimali, anche da un punto di vista ambientale ed economico, per un dato caso studio.
Le principali conoscenze acquisite saranno: conoscenze degli elementi di base della progettazione di interventi di efficientamento energetico in ambito civile ed industriale; conoscenze di base sulla pianificazione energetica ed ambientale.
Le principali abilità saranno:
- impostare un audit energetico in ambito industriale;
- individuare soluzioni idonee al risparmio energetico in applicazioni industriali, tenendo conto degli aspetti tecnici, economici ed ambientali;
- definire una pianificazione energetica del territorio.
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte delle tecniche descritte nell’insegnamento è necessario possedere come prerequisito le conoscenze relative agli esami di Fisica Tecnica e Impianti Tecnici, con particolare riferimento agli aspetti impiantistici ed energetici trattati in tali discipline.
Metodi didattici ll corso è organizzato nel seguente modo:
- lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso, supportate dall'impiego di computer e videoproiettore;
- seminari specialistici a cura di esperti e professionisti su tematiche specifiche inerenti il corso.
Altre informazioni Frequenza: consigliata
Sede: Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, via G. Duranti, 06125 Perugia
Calendario delle attività didattiche:
Vedere il sito web del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale www.ing1.unipg.it
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma (efficienza energetica nel settore civile ed industriale, pianificazione energetica e ambientale). la prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorica.
Programma esteso Struttura del sistema elettrico. Struttura del mercato elettrico: MGP, MA, MSD. Struttura del sistema tariffario dell'energia elettrica. Componenti della tariffa elettrica.
La filiera del gas naturale. Struttura del sistema tariffario del gas naturale.
Analisi economico-finanziaria dei progetti di risparmio energetico. Applicazioni ed esempi.
Principi di Energy Management. L’efficienza energetica. La figura del Responsabile per la conservazione e l’uso razionale dell’energia (Energy Manager). Diagnosi energetica secondo la normativa UNI. Analisi preliminare dei consumi energetici di un’organizzazione. Le attività di audit. Individuazione delle misure di efficientamento energetico degli impianti utilizzatori di energia elettrica (impianto elettrico, motori elettrici, impianto di aria compressa, impianto di illuminazione) e di energia termica (generatori di calore, forni, ecc.). Il report della diagnosi energetica. Casi studio.
La pianificazione energetica. Linee guida per la predisposizione dei Piani Energetici Ambientali Comunali. La pianificazione illuminotecnica. Normativa relativa all’illuminazione stradale. Piani Regolatori comunali per l’illuminazione. Casi studio.
La metodologia della Life Cycle Assessment. Casi studio.
L’incentivazione delle misure di risparmio energetico: Titoli di Efficienza Energetica.

SISTEMI ENERGETICI INNOVATIVI

Codice GP006031
CFU 5
Docente responsabile Gianni Bidini
Docenti
  • Gianni Bidini - Didattica Ufficiale
Ore
  • 40 Ore - Didattica Ufficiale - Gianni Bidini
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-IND/09
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento italiano
Contenuti Impianti con turbina a vapore
Impianti con turbina a gas
Motori a combustione interna
Cogenerazione
Cogenerazione elettrica e termica
Cicli combinati gas- vapore: caldaie a recupero
Energie alternative
Analisi delle principali fonti energetiche alternative: Energia idraulica, energia geotermica, Energia solare, Energia eolica.
Cambiamenti climatici. Protocollo di Kyoto e quadro legislativo.
Emission trading.
Tecnologie per la riduzione delle emissioni di CO2.
Celle a combustibile
Testi di riferimento appunti forniti a lezione
Obiettivi formativi L'insegnamento rappresenta il primo corso di impianti e componenti di sistemi energetici
L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per l'analisi progettuale e di verifica di funzionamento dei componenti e dei sistemi energetici
Le principali conoscenze acquisite saranno
Impianti con turbina a vapore
Descrizione del ciclo elementare. Miglioramenti al circuito elementare: surriscaldamenti ripetuti, rigenerazione termica. Descrizione dell’impianto a vapore: circuito aria fumi e acqua vapore. Emissioni da impianti a vapore

Impianti con turbina a gas
Descrizione del ciclo elementare. Miglioramenti al ciclo semplice: rigenerazione termica, compressione interrefrigerata, post-combustione, iniezione di acqua e/o vapore. Emissioni inquinanti da impianti con turbina a gas
Motori a combustione interna
Introduzione ai motori a combustione interna, cicli termodinamici, cicli reali; diagramma di distribuzione delle fasi; espressione della potenza di un motore; motore a 2 tempi; sistemi di iniezione. Analisi della combustione ed emissioni inquinanti
Cogenerazione
Cogenerazione elettrica e termica
Cicli combinati gas- vapore: caldaie a recupero
Sistemi cogenerativi con turbina a gas, turbina a vapore, motore a combustione interna, gruppo combinato, ciclo Cheng
Energie alternative
Analisi delle principali fonti energetiche alternative: Energia idraulica, energia geotermica, Energia solare, Energia eolica.
Cambiamenti climatici. Protocollo di Kyoto e quadro legislativo.
Emission trading.
Tecnologie per la riduzione delle emissioni di CO2.
Tecnologie per l'uso pulito del carbone. Gassificazione del carbone. Tipologia e prestazioni dei gassificatori.
Celle a combustibile
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenza acquisite) saranno:
analizzare un ciclo motore ad accensione spontanea o ad accensione comandata
dimensionare e verificare i principali parametri di un impianto con turbina a vapore in varie condizioni operative
analizzare il funzionamento dei più comuni sistemi cogenerativi
dimensionare e verificare le varie tipologie dei sistemi di produzione di energia idroelettrici
analizzare e confrontare vari sistemi di accumulo
analizzare il funzionamento di celle a combustibile
Prerequisiti Gli argomenti trattati nel modulo richiedono di avere la capacità di risolvere semplici bilanci di massa ed energia e la capacità di risolvere semplici integrali e derivate.
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo
Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso
Lezioni nei laboratori di macchine. Gli studenti saranno divisi in gruppi (massimo 3 studenti per gruppo) e seguiranno lezioni mirate
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale e/o una prova scritta. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma (motori alternativi a combustione interna, turbomacchine, sistemi energetici). la prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorica. La prova scritta consiste nella soluzione di due/tre problemi a carattere computazionale e/o dimensionamento di parte di impianto e/o domande a risposta multipla e/o aperta sui contenuti tecnici e metodologici de programma. La prova ha una durata non superiore alle 3 ore ed è finalizzata a verificare la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche, la capacità di comprensione delle problematiche proposte e la capacità di comunicare in modo scritto
La prova può inoltre consistere, a complemento delle alte prove, nella discussione di un caso studio proposto dal docente come attività di laboratorio riguardante una o più prove sperimentali, svolte come progetto svolto in modo individuale o di gruppo. Nella discussione saranno illustrate le problematiche poste nel caso assegnato, le possibili alternative di progetto, l’eventuale contesto normativo, l’impostazione metodologica adottata, l’analisi dei risultati ottenuti. La discussione può avvalersi di una relazione scritta o di circa 10 slide e prevedere la richiesta di approfondimenti teorici e di chiarimenti di dettaglio da parte dei membri della commissione di esame.
La prova nel suo insieme consente di accertare sia la capacità di conoscenza e comprensione, sia la capacità di applicare le competenze acquisite, sia la capacità di esposizione, sia la capacità di apprendere ed elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.
Programma esteso Impianti con turbina a vapore
Descrizione del ciclo elementare. Miglioramenti al circuito elementare: surriscaldamenti ripetuti, rigenerazione termica. Descrizione dell’impianto a vapore: circuito aria fumi e acqua vapore. Emissioni da impianti a vapore
Impianti con turbina a gas
Descrizione del ciclo elementare. Miglioramenti al ciclo semplice: rigenerazione termica, compressione interrefrigerata, post-combustione, iniezione di acqua e/o vapore. Emissioni inquinanti da impianti con turbina a gas
Motori a combustione interna
Introduzione ai motori a combustione interna, cicli termodinamici, cicli reali; diagramma di distribuzione delle fasi; espressione della potenza di un motore; motore a 2 tempi; sistemi di iniezione. Analisi della combustione ed emissioni inquinanti
Cogenerazione
Cogenerazione elettrica e termica
Cicli combinati gas- vapore: caldaie a recupero
Sistemi cogenerativi con turbina a gas, turbina a vapore, motore a combustione interna, gruppo combinato, ciclo Cheng
Energie alternative
Analisi delle principali fonti energetiche alternative: Energia idraulica, energia geotermica, Energia solare, Energia eolica.
Cambiamenti climatici. Protocollo di Kyoto e quadro legislativo.
Emission trading.
Tecnologie per la riduzione delle emissioni di CO2.
Tecnologie per l'uso pulito del carbone. Gassificazione del carbone. Tipologia e prestazioni dei gassificatori.
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