Insegnamento METODI E STRUMENTI DI SUPPORTO PER LE POLITICHE ENERGETICO-AMBIENTALI
- Corso
- Ingegneria per l'ambiente e il territorio
- Codice insegnamento
- A002621
- Curriculum
- Ambiente e energia
- Docente
- Gianni Bidini
- CFU
- 10
- Regolamento
- Coorte 2021
- Erogato
- 2022/23
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa integrata
LABORATORIO DI MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI
| Codice | A002622 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente | Gianni Bidini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/09 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Analisi dei sistemi di accumulo dell’energia: stoccaggio dell’energia sotto forma termica (TES), a calore sensibile, calore latente e sotto forma termochimica; stoccaggio dell’energia elettrica, sistemi di pompaggio (PHS), sistemi ad aria compressa (CAES), volano (FES), sistemi a batteria, sistemi ad accumulo di idrogeno (HES), batterie a flusso (FBES), sistemi a capacitori e super capacitori, sistemi a superconduttori magnetici (SMES) Sistemi CAES. Analisi delle problematiche delle macchine turbine e compressore, analisi delle tematiche dei sistemi di accumulo, gestione integrata di sistemi CAES Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile. Cenni storici, principi di funzionamento, tipologie di celle a combustibile, impianti celle a combustibile, principali applicazione delle celle a combustibile/sistemi di elettrolisi Sistemi di batterie a flusso: principi di funzionamento. Confronto con altre soluzioni di accumulo, sviluppi futuri della ricerca Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali sistemi di reforming del metano analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali |
| Testi di riferimento | appunti forniti a lezione |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta un corso di impianti e componenti di sistemi energetici a forte vocazione sperimentale L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti competenze avanzate per l'analisi progettuale e di verifica di funzionamento dei componenti e dei sistemi energetici Le principali conoscenze acquisite saranno: Analisi dei sistemi di accumulo dell’energia: stoccaggio dell’energia sotto forma termica (TES), a calore sensibile, calore latente e sotto forma termochimica; stoccaggio dell’energia elettrica, sistemi di pompaggio (PHS), sistemi ad aria compressa (CAES), volano (FES), sistemi a batteria, sistemi ad accumulo di idrogeno (HES), batterie a flusso (FBES), sistemi a capacitori e super capacitori, sistemi a superconduttori magnetici (SMES) Sistemi CAES. Analisi delle problematiche delle macchine turbine e compressore, analisi delle tematiche dei sistemi di accumulo, gestione integrata di sistemi CAES Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile. Cenni storici, principi di funzionamento, tipologie di celle a combustibile, impianti celle a combustibile, principali applicazione delle celle a combustibile/sistemi di elettrolisi Sistemi di batterie a flusso: principi di funzionamento. Confronto con altre soluzioni di accumulo, sviluppi futuri della ricerca Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali Sistemi di regorming del metano analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenza acquisite) saranno: analizzare un sistema CAES dimensionare e verificare i principali parametri di un sistema di generazione dell’idrogeno analizzare il funzionamento delle batteria a flusso dimensionare e verificare i sistemi di reforming del metano |
| 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 e sistemi energetici. Gli studenti saranno divisi in gruppi (massimo 3 studenti per gruppo) e seguiranno 16 lezioni mirate di 2 ore ciascuna |
| Altre informazioni | Frequenza consigliata, obbligatoria per le lezioni in laboratorio |
| 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 | Unità didattica 1 (16 ore) Sistemi di accumulo dell’energia Analisi dei sistemi di accumulo dell’energia: stoccaggio dell’energia sotto forma termica (TES), a calore sensibile, calore latente e sotto forma termochimica; stoccaggio dell’energia elettrica, sistemi di pompaggio (PHS), ssistemi ad aria compressa (CAES), volano (FES), sistemi a batteria, sistemi ad accumulo di idrogeno (HES), batterie a flusso (FBES), sistemi a capacitori e super capacitori, sistemi a superconduttori magnetici (SMES) Sistemi CAES. Analisi delle problematiche delle macchine turbine e compressore, analisi delle tematiche dei sistemi di accumulo, gestione integrata di sistemi CAES Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile. Cenni storici, principi di funzionamento, tipologie di celle a combustibile, impianti celle a combustibile, principali applicazione delle celle a combustibile/sistemi di elettrolisi Sistemi di batterie a flusso: principi di funzionamento. Confronto con altre soluzioni di accumulo, sviluppi futuri della ricerca Unità didattica 2 (48 ore) sistemi di produzione di idrogeno Sistemi di elettrolisi/celle a combustibile analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali sistemi di reforming del metano analisi di laboratorio dei sistemi e prove sperimentali |
PIANIFICAZIONE ENERGETICA
| Codice | A002670 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente | Giorgio Baldinelli |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/10 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Il quadro energetico-ambientale globale. Le fonti energetiche tradizionali. I mercati dell'energia. Le interazioni fra i sistemi energetici e l’ambiente. La pianificazione energetica. |
| Testi di riferimento | Saranno distribuite dispense a cura del docente. |
| Obiettivi formativi | L'obiettivo primario del modulo consiste nel fornire agli allievi gli strumenti per conoscere le problematiche relative alle fonti energetiche tradizionali, al loro impatto sull'ambiente e alle modalità di gestirne la pianificazione. |
| Prerequisiti | Fisica tecnica. |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato con lezioni in classe sugli argomenti. Inoltre, sono previsti momenti interattivi in gruppi per una migliore comprensione delle dinamiche legate alle tematiche di politica energetica. |
| Altre informazioni | La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica del profitto consiste in un colloquio orale della durata di circa 30 minuti. L'esame è finalizzato ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso ii) il livello di competenza nell’esporre le problematiche legate all'approvigionamento energetico iii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione e di sostenere un rapporto dialettico durante discussione. |
| Programma esteso | Il quadro energetico mondiale e nazionale. Inquinamento globale. Trattati internazionali per la protezione dell'ambiente. Il carbone. Il gas. Il petrolio. Energia nucleare. Mercato dell'energia elettrica. Mercato del gas. Indicatori economici. Incentivi. Inquinamento atmosferico dei sistemi energetici. Inquinanti secondari e sorgenti di emissione. Inquinamento idrico e termico dei sistemi energetici. Inquinamento da C.E.M. . Pianificazione energetica comunale. Esempi di pianificazione energetica comunale. I Piani d'Azione per l'Energia Sostenibile |