Insegnamento LABORATORIO DI MACCHINE
| Nome del corso di laurea | Ingegneria meccanica |
|---|---|
| Codice insegnamento | A003555 |
| Curriculum | Energia |
| Docente responsabile | Giovanni Cinti |
| CFU | 8 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 1 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
LABORATORIO DI SISTEMI DI PROPULSIONE
| Codice | A003557 |
|---|---|
| CFU | 4 |
| Docente responsabile | Jacopo Zembi |
| Docenti |
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| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/08 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Contenuti | Analisi dei sistemi di propulsione per la mobilità sostenibile: - analisi energetica del veicolo, modalità operative powertrain - powertrain basati su motori a combustione interna - powertrain ibridi basati su interazione fra motori a combustione interna e motori elettrici - powertrain full electric basati sull’utilizzo di motori elettrici |
| Testi di riferimento | Appunti forniti a lezione - Guzzella, L., Sciarretta, A., Vehicle Propulsion Systems – Introduction to Modeling and Optimization. Springer, 2013, 10.1007/978-3-642-35913-2 |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta un corso 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 per la mobilità sostenibile. Le principali conoscenze acquisite saranno: - Analisi dei sistemi di propulsione: motori a combustione interna innovativi, powertrain ibridi ed elettrici. - Analisi delle problematiche di accoppiamento veicolo-powertrain, con particolare attenzione all’impatto energetico ed inquinante. - Analisi e ottimizzazione delle strategie di controllo powertrain con esecuzione del ciclo di omologazione veicolo. |
| 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. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | - prova orale - progetto/caso studio |
| Programma esteso | - Unità didattica 1: Analisi energetica del veicolo: cinetica, potenziale, aerodinamica, rotolamento, inerzia. Modalità operative powertrain: trazione, frenata, veleggiamento - Unità didattica 2: Powertrain basati su motori a combustione interna Cenni storici, principi di funzionamento. Modellazione. Powertrain basati su motori a combustione interna (ICEs) innovativi, tipologie standard, confronto con soluzioni innovative a basso impatto ambientale con l’uso di combustibile di origine non fossile, come idrogeno, ammoniaca, metanolo, etanolo, accesi da accenditori innovativi (Plasma Assisted Igniters, PAI – PreChambers). Vantaggi e svantaggi delle diverse configurazioni (benzina, diesel), con diverse tipologie di tramissione (manuale, automatica, CVT). - Unità didattica 3: Powertrain ibridi basati su interazione fra motori a combustione interna e motori elettrici Cenni storici, principi di funzionamento. Diagrammi e flussi di potenza. Modellazione. Impatto energetico e ambientale, necessità nel contesto della mobilità sostenibile. Vantaggi e svantaggi delle diverse configurazioni series hybrid, parallel hybrid, architetture complesse. - Unità didattica 4: Powertrain basati su motori elettrici Cenni storici, principi di funzionamento. Diagrammi e flussi di potenza. Modellazione. Impatto energetico e ambientale, necessità nel contesto della mobilità sostenibile. Powertrain full electric basati sull’utilizzo di motori elettrici alimentati da pacchi batteria, o alimentati da celle a combustibili. Analisi dei componenti di elettronica di potenza: DC/AC Converters (Inverters for e-motor), DC/DC Converters for electrical adaptation, AC/DC Converters (battery chargers). |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 7 - energia pulita e accessibile 11 - città e comunità sostenibili 13 - agire per il clima |
LABORATORIO DI SISTEMI ENERGETICI
| Codice | A003556 |
|---|---|
| CFU | 4 |
| Docente responsabile | Giovanni Cinti |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/08 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Contenuti | Analisi delle tecnologie a supporto della sostenibilità dei sistemi energetici: - sistemi di stoccaggio dell’energia elettrica: sistemi di pompaggio (PHS), sistemi ad aria compressa (CAES), volano (FES), sistemi a batteria, sistemi ad accumulo di idrogeno (HES) e Power to X, batterie a flusso (FBES), sistemi a capacitori e super capacitori, sistemi a superconduttori magnetici (SMES). - Sistemi di cattura, utilizzo e stoccaggio della CO2 (CCUS). |
| Testi di riferimento | Appunti forniti a lezione, pubblicazioni scientifiche condivise dal docente |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento rappresenta un corso di impianti e componenti di sistemi energetici a forte vocazione applicativa e sperimentale. L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti competenze avanzate per l'analisi progettuale e di verifica di funzionamento delle tecnologie e dei componenti dei sistemi energetici per l’accumulo energetico e la cattura della CO2 (CCUS) . Le principali conoscenze acquisite saranno: - Analisi dei sistemi di accumulo dell’energia: scopo dell’accumulo, parametri di valutazione, analisi delle tecnologie, confronto tra le tecnologie; - Analisi dei sistemi di cattura stoccaggio e utilizzo della CO2 (CCUS). Principi di funzionamento, principali tecnologie adottate, parametri di valutazione e confronto delle differenti soluzioni, studio dei progetti in corso e valutazione dei relativi risultati. |
| 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. |
| Altre informazioni | Il corso è organizzato nel seguente modo: Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso Lezioni nei laboratori di macchine. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | prova orale progetto/caso studio |
| Programma esteso | - Unità didattica 1: analisi dello scenario energetico, l’evoluzione del sistema elettrico, del sistema dei trasporti e del sistema residenziale/industriale; - Unità didattica 2: Analisi dei sistemi di stoccaggio dell’energia elettrica, sistemi di pompaggio (PHS), sistemi ad aria compressa (CAES), volano (FES), sistemi a batteria, sistemi ad accumulo di idrogeno (HES), sistemi Power to X, batterie a flusso (FBES), sistemi a capacitori e super capacitori, sistemi a superconduttori magnetici (SMES). - Unità didattica 3: Sistemi cattura e stoccaggio della CO2: principi di funzionamento. Confronto con altre soluzioni di separazione, sviluppi futuri della ricerca. Studio dei sistemi di utilizzo della CO2, confronto tra le differenti tecnologie, valutazione della stabilità dell’accumulo. - Unità didattica 4: valutazioni di sostenibilità dei sistemi energetici. Studio degli impatti ambientali (LCA) degli impatti economici (TCO e LCOE) e degli impatti sociali; - Unità didattica 5: tecniche di modellazione termodinamica. Esempi di modellazione 0 dimensionale di impianti per l’accumulo energetico. Presentazione ed utilizzo di sistemi per la valutazione della sostenibilità dei sistemi energetici con esempi applicativi delle tecnologie studiate. |