PRESENTAZIONE

L'insegnamento si prefigge di illustrare i principi fondamentali inerenti la conversione energetica da fonti Eolica, Idro, Solare (termico e fotovoltaico), geotermico (pompe di calore geotermiche in primis), biomassa

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo dell'insegnamento è fornire una conoscenza sulle più importanti fonti energetiche rinnovabili ed i relativi impianti. Contesto attuale e scenari futuri. Produzione di energia ed aleatorietà delle fonti. Fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti per analisi di fattibilità tecnico economica per impianti a fonte rinnovabile. Fornire agli studenti le conoscenze per sviluppare modelli per analisi di produzione energetica dalle fonti Idrica, eolica solare termica, solare fotovoltaica, biomasse e per il dimensionamento dei sistemi geotermici a pompa di calore.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento ed a seguito delle parti di studio personale richiesto e per la parte tutorata inerente il progetto d'esame (Assignment) lo studente dovrà:

conoscere le fonti, il mercato, le tecnologie, gli scenari inerenti le risorse rinnovabili

conoscere ed implementare le teorie fisico/matematiche/economiche relative all'utilizzo delle energie rinnovabili

saper analizzare scenari ingegneristici attuali e la loro possibile attualizzazione per un migliore utilizzo delle energie rinnovabili nel contesto della Transizione Energetica e gli Obbiettivi della Unione Europea al 2030

essere in grado di sviluppare modelli energetici di base e complessi per la stima della producibilità energetica da fonti rinnovabili e dei relativi costi per analisi inerenti i tempi di ritorno degli investimenti

essere in grado di comprendere, proporre e sviluppare progetti ingegneristici inerenti le tecnologie per le energie rinnovabili

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni. Tutoraggio per la parte Assignments dell'insegnamento

Gli studenti che abbiano certificazioni in corso di validità per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola Politecnica, Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche e di esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali

PROGRAMMA/CONTENUTO

Inquadramento generale delle fonti di energia primarie e scenari futuri. Le fonti di energia rinnovabile nel mondo, in Europa ed in Italia: stato attuale, scenari futuri, la riduzione delle emissioni serra, costi attuali, storici e proiezioni future, politiche di incentivazione, le iniziative di legge in corso. La fonte energetica eolica, caratteristiche, calcolo dell’energia disponibile su base annua, impianti, impatto ambientale. Risorse idriche, sfruttamento su grande e piccola scala. L’utilizzo dell’energia solare per la produzione di energia termica e fotovoltaica: tecnologie, soluzioni, criteri di progetto. Metodi per il calcolo del soleggiamento a terra e della frazione di energia captabile. Collettori solari a bassa temperatura, sistemi a concentrazione (Fresnel, Parabolic trough, Heliostats), raffrescamento solare. Celle e moduli fotovoltaici. Principi di funzionamento, calcolo dell’energia captata, orientazione ottimale, tracking, conversione bifacciale, connessioni alla rete elettrica. Sistemi solari ibridi e integrati negli edifici per la produzione di calore ed energia elettrica. Sfruttamento energetico delle biomasse, tipologia e tecnologie. Le risorse geotermiche ad alta e bassa temperatura. Pompe di calore geotermiche, dimensionamento e considerazioni economiche. Analisi tempovariante del comportamento degli scambiatori interrati. Criteri tecnico-economici per la valutazione della redditività degli investimenti rinnovabili. Introduzione all’utilizzo di alcuni codici di calcolo per il dimensionamento degli impianti rinnovabili solare, eolico, geotermico.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

M.J. Moran, H.N. Shapiro: Fundamentals of Engineering Thermodynamics, John Wiley and Sons, Inc, 1988

A. Bejan, Heat Transfer, John Wiley and Sons, Inc, 1993

H. A. Sorensen, Energy Conversion Systems, J. Wiley, 1983;

T. D. Eastop, D. R. Croft, Energy Efficiency for Engineers and Technologist, Longman, 1990;

G. Comini, G. Cortella, Energetica generale, Padova, 1996;

H. Christopher, H. Armstead, Geothermal Energy, Spon, 1979

L.R. Ingersoll, O.J. Zobel, and A.C. Ingersoll, Heat Conduction with Engineering, Geological, and other Applications, McGraw-Hill, New York, 1954.

D. Banks, An Introduction to Thermogeology, Ground Source Heating and Cooling, Wiley, 2012

J.F. Manwell, J.G. McGowab, A.L. Rogers, Wind Energy Explained, Wiley, 2nd Edition, 2012

A. Duffie and W.A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley, 1991

Soteris A. Kalogirou, Solar Energy Engineering, Second Edition: Processes and Systems, Academic Press, 2013

F.Groppi, C.Zuccaro, Impianti Solari Fotovoltaici a norme CEI, Ed. Delfino, 2005.

Dispense e materiale didattico in rete (pagina personale di M.Fossa presso www.ditec.unige.it/staff )

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO FOSSA (Presidente)

SAMUELE MEMME

ANTONELLA PRIARONE (Presidente Supplente)

STEFANO MORCHIO (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/9270/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova orale su alcuni argomenti fondamentali del corso. Discussione dell'elaborato relativo agli Assignments proposti

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Discussione su casi di studio e tutorials in itinere durante il corso

Calendario appelli