Produzione di energia da fonti rinnovabili Docente
Prof. Zuccari Fabrizio Settore Scientifico Disciplinare
ING-IND/09 CFU
6 Descrizione dell'insegnamento
Il corso di produzione di energia da fonti rinnovabili analizza le fonti di energia rinnovabile e le tecnologie per il loro utilizzo. Il corso intende fornire agli studenti gli strumenti per una corretta analisi delle risorse energetiche rinnovabili disponibili e la scelta e il dimensionamento delle relative tecnologie di utilizzo.
Al termine di questo corso, lo studente sarà in grado di:
- analizzare le fonti di energia rinnovabile e le tecnologie per il loro utilizzo;
- conoscere gli strumenti per una corretta analisi delle risorse energetiche rinnovabili disponibili;
- effettuare il dimensionamento degli impianti.
Non sono richiesti requisiti specifici.
Introduzione al corso. Cenni ai sistemi energetici, classificazione e analisi delle fonti di energia primaria, le fonti rinnovabili. Stato attuale e trend dell’utilizzo delle fonti rinnovabili, strumenti per la riduzione delle emissioni di CO2, cenni alle politiche di incentivazione a livello nazionale e internazionale.
L’energia solare. Analisi della radiazione solare, calcolo della radiazione solare extra atmosferica, definizione dei parametri da cui dipende la radiazione solare al suolo, calcolare della radiazione solare al suolo sull’orizzontale e su una superficie comunque orientata, calcolo de valori medi orari. Impianti solari termici a bassa temperatura. Trasmissione, riflessione e rifrazione dell’energia radiante Collettori solari piani. Bilancio termico e rendimento, tipologie, accumulo del calore e tipologie di impianto, impianti integrati, regolazione della temperatura, criteri di dimensionamento dei collettori, dimensionamento dei componenti dell’impianto.
Impianti solari termici ad alta temperatura. Tipologie, possibili configurazioni impianto, fluidi termo vettori utilizzati, modalità di stoccaggio del calore, efficienza.
Impianti fotovoltaici. Effetto fotovoltaico, la cella fotovoltaica, il pannello fotovoltaico, rendimenti nominali e istantanei della cella e del pannello, il campo fotovoltaico, componenti di un impianto fotovoltaico, Balance Oof System, efficienza dell’impianto, criteri di dimensionamento dell’impianto.
Impianti eolici. Energia eolica, potenza e energia disponibili, distribuzione di Weibul, sitologia eolica, teorema di Froude e terorama di Betz, massima potenza estraibile (limite di Betz), coefficiente di potenza, rendimento, analisi delle prestazioni dei profili alari a resistenza e a portanza, coefficiente di potenza rotorico, classificazione delle turbine eoliche, regolazione della potenza erogata, rendimento di schiera, impatto ambientale, criteri di dimensionamento.
Impianti idroelettrici. La risorsa idrica, il salto motore, potenza disponibile, rendimento, classificazione e criteri di dimensionamento degli impianti, componenti di un impianto, perdite di energia dovute ai diversi componenti, tipologie di turbine idrauliche, scelta del tipo di turbina, impatto ambientale, grado di reazione delle turbine idrauliche, turbine Pelton, Francis e Kaplan, altre tipologie di turbine idrauliche.
La biomassa. Definizione di biomassa, la filiera biomassa, analisi delle diverse filiere di conversione energetica della biomassa, la filiera biomasse ligno-cellulosiche, la filiera biodiesel, la filiera bioetanolo, la filiera biogas, la filiera biometano, Potere Calorifico Inferiore e Potere Calorifico utile.
Impianti geotermici. L’energia geotermica, possibili usi energetici, impianti geotermoelettrici, tipologie.
L’energia delle maree, modalità di sfruttamento energetico, tecnologie per lo sfruttamento dell’energia delle maree.
Energia del moto ondoso. Potenza delle onde, impianti per lo sfruttamento del moto ondoso. Gradienti termici del mare. Impianti per lo sfruttamento dei gradienti termici.
Cenni allo sfruttamento dei gradienti di salinità.
Didattica Erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf.
Didattica Interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Criteri di valutazione
L´esame si svolge in forma scritta e/o orale.
La prova scritta ha la durata massima di 120 minuti.
Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio del seguente testo:
- D. Cocco, C. Palomba, P. Puddu “Tecnologie delle energie rinnovabili”, Servizi Grafici Editoriali, Padova 2008.
Previo appuntamento (f.zuccari@unimarconi.it).