ENERGIE E SISTEMI ENERGETICI

Il corso si propone di fornire una introduzione all'analisi dei sistemi di conversione e distribuzione e utilizzo dell'energia, con particolare riferimento all'impatto di tali processi sulle emissioni di gas serra.

L’insegnamento è caratterizzato da una prima parte più teorica che ha lo scopo di fornire agli studenti le basi nozionali per trattare e comprendere a pieno il concetto di energia, della sua importanza. Le basi fornite vanno dal I e II principio della termodinamica al concetto di Exergia.

La seconda fase del corso, di natura più descrittiva, presenta agli studenti i diversi sistemi per la produzione dell’energia, le possibilità e problematiche nell’utilizzo delle varie fonti e gli scenari futuri.

Gli studenti saranno capaci di discutere e ragionare sulle tematiche energetiche. Saranno in grado di fare un'analisi di massima dei flussi energetici ed exergetici in un impianto, individuando le problematiche se presenti e proponendo eventuali soluzioni migliorative.
Gli studenti saranno in grado di comprendere le principali problematiche e vantaggi legate allo sfruttamento delle varie forme di energia (rinnovabile e non), sviluppando una capacità di analisi critica sul tema dell'energia e sfruttamento delle risorse.
Gli studenti acquisiranno una conoscenza di base sui principi della termodinamica e dello scambio termico.

Nozioni di base di fisica.

Prima parte:
Nozioni introduttive.
Primo e Secondo Principio della Termodinamica.
Entalpia, Energia libera, Exergia.
Indicatori di efficienza energetica.
Scambio termico, convezione, conduzione, irraggiamento.
Statistiche energetiche: estrazione, conversione e uso dell'energia.
Energia ed emissioni di GHG (Green House Gases)
La rete elettrica e la sua interazione con produzione e consumo

Seconda parte:
Sorgenti di energia rinnovabili
- Solare fotovoltaico;
- Idroelettrico;
- Eolico;
- Solare termico;
- Energia geotermica;
- Biomasse secche ed umide.

Dispense fornite dal docente e appunti delle lezioni.

L'apprendimento verrà verificato mediante esame scritto sui concetti illustrati in classe.
In particolare vi saranno almeno due quesiti:
- uno sulla prima parte del corso, un breve esercizio sui concetti di termodinamica e trasmissione di calore;
- uno sulla seconda parte inerente le fonti di energia e le energie rinnovabili.

scritto e orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

Griglia di valutazione:
28-30L: padronanza degli argomenti trattati a lezione e nei materiali forniti; capacità di gerarchizzare le informazioni;
uso della terminologia tecnica appropriata. Parte di esercizio e unità di misura corretta;
26-27: buona conoscenza degli argomenti trattati a lezione; discreta abilità
nell'ordinare le informazioni e presentarle nella domanda aperta; familiarità con la terminologia tecnica. Parte di esercizio e unità di misura quasi tutta corretta;;
22-25: conoscenza non sempre approfondita degli argomenti trattati a lezione; uso non sempre corretto della terminologia tecnica e risposta alla domanda aperta che presenta elementi secondari a discapito di nozioni fondamentali;
18-21: conoscenza a tratti lacunosa degli argomenti trattati a lezione e nei manuali; risposta alla domanda aperta confusa,
con scarso ricorso alla terminologia tecnica. Esercizio corretto solo in parte.

Sono previsti 18 punti per la parte di esercizio e unità di misura, di cui 1 per ogni unità di misura (3 in totale) e 15 per l'esercizio. 12 punti sono riservati alla domanda aperta

Esposizione dei principi teorici mediante lezioni frontali, utilizzando anche slide che saranno fornite agli studenti, e loro applicazione mediante semplici esercitazioni numeriche.

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile