FER DA ENERGIA MECCANICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2019/2020
- Docente
- STEFANO ALVISI
- Crediti formativi
- 3
- Percorso
- AMBIENTALE
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ICAR/01
Obiettivi formativi
- Il corso integrato FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI consiste in panoramica generale sulle risorse energetiche disponibili per la trasformazione di energia meccanica e di energia termica in altre forme di energia – tipicamente energia elettrica – idonee allo sfruttamento da parte di attività umane civili ed industriali.
Il modulo FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI DA ENERGIA MECCANICA tratta l’analisi degli impianti idroelettrici, essenzialmente di piccola taglia (i cosiddetti mini hydro) e l’analisi degli impianti eolici per produzione elettrica, essenzialmente le tipologie più comuni alle nostre latitudini. Si intende descrivere gli aspetti generali del problema ed inquadrare il contesto che consente di effettuare scelte economicamente proponibili, senza scendere in dettagli di progettazione esecutiva, che richiederebbero una trattazione mirata ad un solo tipo di impianto.
Le principali conoscenze che si dovrebbero acquisire sono:
• Caratteristiche generali di funzionamento di un impianto idroelettrico.
• Principali caratteristiche costruttive degli elementi costitutivi di un impianto idroelettrico.
• Elementi per la valutazione di impatto ambientale e per stime economiche di massima inerenti gli impianti idroelettrici.
• Caratteristiche generali di funzionamento di un impianto eolico.
• Principali caratteristiche costruttive degli elementi costitutivi di un impianto eolico.
• Elementi per la valutazione di impatto ambientale e per stime economiche di massima inerenti gli impianti eolici.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) che si dovrebbero acquisire sono:
• Effettuare un progetto di massima degli elementi costitutivi di un impianto idroelettrico o eolico.
• Effettuare una stima, ancorché di prima approssimazione, della sostenibilità economica di un impianto idroelettrico o eolico.
• Saper organizzare gli elementi necessari per una valutazione di impatto ambientale, ancorché di massima, di un impianto idroelettrico o eolico. Prerequisiti
- La laurea triennale nella classe L-7 è un prerequisito necessario e sufficiente alla proficua frequenza del corso. E’ necessario avere acquisito e assimilato i contenuti del corso di Idraulica. E’ inoltre assai utile avere acquisito e assimilato i contenuti del corso di Idrologia, con particolare riferimento alla fisica dei bacini idrografici ed alla formazione e stima delle portate liquide in una sezione fluviale.
Contenuti del corso
- Il modulo prevede 30 ore di didattica, che consistono in lezioni teoriche ed esempi applicativi.
Le tematiche affrontate nel corso sono le seguenti.
IMPIANTI IDROELETTRICI
Generalità sull’idroelettrico come fonte rinnovabile, ciclo idrologico, cenni storici (5h)
L’energia idroelettrica; principi di funzionamento; sommaria classificazione degli impianti; impianti a bacino o a deflusso regolato; impianti ad accumulo a mezzo pompaggio; impianti inseriti in canali o in condotte per approvvigionamento idrico; impianti ad acqua fluente.
Elementi costitutivi di un piccolo impianto idroelettrico ad acqua fluente (5h)
Parametri di progetto; opere di derivazione; opere di adduzione; turbine idrauliche; moltiplicatore di giri; generatori elettrici; opere di connessione alla rete elettrica; servizi ausiliari; opere di restituzione; impatto ambientale.
La portata negli impianti idroelettrici (5h)
Misure dirette di portata; dati idrologici registrati; studio delle portate negli impianti ad acqua fluente.
Un caso di studio (5h)
Descrizione dell’impianto; studi di supporto alle scelte progettuali.
Contesto legislativo (2.5h)
Direttive della Comunità Europea; leggi e decreti italiani; obiettivi previsti
IMPIANTI EOLICI
Aerodinamica e classificazione degli aerogeneratori (2.5h)
Teoria aerodinamica; modello del disco attuatore; modello dell’elemento pala; classificazione degli aerogeneratori per taglia, per asse di rotazione, per sistema di generazione; dispositivi di regolazione; prestazioni.
Analisi statistica del vento (5h)
Velocità medie, deviazione standard e valori massimi; istogrammi di frequenza; densità di probabilità; profili logaritmici di velocità; diagrammi polari; calcolo dell’AEP; costi di installazione e profitti Metodi didattici
- Il corso è organizzato nel seguente modo:
• lezioni frontali sui contenuti del corso;
• esempi applicativi volti ad illustrare le applicazioni pratiche delle nozioni impartite. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame di FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI consiste in una prova orale, durante la quale sono formulate tre domande, indicativamente due delle quali inerenti il modulo FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI DA ENERGIA TERMICA ed una delle quali inerente il modulo FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI DA ENERGIA MECCANICA. Il candidato è tenuto a mostrare una ragionevole padronanza degli elementi costitutivi dei differenti tipi di impianto, dei loro principi di funzionamento e degli impatti economici ed ambientali relativi a ciascuno di essi.
La valutazione finale è la media pesata, con pesi proporzionali al numero di CFU corrispondenti, delle domande rispettivamente inerenti le FER-ET e le FER-EM. Testi di riferimento
- Testo di riferimento: Appunti del corso; slides proiettate a lezione.
Testi di approfondimento:
• ESHA, Guida alla realizzazione di un piccolo impianto idroelettrico. Bruxelles, Belgio, 2007.
• CAFFARELLI A., DE SIMONE G., STIZZA M., D’AMATO A., VERGELLI V., Sistemi eolici: progettazione e valutazione economica, Maggioli Editore, 2009.
