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    Biagio MORRONE

    Insegnamento di GESTIONE RISORSE ENERGETICHE

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA ELETTRONICA

    SSD: ING-IND/10

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Sono classificate ed analizzate le principali fonti energetiche, in base alla provenienza, rinnovabilità, possibilità di conversione e utilizzo finale. È posta particolare enfasi alla disponibilità energetica dei processi di combustione dei combustibili fossili. Sono descritti i principali sistemi di conversione dell’energia. È introdotto il concetto dei sistemi di cogenerazione.. Gli aspetti economici sono affrontati attraverso l’utilizzo di indicatori classici, quali SPB, VAN, IP e rapporto Costi/Benefici.

    Testi di riferimento

    Tecnologie delle Energie Rinnovabili, Cocco D., Palomba C., Puddu P., SGEditoriali, 2008Fisica Tecnica, Cesini G., Latini G., Polonara F., CittàStudi ed. 2017.Dispense dalle lezioni

    Obiettivi formativi

    Il corso ha l’obiettivo di fornire gli strumenti dell’analisi termoeconomica per la valutazione di prefattibilità nell’uso dei sistemi energetici rinnovabili e alternativi e di rendere consapevoli e operativi gli allievi rispetto alle problematiche energetiche, economiche ed ambientali che la conversione dell’energia in qualsiasi forma comporta.

    Prerequisiti

    Termodinamica

    Metodologie didattiche

    Corso tradizionale con lezioni frontali e visite a impianti di conversione dell’Energia

    Metodi di valutazione

    Discussione di un progetto sviluppato in autonomia oppure in modalità tradizionale attraverso verifica orale.

    Altre informazioni

    Lucidi e appunti reperibili al sito:https://uninadue.sharepoint.com/sites/docenti/BIAGIO_MORRONE_057925/SitePages/Home%20Page.aspx

    Programma del corso

    Cicli diretti ed inversi. Limiti di conversione della Termodinamica.Cicli Rankine, Joule, Otto e Diesel.Definizione e classificazione delle fonti energetiche: tradizionali e rinnovabili.Analisi dei fabbisogni energetici mondiali e nazionali. Cenni alla legislazione energetica Europea ed Italiana.Contributo delle fonti energetiche rinnovabili alla produzione di energia in Europa e in Italia e loro bilanci (Dati GSE, TERNA). Bilanci Energetici di Energia Elettrica e Globale in Italia.Combustibili fossili; Combustione e Impatto ambientaleCombustibili solidi, liquidi, gassosi. Determinazione del potere calorifico dei combustibili.Utilizzo combustibili fossili: Caldaie. Definizione di rendimento. Valutazione delle perdite. Criteri di dimensionamento. Caldaie a condensazione.Cenni ai processi di distillazione del petrolio.Impatto ambientale legato al processo di combustione ed al tipo di combustibili. Effetto serra e legislazione internazionale: protocollo di Kyoto.Fonti energetiche rinnovabili e Impianti per il loro sfruttamento:Energia Solare; Energia Eolica;Energia Idraulica; Energia Geotermica. Energia da Biomasse.Impatto ambientale delle fonti rinnovabili.Cogenerazione:Definizione di dispositivi di cogenerazione; Coefficienti CUC e IRE; Scelta dei sistemi cogenerativi: Motori a Combustione Interna; Impianti con turbine a Gas; Impianti con turbine a Vapore a condensazione e a contropressione. Analisi delle tipologie di utenze.Pompe di Calore:Pompe di Calore elettriche; Pompe di Calore azionata da motori endotermici; Pompe di calore ad assorbimento. Studio di Prefattibilità dei Sistemi EnergeticiCenni di Matematica Finanziaria; Valore temporale del denaro; Tasso di interesse e tasso di attualizzazione; Indici di valutazione economica: Simple Pay Back (SPB), Pay Back Attualizzato (DPB), Metodo del valore netto (VAN); Indice di Profitto (IP), Rapporto Benefici/Costi.Metodo del Calcolo dei costi evitati. Esempi di calcolo dei costi evitati per sistemi cogenerativi e pompe di calore. Esempi di studio di prefattibilità per sistemi cogenerativi e pompe di calore.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Main energy resources are presented and investigated based on their availability, geographical location, potential conversion and final use. The energy availability from fossil fuels combustion process is deeply investigated. The main conversion systems are described highlighting for each the benefits and the costs. The cogeneration systems are introduced.Economic issues are dealt with introducing the typical indices such as DPB, SPB, NPV and cost/benefit ratio.

    Textbook and course materials

    Tecnologie delle Energie Rinnovabili, Cocco D., Palomba C., Puddu P., SGEditoriali, 2008Fisica Tecnica, Cesini G., Latini G., Polonara F., CittàStudi ed. 2017.Slides and notes

    Course objectives

    The main objective is to give knowledge about thermoeconomic analysis of traditional and renewable energy systems. This approach will allow the students to carry out a pre-feasibility study on energy conversion processes and systems, highlighting for each of them the economic and environmental issues related.

    Prerequisites

    Thermodynamics

    Teaching methods

    Traditional lectures

    Evaluation methods

    Design and discussion of one of the main energy conversion systems, otherwise oral discussion.

    Other information

    Slides and notes available at:https://uninadue.sharepoint.com/sites/docenti/BIAGIO_MORRONE_057925/SitePages/Home%20Page.aspx

    Course Syllabus

    Direct and reverse thermodynamic cycles. Limits related to the heat-work conversion. Description of Rankine, Joule, Otto and Diesel Heat Engines.Categorization of fossil and renewable energy sources.World and national Energy demand and production analysis.Fossil fuels: combustion processes and their relevant environmental impact. Main fossil fuels and their origin. Use of fossil fuels in boilers: definition and efficiency of use. Environmental impact: thermal, chemical, greenhouse effect. Mention of the main international agreements to fight against environmental pollution.Sun Energy and conversion devices: photovoltaic cells and concentration solar plants.Wind energy and conversion systems: wind turbines.Hydraulic energy and conversion system plants: hydroelectric plants and different turbines, Pelton, Francis and Kaplan.Geothermal energy and conversion plants.Biomass energy and description of direct and indirect use.Cogeneration system plantsHeat Pumps (HP): reverse vapour compression cycles. Electric Heat Pumps, Gas HP, Adsorption HP.Pre-Feasibility analysis of Energy conversion systems: financial mathematics, time value of money, interest and discount.Economic evaluation investment indices: Simple and Discounted Payback, Net Present Value, Profit Index, Benefit/cost ratio.Avoided cost analysis. Operative Examples

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