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OPTIMIZATION AND MANAGEMENT OF ENERGY SYSTEMS

PIERPAOLO POLVERINO OPTIMIZATION AND MANAGEMENT OF ENERGY SYSTEMS

0623000006
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
SMART INDUSTRY ENGINEERING
2023/2024

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2021
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
1OPTIMIZATION AND MANAGEMENT OF ENERGY SYSTEMS
440LEZIONE
2OPTIMIZATION AND MANAGEMENT OF ENERGY SYSTEMS
550LEZIONE
CARLO RENNO2 T Curriculum
PIERPAOLO POLVERINO1 Curriculum
Obiettivi
OBIETTIVO DEL CORSO DI OTTIMIZZAZIONE E GESTIONE DEI SISTEMI ENERGETICI È QUELLO DI FORNIRE LE PRINCIPALI CONOSCENZE PER OTTIMIZZARE E GESTIRE I PRINCIPALI SISTEMI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA. IL CORSO È DI 9 CFU E SI ARTICOLA IN DUE MODULI DI 4 E 5 CFU.

CONOSCENZA E COMPRENSIONE
LE PRINCIPALI CONOSCENZE ACQUISITE DALLO STUDENTE NEL CORSO SONO:
- MACCHINE OPERATRICI IDRAULICHE E TERMICHE
- IMPIANTI MOTORI TERMICI CONVENZIONALI
- IMPIANTI CON TURBINA A VAPORE
- IMPIANTI CON TURBINA A GAS E A CICLO COMBINATO
- MOTORI VOLUMETRICI ALTERNATIVI
- IMPIANTI DI COGENERAZIONE
- IMPIANTI PER LA GENERAZIONE DELL’ENERGIA DA FONTE RINNOVABILE (IDRAULICA, SOLARE, EOLICA, BIOMASSA)
- METODOLOGIE PER LA GESTIONE DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ENERGETICI
- FONTI DI ENERGIA TRADIZIONALI E RINNOVABILI, MERCATO DELL’ENERGIA.
- METODOLOGIE DI VALUTAZIONE ENERGETICA, ECONOMICA E DI IMPATTO AMBIENTALE DI SOLUZIONI DI OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA.
- MACCHINE FRIGORIFERE A COMPRESSIONE DI VAPORE E AD ASSORBIMENTO
- IMPIANTO FOTOVOLTAICO TRADIZIONALE
- IMPIANTO FOTOVOLTAICO IBRIDO
- IMPIANTO FOTOVOLTAICO A CONCENTRAZIONE
- IMPIANTO SOLARE TERMICO
- SOLAR COOLING
- SISTEMI COGENERATIVI/TRIGENERATIVI

CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
LE CAPACITÀ ACQUISITE DALLO STUDENTE ALLA FINE DEL CORSO SONO:
- ANALISI DEI FLUSSI ENERGETICI IN SISTEMI ENERGETICI CONVENZIONALI E BASATI SU FONTE RINNOVABILE.
- METODOLOGIE PER L’ANALISI QUANTITATIVA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA.
- MODELLI DI SIMULAZIONE PER SISTEMI DI POLIGENERAZIONE STAZIONARIA DI ENERGIA.
- TECNICHE DI CONTROLLO E GESTIONE DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA.
- PROCESSI DECISIONALI PER LA GESTIONE DEI SISTEMI ENERGETICI INDUSTRIALI.
- CRITERI E STRATEGIE DI APPROVVIGIONAMENTO ENERGETICO PER USI INDUSTRIALI/CIVILI.
- SFRUTTAMENTO OTTIMALE DELLE RISORSE ENERGETICHE E ANALISI DELLE PROBLEMATICHE AMBIENTALI LEGATE A FONTI ENERGETICHE CONVENZIONALI, ALTERNATIVE E RINNOVABILI.
- METODOLOGIE PER L’ANALISI ENERGETICA, ECONOMICA E DI IMPATTO AMBIENTALE DI IMPIANTI TERMICI MOTORI ED OPERATORI.
- ANALISI DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E DELLE PRESTAZIONI DELLE MACCHINE FRIGORIFERE.
- MODELLI DI SIMULAZIONE DI IMPIANTI FOTOVOLTAICI A CONCENTRAZIONE.
- DIMENSIONAMENTO DI IMPIANTI SOLARI TERMICI E FOTOVOLTAICI ADOTTATI PER UTENZE INDUSTRIALI E CIVILI.
- ANALISI TECNICO-ECONOMICA DI UN SISTEMA COGENERATIVO/TRIGENERATIVO.
- STUDIO DI FATTIBILITÀ DI SOLUZIONI INNOVATIVE DI OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA ALTERNATIVE A QUELLE TRADIZIONALI APPLICATE A DIVERSE TIPOLOGIE DI UTENZA (INDUSTRIALE, COMMERCIALE, CIVILE, ECC.).
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
SAPER DETERMINARE ED APPLICARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER AFFRONTARE LO STUDIO DI UN SISTEMA ENERGETICO. CAPACITÀ DI ANALISI DEI PROBLEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA, SELEZIONARE GLI IMPIANTI PIÙ ADATTI IN RELAZIONE ALLE PROBLEMATICHE ENERGETICHE E AMBIENTALI DI CONTESTO. SVILUPPARE SEMPLICI MODELLI MATEMATICI PER IL DIMENSIONAMENTO ED IL CONTROLLO DI MACCHINE ED IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA. VERIFICARE LA FATTIBILITÀ ENERGETICA ED ECONOMICA DI SOLUZIONI ENERGETICHE INNOVATIVE.

ABILITA’ COMUNICATIVE
SAPER RAPPRESENTARE IN MODO CHIARO E CONCISO E CON UN LINGUAGGIO TECNICO APPROPRIATO, I CONCETTI ACQUISITI DURANTE IL CORSO.

CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS)
AVERE LA CAPACITÀ DI UTILIZZARE E APPLICARE IN ALTRI CONTESTI LE CONOSCENZE ACQUISITE APPROFONDENDO LE PROBLEMATICHE TECNICHE. CAPACITÀ DI APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE DI TERMODINAMICA APPLICATA, TRASMISSIONE DEL CALORE, MACCHINE A FLUIDO E SISTEMI ENERGETICI OLTRE A NOZIONI DI BASE SULLA PROGRAMMAZIONE DEI COMPUTER.
Contenuti
MACCHINE OPERATRICI (7 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
APPLICAZIONI ED USI IN AMBITO INDUSTRIALE DI POMPE E COMPRESSORI. CURVE CARATTERISTICHE E RENDIMENTI. MODELLISTICA E ANALISI QUANTITATIVA. PROBLEMATICHE OPERATIVE E DI REGOLAZIONE.

IMPIANTI MOTORI TERMICI CONVENZIONALI (7 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
APPLICAZIONI INDUSTRIALI DEGLI IMPIANTI A VAPORE, A GAS, A CICLO COMBINATO, MOTORI ALTERNATIVI E SISTEMI COGENERATIVI. STUDIO DEGLI IMPIANTI IN RELAZIONE AGLI USI, MODELLISTICA E ANALISI QUANTITATIVA. PROBLEMATICHE DI GENERAZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA, COLLEGAMENTO ALLA RETE E REGOLAZIONE. CENNI SULLE EMISSIONI INQUINANTI.

IMPIANTI DI GENERAZIONE DELL’ENERGIA DA FONTE RINNOVABILE (7 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI. DESCRIZIONE ED APPLICAZIONI DEGLI IMPIANTI A ENERGIA RINNOVABILE (IDRAULICA, SOLARE, EOLICA, BIOMASSA). PRODUCIBILITÀ, POTENZIALI, IMPATTI AMBIENTALI, CENNI ALL’ANALISI LCA, RENDIMENTI E COSTI DELLE DIVERSE OPZIONI IMPIANTISTICHE. SISTEMI DI ACCUMULO DELL’ENERGIA. MODELLISTICA E ANALISI QUANTITATIVA.

GESTIONE DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI (7 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
INTEGRAZIONE E GESTIONE DELLE MACCHINE OPERATRICI. PROCESSI DECISIONALI PER LA GESTIONE DEI SISTEMI ENERGETICI INDUSTRIALI. MODELLI PER LA SIMULAZIONE DI SISTEMI PER LA POLIGENERAZIONE STAZIONARIA DI ENERGIA IN AMBITO INDUSTRIALE/CIVILE AD ALTO GRADO DI INTEGRAZIONE. CRITERI E STRATEGIE DI APPROVVIGIONAMENTO ENERGETICO PER USI INDUSTRIALI/CIVILI.

OTTIMIZZAZIONE DEI SISTEMI ENERGETICI (10 H TEORIA - 7 H ESERCITAZIONE)
FONTI DI ENERGIA TRADIZIONALI E RINNOVABILI, MERCATO DELL’ENERGIA. ELEMENTI DI TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE. METODOLOGIE DI VALUTAZIONE ENERGETICA, ECONOMICA E DI IMPATTO AMBIENTALE DI SOLUZIONI DI OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA. ANALISI EXERGETICA DEGLI IMPIANTI TERMICI MOTORI ED OPERATORI.

ANALISI E DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE (5 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
MACCHINE A COMPRESSIONE DI VAPORE, MACCHINE AD ASSORBIMENTO: PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO, COMPONENTI, PARAMETRI PRESTAZIONALI, DIMENSIONAMENTO E APPLICAZIONI INDUSTRIALI E CIVILI.

ANALISI E DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI SOLARI (10 H TEORIA - 7 H ESERCITAZIONE)
IMPIANTO FOTOVOLTAICO TRADIZIONALE, IMPIANTO FOTOVOLTAICO IBRIDO, IMPIANTO FOTOVOLTAICO A CONCENTRAZIONE, IMPIANTO SOLARE TERMICO, SOLAR COOLING: PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO, COMPONENTI, CLASSIFICAZIONE, PARAMETRI PRESTAZIONALI, DIMENSIONAMENTO, MODELLISTICA E APPLICAZIONI INDUSTRIALI E CIVILI.

COGENERAZIONE E TRIGENERAZIONE (5 H TEORIA - 3 H ESERCITAZIONE)
TIPOLOGIE DI IMPIANTI. ANALISI TECNICO-ECONOMICA DI UN SISTEMA COGENERATIVO/TRIGENERATIVO (INDICI ENERGETICI, ECONOMICI E DI IMPATTO AMBIENTALE). COGENERAZIONE AD ALTO RENDIMENTO. STUDIO DI FATTIBILITÀ DI SOLUZIONI INNOVATIVE DI OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA ALTERNATIVE A QUELLE TRADIZIONALI APPLICATE A DIVERSE TIPOLOGIE DI UTENZA (INDUSTRIALE, COMMERCIALE, CIVILE, ECC.).
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO È ARTICOLATO IN DUE MODULI DI 4 E 5 CFU E PREVEDE 90 ORE DI DIDATTICA ASSISTITA RIPARTITE IN 60 ORE DI LEZIONI E 30 ORE DI ESERCITAZIONI. IN PARTICOLARE, L’APPROCCIO DIDATTICO È ORIENTATO ALLA MATURAZIONE DI UNA VISIONE DI SISTEMA PER LO STUDIO DELLE DEI SISTEMI ENERGETICI MEDIANTE ANALISI INPUT-OUTPUT; SONO PREVISTE ESERCITAZIONI NUMERICHE AL COMPUTER. INOLTRE, LO STUDENTE È IMPEGNATO SIA NEL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI SOLARI, CON LA POSSIBILITÀ DI SVOLGERE ATTIVITÀ IN LABORATORIO, CHE NELLA REALIZZAZIONE DI STUDI DI FATTIBILITÀ DI SOLUZIONI INNOVATIVE DAL PUNTO DI VISTA ENERGETICO. IN AULA VENGONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI ESERCIZI NUMERICI OPPORTUNAMENTE SCELTI CON LO SCOPO DI APPROFONDIRE I CONCETTI RELATIVI AI SISTEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA. DURANTE LE ESERCITAZIONI I DOCENTI GUIDANO GLI STUDENTI NELLO SVOLGIMENTO DEL PROBLEMA ASSEGNATO CON LO SCOPO DI SVILUPPARE E RAFFORZARE LE CAPACITÀ DELLO STUDENTE NELL’AFFRONTARE L’APPLICAZIONE.
Verifica dell'apprendimento
IL LIVELLO DI RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL'INSEGNAMENTO E CERTIFICATO CON IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. L’ESAME È TESO AD APPROFONDIRE IL LIVELLO DELLE CONOSCENZE TEORICHE, L’AUTONOMIA DI ANALISI E GIUDIZIO E LE CAPACITÀ ESPOSITIVE DELL’ALLIEVO.
IL SUPERAMENTO DEL PRIMO MODULO È DETERMINATO DALLA VERIFICA DI UN CORRETTO APPRENDIMENTO DEGLI STRUMENTI TEORICI E ANALITICI RELATIVI ALLE MACCHINE A FLUIDO E AGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA STUDIATI. LA VALUTAZIONE È SVOLTA ANALIZZANDO LE CAPACITÀ DI SOLUZIONE DI UN TIPICO PROBLEMA DI PROGETTAZIONE O DI GESTIONE DI UN IMPIANTO DI CONVERSIONE ENERGETICA PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI O CIVILI.
IL SUPERAMENTO DEL SECONDO MODULO PREVEDE UN’APPROFONDITA CONOSCENZA DEI SEGUENTI ARGOMENTI: ANALISI ENERGETICA, ECONOMICA E DI IMPATTO AMBIENTALE DI IMPIANTI ENERGETICI; FUNZIONAMENTO E DIMENSIONAMENTO DELLE MACCHINE FRIGORIFERE; FUNZIONAMENTO E DIMENSIONAMENTO DEI SISTEMI SOLARI TERMICI E FOTOVOLTAICI; DIMENSIONAMENTO E FATTIBILITÀ TECNICO-ECONOMICA DI UN SISTEMA COGENERATIVO/TRIGENERATIVO. INOLTRE, LO STUDENTE DEVE ANCHE SVILUPPARE UNO STUDIO DI FATTIBILITÀ DI SOLUZIONI DI RISPARMIO ENERGETICO ALTERNATIVE A QUELLE TRADIZIONALI APPLICATE AD UTENZE INDUSTRIALI E CIVILI.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA LIMITATA CONOSCENZA DEI CONCETTI FONDAMENTALI DEL CORSO, E UNA SCARSA CAPACITÀ ESPOSITIVA. IL LIVELLO MASSIMO (30/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI PRINCIPI FONDAMENTALI E DEI METODI, ED È IN GRADO DI RISOLVERE I PROBLEMI PROPOSTI INDIVIDUANDO LE SOLUZIONI PIÙ OPPORTUNE. IL VOTO FINALE È LA MEDIA DEI VOTI CONSEGUITI NEI DUE MODULI. LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI ED OPERATIVI, E MOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA, ANCHE IN AMBITI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI DAI DOCENTI.
Testi
- G. RIZZO, SUPPORTI DIDATTICI MULTIMEDIALI AL CORSO DI MACCHINE
- V.DOSSENA, G. FERRARI, P.GAETANI, G.MONTENEGRO, A.ONORATI, G. PERSICO, MACCHINE A FLUIDO, CITTÀ STUDI EDIZIONI, 2020.
- GIOVANNI LOZZA; TURBINE A GAS E CICLI COMBINATI, SOCIETÀ EDITRICE ESCULAPIO
- I.ARSIE, M.SORRENTINO, APPUNTI DI MATLAB, ELEARNING.DIMEC.UNISA.IT
- BEARZI V. MANUALE DI ENERGIA SOLARE, ED. TECNICHE NUOVE.
- APOSTOLERIS H., STEFANCICH M., CHIESA M. CONCENTRATING PHOTOVOLTAICS (CPV): THE PATH AHEAD, ED. SPRINGER.
- DENTICE D’ACCADIA M., SASSO M., SIBILIO S.,VANOLI R., APPLICAZIONI DI ENERGETICA, ED. LIGUORI.

ULTERIORE MATERIALE DIDATTICO VERRÀ FORNITO DAI DOCENTI DURANTE IL CORSO.
Altre Informazioni
CORSO EROGATO IN LINGUA INGLESE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-05]