66099 - IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento, lo studente ha un quadro aggiornato sulle principali fonti energetiche rinnovabili e ne conosce le loro principali caratteristiche, le limitazioni, le potenzialità ed il contesto di utilizzo. Inoltre, lo studente ha acquisito un’adeguata conoscenza dei layout e delle principali macchine impiegate negli impianti per la produzione di energia da fonti rinnovabili e sui processi fisico-chimici che stanno alla base del funzionamento di tali impianti. Lo studente è infine grado di applicare le conoscenze acquisite al contesto delle aziende agricole e in territori agro-forestali nell’ambito dell’approvvigionamento energetico.

Contenuti

• Introduzione alle fonti di energia rinnovabili: quadro energetico globale e ruolo delle rinnovabili
• Elementi di Fisica Tecnica: grandezze fisiche di maggior impiego nel settore; Principio di Conservazione dell’Energia; efficienza; Principio di degradazione dell’energia; cicli termodinamici: soluzioni impiantistiche, descrizione delle principali macchine presenti e stima del rendimento
• Conversione energetica delle biomasse: generalità, caratteristiche delle biomasse avviabili alla conversione energetica
• Caratterizzazione delle biomasse in laboratorio: determinazione del potere calorifico e del potenziale metanigeno delle biomasse
• Digestione anaerobica
• Impianti a biogas: descrizione delle soluzioni impiantistiche e delle principali macchine ed elementi presenti negli impianti a biogas; motori a combustione interna e controllo delle emissioni; tecniche di pretrattamento della biomassa; tecniche di upgrading; analisi di impianti a biogas esistenti; composizione e bilanciamento della dieta di un digestore; dimensionamento di massima di un impianto a biogas
• Altri processi biochimici di conversione energetica della biomassa: digestione aerobica; fermentazione alcolica; estrazione di oli vegetali
• Generalità sugli impianti termoelettrici: centrali a vapore e loro ciclo; centrali turbogas e loro ciclo; cicli combinati; cogenerazione; scambiatori di calore; calcolo del rendimento di un impianto termoelettrico
• Combustione diretta di biomasse: generalità; caldaie a letto fisso; caldaie a letto fluido; emissioni e loro contenimento
• Altri processi termochimici di conversione energetica delle biomasse: gassificazione; carbonizzazione; pirolisi; co-firing; steam explosion
• Idroelettrico: generalità; tipologie impiantistiche; turbine idrauliche
• Solare: generalità e tipologie impiantistiche (termico, termodinamico, fotovoltaico)
• Eolico: generalità; turbine eoliche

Testi/Bibliografia

• dispense fornite dal docente
• materiale relativo ai seminari
• articoli scientifici segnalati dal docente
• Arthur Wellinger, Jerry Murphy, David Baxter, The biogas handbook: science, production and applications. Woodhead Publishing, 2013
• Eklas Hossain, Slobodan Petrovic, Renewable energy crash course, Springer, 2021 (https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-70049-2)

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni frontali durante le quali verranno discussi gli argomenti del corso. A complemento delle lezioni, sono inoltre previsti dei seminari tenuti da esperti del settore, delle attività di laboratorio e delle visite tecniche in azienda.

 

Per quanto riguarda le attività di laboratorio, si specifica quanto segue: in considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al Modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova orale sugli argomenti trattati durante le lezioni, le visite in azienda, i laboratori ed i seminari.

Il voto sarà proporzionale alle capacità dell’esaminando di argomentare in maniera appropriata e critica le risposte alle domande poste durante l’esame. Il criterio di graduazione del voto sarà, per quanto possibile, il seguente:
- preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto: 18-19;
- preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente esecutive, espressione in linguaggio corretto: 20-24;
- preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica: 25-29;
- preparazione sostanzialmente esaustiva sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione e autoriflessione: 30-30L.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale audiovisivo, attrezzature di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mirko Maraldi