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Lisa Branchini

Ricercatrice a tempo determinato tipo a) (junior)

Dipartimento di Ingegneria Industriale

Settore scientifico disciplinare: ING-IND/08 MACCHINE A FLUIDO

Temi di ricerca

Parole chiave: accumulo termovalorizzazione sistemi energetici turbogas e cicli combinati cogenerazione rinnovabili Organic Rankine Cycle

Temi di ricerca (AGGIORNATI A MARZO, 2014)

INTEGRAZIONE DELLE FONTI NON PROGRAMMABILI NELLA RETE DI DISTRIBUZIONE;

INTEGRAZIONE DI UN TERMOVALORIZZATORE CON UN CICLO COMBINATO;

COGENERAZIONE/TRIGENERAZIONE ;

CONVERSIONE ENERGETICA DI FLUSSI TERMICI A BASSA ENTALPIA;

SOLUZIONI DI POWER AUGMENTATION PER TURBINE A GAS ESISTENTI;



Temi di ricerca estesi (AGGIORNATI A MARZO, 2014):

L'attività di ricerca, che ha portato alla pubblicazione di memorie nel campo delle macchine e dei sistemi di energetici (vedi elenco ) ed alla partecipazione a convegni nazionali ed internazionali si è sviluppata essenzialmente secondo i seguenti indirizzi:

COGENERAZIONE/TRIGENERAZIONE : tale attività ha riguardato lo studio di soluzioni innovative per l'incremento dell'efficienza di sistemi cogenerativi e lo studio di fattibilità energetica ed economica di nuove applicazioni cogenerative in campo industriale e civile mediante codici di calcolo commerciali (Thermoflow, Gate Cycle); inoltre l'attività si è anche concentrata sullo sviluppo di codici di calcolo per l'analisi, la progettazione e la gestione ottimizzata tecnico-economica di impianti cogenerativi e/o trigenerativi. Questa attività è stata sovente condotta in parallelo ad alcune aziende dell'Emilia Romagna (Ingegneri Riuniti, Diaures, ecc.) e si è completata con uno studio atto a stimare le potenzialità cogenerative dell'Emilia Romagna svolto in collaborazione con il Politecnico di Milano il Gruppo Giovani Confindustria Emilia Romagna e Giovani Industriali Piacenza.

CONVERSIONE ENERGETICA DI FLUSSI TERMICI A BASSA ENTALPIA : L'obiettivo del presente progetto di ricerca, attualmente in corso, è lo studio, lo sviluppo e la prototipazione concettuale di sistemi innovativi finalizzati alla conversione in energia meccanica e quindi elettrica di flussi termici a bassa entalpia (cascami termici, acqua termale, ecc.). Più in dettaglio ci si propone di giungere alla completa definizione, caratterizzazione e dimensionamento di massima di diversi sistemi energetici innovativi, basati su cicli termodinamici di tipo Brayton inverso o Rankine, in grado di consentire il recupero energetico di cascami termici abitualmente dissipati. L'obiettivo scientifico del progetto è dunque quello di giungere all'ideazione di sistemi innovativi, efficienti e vantaggiosi oltre che sotto l'aspetto del recupero e del risparmio energetico anche dal punto di vista della reale fattibilità economica. Tale progetto si inquadra pertanto nella ricerca di soluzioni che permettano di ridurre gli sprechi energetici, migliorare l'efficienza di sfruttamento delle risorse e favorire la riduzione dell'impatto ambientale.

INTEGRAZIONE DI UN TERMOVALORIZZATORE CON UN CICLO COMBINATO: Oggetto dello studio è l'integrazione del ciclo termico di un termovalorizzatore alimentato con rifiuti solidi urbani con un ciclo combinato gas/vapore al fine di superare le limitazioni che la combustione dei rifiuti impone alla qualità del vapore prodotto. Particolare attenzione è posta all'analisi delle soluzioni che prevedono l'incremento della pressione e della temperatura del vapore prodotto dal termovalorizzatore, attraverso l'impiego di una caldaia a recupero alimentata dai gas di scarico di una turbina a gas naturale (lato-vapore). Obiettivo finale del progetto di ricerca è l'individuazione di soluzioni tecniche capaci di creare una sinergia tra due sistemi ormai consolidati (un termovalorizzatore e un ciclo combinato) che si dovrà tradurre principalmente in una maggior valorizzazione energetica sia della biomassa/rifiuto che del gas naturale. Tale studio è in collaborazione con Hera S.p.A. – Direzione Ingegneria e Grandi Impianti Modena

SOLUZIONI DI POWER AUGMENTATION PER TURBINE A GAS ESISTENTI: Tale ricerca è incentrata sulla definizione ed analisi di strategie di retrofit in grado di incrementare la potenza prodotta di turbine a gas esistenti senza apportare modifiche strutturali alla macchina. Più in dettaglio è stata analizzata l'integrazione di turbine a gas con sistemi di raffreddamento dell'aria all'ingresso del compressore (sistemi frigoriferi a compressione o ad assorbimento con o senza accumulo, sistemi di iniezione di acqua tradizionali o di tipo fogging e overspray) o di iniezione in camera di combustione (sistemi di tipo STIG o HAI) valutandone sia l'incremento di potenza conseguibile, che analizzandone le prestazioni energetiche ed economiche con riferimento a numerose condizioni climatiche reali.

INTEGRAZIONE DELLE FONTI NON PROGRAMMABILI NELLA RETE DI DISTRIBUZIONE: L'attività di ricerca svolta nell'ambito del CIRI si focalizza sullo studio dell'integrazione tra sistemi a fonte  rinnovabile e sistemi a fonte fossile e/o sistemi di accumulo dell'energia elettrica. In tale contesto, particolare attenzione è stata riservata allo studio delle risorse rinnovabili programmabili (quali, ad esempio, biomasse e rifiuti) e non programmabili (quali, ad esempio, eolico e solare), con sistemi a combustibile fossile e/o sistemi di accumulo. La ricerca effettuata ha lo scopo di individuare ed analizzare le diverse possibilità per ridurre drasticamente la variabilità e l'incertezza legata a tali fonti. Oltre alla messa in funzione di riserve sincronizzate alla rete, un'altra opportunità, maggiormente efficiente, è fornita dai sistemi di stoccaggio sia su larga che piccola scala. Lo stoccaggio da fonti rinnovabili, per un utilizzo successivo dell'energia, è un'alternativa attraente: diverse sono state le possibilità di stoccaggio e accumulo analizzate, alcune delle quali ampiamente utilizzate come ad esempio le batterie o i sistemi idroelettrici di pompaggio, altre attualmente in fase di ricerca e sviluppo tra cui i sistemi i sistemi ad aria compressa o la produzione di idrogeno.