Obiettivi formativi
Il corso intende fornire approfondimenti sia sulle caratteristiche e sulle applicazioni delle energie rinnovabili, sia sul calcolo delle prestazioni energetiche di edifici e impianti nei settori civili e industriali.
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i principi fondamentali dell'efficienza energetica in edilizia e delle relative soluzioni impiantistiche.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di affrontare ed analizzare gli aspetti peculiari del fabbisogno energetico degli edifici e dell'utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti per discutere in maniera critica le tematiche affrontate nel corso.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di presentare in maniera chiara e semplice i concetti acquisiti.
Prerequisiti
E’ utile avere dimestichezza con nozioni elementari di Fisica Tecnica.
Contenuti dell'insegnamento
Le prime lezioni riguardano argomenti relativi ai fabbisogni dell’involucro edilizio. Sono presentati gli elementi fondamentali di impianti di riscaldamento e per produzione di acqua calda sanitaria. Viene trattata anche la certificazione energetica di edifici civili e industriali.
La seconda parte del corso è rivolta alla trattazione delle fonti di energia convenzionale e rinnovabile (marina, solare, geotermica, eolica).
Programma esteso
Valutazione dei parametri termofisici dell’involucro edilizio. Efficienza energetica degli impianti per la climatizzazione invernale. Componenti di impianti di riscaldamento ad acqua e per produzione di acqua calda sanitaria; calcolo dei rendimenti. Confronto delle prestazioni energetiche di varie soluzioni impiantistiche, impianti tradizionali e sistemi a pompa di calore: principio di funzionamento, COP e EER, Bin method per il calcolo del COP medio stagionale delle pompe di calore aria-aria e aria-acqua.
Certificazione energetica di edifici civili e industriali: normativa tecnica per il calcolo del fabbisogno energetico ed esempi applicativi.
Fonti di energia. Le fonti di energia convenzionale (carbone, petrolio, gas, idroelettricità) e nucleare. Le fonti di energia rinnovabile.
Energia marina: impianti OTEC; utilizzazione delle maree per la produzione di energia elettrica; energia disponibile dal moto ondoso.
Energia geotermica: acquifero e copertura; gradiente e campi geotermici; impianti geotermoelettrici. Utilizzazione di fluidi geotermici a bassa entalpia, sonde geotermiche, applicazioni nell'industria e nel settore civile.
Energia solare: radiazione solare su superfici inclinate; utilizzazioni termiche; collettori (piani e parabolici) e calcolo del rendimento; accumulo termico; impianti solari termici.
Conversione elettrica dell'energia solare; centrali solari a eliostati; conversione fotovoltaica, tecnologia delle celle solari; applicazioni di pannelli fotovoltaici.
Energia eolica: disponibilità di energia dal vento; analisi dei siti eolici; distribuzione probabilistica di Raiyleigh e Weibull; rendimento teorico di Betz; aeromotori e aeogeneratori di piccola, media e grande taglia; impianti eolici.
Bibliografia
Dispense e materiale didattico.
J.A. DUFFIE, W.A. BECKMAN: SOLAR ENGINEERING OF THERMAL PROCESSES. JOHN WILEY & SONS, INC.
Metodi didattici
Lezioni frontali.
Durante le lezioni verranno discusse le problematiche generali per l'analisi dell'efficienze energetica degli edifici e delle fonti di energia alternative.
Il corso sarà affiancato da esercitazioni.
Le esercitazioni hanno lo scopo di fornire la possibilità agli studenti di potersi misurare nell'affrontare soluzioni autonome ai problemi reali.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento viene effettuata mediante una verifica scritta in itinere e una verifica finale scritta e/o orale.
La verifica è così pesata: 50% verifica in itinere; 50% verifica finale (domande teoriche, applicazione della teoria a problemi anche originali e proprietà di esposizione).
Altre informazioni
E’ consigliata la frequenza del corso.
