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SISTEMI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA (codice 32430)

Curriculum: Energia e ambiente del corso di Ingegneria Meccanica
Programmazione per l'A.A.: 2020/2021

Appelli d'esame: Calendario - Prenotazioni
Orari del corso di Ingegneria Meccanica: apri


Crediti Formativi Universitari (CFU): 9
Settore Scientifico Disciplinare (SSD): ING-IND/09
Ambito disciplinare: Ingegneria meccanica
Attività: Attività formative caratterizzanti (B)
Ore aula: 42
Ore laboratorio:15
Ore esercitazioni: 15

Canale unico
  • Docente: PERNA ALESSANDRA Scheda informativa del docente PERNA
  • Docente: SPAZZAFUMO GIUSEPPE Scheda informativa del docente SPAZZAFUMO

Obiettivi:
Lo scopo del corso è quello di illustrare criticamente le possibilità di sviluppo dei sistemi di conversione termomeccanica dell’energia, nell’ottica del miglioramento dell’efficienza energetica e del contenimento delle emissioni inquinanti. In particolare si analizzano le più moderne tendenze di ottimizzazione degli impianti motore turbina a vapore (IMTV) e degli impianti motore turbina a gas (IMTG), sistemi di conversione su cui si basa la produzione di energia elettrica mondiale. Vengono trattati gli impianti combinati gas-vapore che attualmente, per valori di rendimento di conversione ottenibili, si impongono come la tecnologia più efficiente per la produzione di energia elettrica. Successivamente particolare attenzione viene rivolta allo studio delle tecnologie per un utilizzo “pulito” del carbone (impianti di gassificazione integrati con cicli combinati, IGCC) anche con cattura e sequestro della CO2. Nell’ambito degli impianti di gassificazione vengono inoltre analizzate configurazioni impiantistiche avanzate per la termovalorizzazione dei rifiuti. Infine, a completamento di un quadro di sviluppo, sono analizzate le prospettive di utilizzo di sistemi di conversione con Celle a Combustibile.

L´obiettivo è quindi formare uno specialista in grado di affrontare i diversi aspetti della progettazione, realizzazione e gestione di sistemi energetici basati sulla conversione termomeccanica dell’energia.
Nello specifico:
-Acquisire principi, criteri e tecniche di modellazione e ottimizzazione del progetto e del funzionamento dei sistemi di conversione e recupero di energia nell’ottica del miglioramento dell’efficienza energetica e della riduzione delle emissioni inquinanti e dei gas climalteranti (CO2);
-Fornire lo stato dell’arte delle tecnologie disponibili;
-Illustrare criticamente le possibilità di sviluppo e innovazione con riferimento a nuove configurazioni impiantistiche eco-compatibili e allo sfruttamento ottimale delle risorse energetiche.

Programma:
SCENARIO ENERGETICO ATTUALE E PROSPETTIVE A BREVE E MEDIO TERMINE
Analisi del sistema energetico attuale (consumi, fonti energetiche disponibili, tecnologie impiegate) e interventi per la transizione verso un modello di sistema energetico “decarbonizzato”.
Efficienza e risparmio energetico, riduzione dell’impatto ambientale dei sistemi di conversione dell’energia, contenimento delle emissioni inquinanti e climalteranti ( CCS CO2).
PROGETTAZIONE TERMICA DEI SISTEMI DI CONVERSIONE TERMOMECCANICA DELL’ENERGIA
•Impianti Turbina a Vapore: Progettazione termica e criteri di ottimizzazione delle prestazioni; Evoluzione,prospettive di sviluppo e campi di applicazione.
•Impianti Turbine a gas: Progettazione termica e criteri di ottimizzazione delle prestazioni. Evoluzione e prospettive di sviluppo delle TG industriali e aeronautiche. Applicazioni di piccola taglia: Microturbine
•Impianti a ciclo combinato gas-vapore: Criteri e metodologie di progettazione termica del sistema. Prospettive di sviluppo e campi di applicazione;
TECNOLOGIE PER IL CONTENIMENTO DELLE EMISSIONI INQUINANTI (NOx, SO2, ETC.) e CATTURA CO2
Sistemi di abbattimento in sede di pre-combustione, combustione e post-combustione
ENERGY SAVING
Cogenerazione e recupero energetico: Criteri progettuali delle tecnologie cogenerative e schemi impiantistici
TECNOLOGIE INNOVATIVE A BASSO IMPATTO AMBIENTALE
•Impianti di poligenerazione (elettrica, termica, combustibili sintetici): Gassificazione e relative tecnologie per un impiego pulito dei combustibili solidi. Impianti complessi con cattura della CO2. Tecnologie di gassificazione al plasma per la termovalorizzazione dei rifiuti e schemi d’impianto.
•Celle a Combustibile ad alta e bassa temperatura. Schemi di impianti ibridi con Celle a Combustibile e campi di applicazione.

Testi:
Appunti del docente, slides delle lezioni;
Il materiale è disponibile su google classroom.