Docente/i: Roberto Preto   Giuseppe Venchi  

Denominazione del corso: Impianti di energia solare e di energia da biomasse
Codice del corso: 504115
Corso di laurea: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/32
L'insegnamento è affine per: Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso riguarda la produzione di energia da biomasse e da fotovoltaico. Entrambi i moduli introdurranno i principi di funzionamento dei vari tipi di impianto e fornirà gli strumenti, sia teorici che tecnico pratici, necessari al dimensionamento delle parti che compongono l’impianto. Ove rilevante, saranno anche trattati gli aspetti normativi e sarà valutata la convenienza economica della costruzione ed esercizio dell’impianto.

Programma del corso

Impianti di Energia da Biomasse
Biomasse: definizione e classificazione. Norme italiane in materia di riduzione delle emissioni di gas serra. Disponibilità biomasse a livello mondiale, europeo ed italiano. Disponibilità regionale delle biomasse. Filiera della biomassa legnosa, erbacea e da semi e frutti. Filiere possibili in Italia. Proprietà delle biomasse. Tipologie. Lignocellulosiche. Amidacee. Saccarifere. Oleaginose. Rifiuti solidi urbani (RSU). Reflui zootecnici. Biocombustibili liquidi. Biocombustibili liquidi. Biocombustibili gassosi. Processi di conversione delle biomasse. Tipologie e analisi globali dei sistemi di conversione. Reattori parametri e analisi di processo. Tipologie di reattori. Parametri di processo. Analisi di processo. Conversione biochimica. Digestione anaerobica. Fermentazione. Estrazione di oli, raffinazione ed esterificazione. Immisione, miscelazione, condizionamento, monitoraggio. Sistemi di immissione. Sistemi di miscelazione. Sostanze nocive. Condizionamento a freddo. Condizionamento a caldo. Sistemi di monitoraggio. Generazione di calore. Termocamini. Caldaie. Centrali termiche. Generazione di elettricità. Turbomacchine motrici. Celle a combustibile. Descrizione e analisi di due diversi sistemi di generazione da biomasse. Impianti di digestione anaerobica. Impianto di gassificazione. La cogenerazione. Analisi dei costi e dei ricavi. Esercizio in parallelo alla rete elettrica di sistemi a biomasse. Sistemi incentivanti e ritiro commerciale dell'energia elettrica iniettata in rete. Elementi di capital budgeting. Progetti di impiante a biomasse.

Impianti di Energia Solare

• Cos’è l’energia solare e come sfruttarla: sorgente e potenza disponibile, air mass, strumenti per la misura dell’irraggiamento, effetto fotoelettrico, struttura fisica della cella, tipi di celle fotovoltaiche.
• Celle e moduli fotovoltaici: modello della cella fotovoltaica, potenza erogata dalla cella fotovoltaica, moduli fotovoltaici, pannelli a concentrazione, condizioni di prova standard, interconnessioni di celle e moduli.
• Produzione di energia elettrica: schema di principio di un impianto fotovoltaico, peculiarità della produzione di un impianto fotovoltaico, rendimento dell’impianto fotovoltaico, calcolo della producibilità, potenza consumata e potenza immessa in rete.
• Inverter per applicazioni fotovoltaiche: generalità, schema di inverter per funzionamento ad isola, schemi di inverter grid-connected, sincronismo con la rete, maximum power point tracking (mppt), anti islanding, efficienza ed efficienza europea, installazione dell’inverter.
• Progettazione dell’impianto: generalità, dimensionamento in potenza e scelta dei moduli, verifica degli ombreggiamenti, scelta della tensione del generatore fotovoltaico e dell’inverter, topologia dell’impianto, interfacciamento con la rete, messa a terra, cablaggio, dispositivi di protezione, manovra e sezionamento, protezioni dalle sovracorrenti, protezioni dalle sovratensioni.
• Valutazioni economiche: remunerabilità di un impianto fotovoltaico, il V Conto Energia, tempo di ritorno dell’investimento.

Prerequisiti

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Appunti dalle lezioni

Luca Rubini. Biomasse per l'energia. ISES ITALIA.

Metcalf & Eddy. Ingegneria delle acque reflue: trattamento e rius. Mc Graw Hill 2005.

G. Bonardi, C. Patrignani. Energie alternative e rinnovabili. IPSOA 2010.

Titolo del riferimento da modificare.

Caye M. Drapcho, Nghiem Phu Nhuan, Terry H. Walker. Biofuels Engineering Process Technology. Mc Graw Hill 2008.

Digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi" - Manuali e linee guida 13/2005. APAT Agenzia per la protezione dell'Ambiente e per i servizi tecnici.

F. Arecco. Codice dell'energia Normativa Prassi Giurisprudenza. IPSOA 2010.

"Testo Unico Ambientale" D.lgs. n. 152 del 3 Aprile 2006 e successivi emendamenti.

G. Venchi. Appunti per il modulo di Impianti di energia solare. Si tratta di dispense che vengono distribuite a lezione.

A cura di Vito Carrescia, in collaborazione con il GSE. Guida Blu no. 15 . TuttoNormel.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Per entrambi i moduli: prova orale e presentazione di un progetto.