SUSTAINABLE ENERGY | Università degli studi di Bergamo - Didattica e Rubrica

SUSTAINABLE ENERGY

Modulo Generico
Codice dell'attività formativa: 
161003-M1

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2022/2023
Insegnamento (nome in italiano): 
SUSTAINABLE ENERGY
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Caratterizzante
Tipo di insegnamento: 
Obbligatoria
Settore disciplinare: 
SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE (ING-IND/09)
Anno di corso: 
1
Anno accademico di offerta: 
2022/2023
Crediti: 
9
Responsabile della didattica: 
Altri docenti: 
Mutuazioni
  • Corso di studi in MECCATRONICA E SMART TECHNOLOGY ENGINEERING - Percorso formativo in MECHATRONICS

Altre informazioni sull'insegnamento

Ciclo: 
Primo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
72
Ore di studio individuale: 
135
Ambito: 
Ingegneria meccanica
Prerequisiti

Nessuno

Obiettivi formativi

Il corso si propone di formare professionisti nel campo dell'efficienza energetica. I partecipanti impareranno a scegliere la migliore combinazione di soluzioni impiantistiche basate su fonti fossili e rinnovabili, nonché a dimensionare i sistemi ibridi per soddisfare le esigenze degli utenti finali in ambito industriale, commerciale e residenziale. Inoltre, saranno implementate strategie di controllo per una produzione sostenibile ed efficiente di potenza elettrica, termica e frigorifera.

Contenuti dell'insegnamento

Questo corso fornirà ai partecipanti le conoscenze e le competenze necessarie per progettare e gestire impianti CCHP combinati con tecnologie rinnovabili nel contesto della generazione distribuita. Saranno definiti e calcolati i parametri di prestazione per la valutazione energetica, ambientale e tecno-economica, in presenza di complesse interazioni tra i componenti dell'impianto. Dopo una breve introduzione sui concetti di base della generazione centralizzata, il corso tratterà dei seguenti argomenti:
- soluzioni CHP
o motori a combustion interna
o cicli Rankine a fluido organico (ORC)
o micro-turbine a gas
o celle a combustibile
o teleriscaldamento
- energie rinnovabili
o bioenergie
o solare fotovoltaico
o eolico
o mini idro
o pompe di calore geotermiche
o solare termico
- sistemi di accumulo e stoccaggio
- soluzioni CCHP
o frigoriferi a compressione
o frigoriferi ad assorbimento/adsorbimento
o teleraffrescamento
- linee guida per la progettazione
- valutazione ambientale e tecno-economica.

Metodi didattici

Il corso comprende lezioni teoriche (48 ore) ed esercitazioni (24 ore). Durante le esercitazioni, gli studenti applicheranno le conoscenze teoriche a modelli d’impianto realistici. I sistemi ibridi, fossili e rinnovabili, saranno modellati mediante TRNSYS (TRaStient SYStem Simulation Program) per simulare le attuali condizioni operative, ricercando al contempo strategie di controllo ottimizzate.

Modalità verifica profitto e valutazione

L’esame si compone di una prova scritta articolata in 4/5 punti, con domande teoriche e semplici esercizi (voto in 30/30; punteggio minimo 18/30).

Altre informazioni

Gli studenti usufruiranno di dispense che coprono tutti gli argomenti del corso. Il materiale sarà messo a disposizione sulla pagina web dedicata. Sulla stessa saranno pubblicati gli esiti degli esami.
In caso di disposizioni dell’autorità
competenti in materia di contenimento e gestione dell’emergenza epidemiologica, l'insegnamento
potrebbe subire modifiche rispetto a quanto dichiarato nel syllabus per rendere il corso e gli esami in
linea con quanto disposto.

Prerequisites

No requirement

Educational goals

The course aims at training professionals in the field of energy efficiency. Participants will learn about choosing the best combination of conventional and renewable energy solutions as well as sizing the hybrid energy systems to comply with the end-user requirements in industrial, commercial and residential environments. Furthermore, control strategies will be implemented for a sustainable and efficient production and delivery of electric power, heat and cooling.

Course content

This course will equip participants with the knowledge and skills needed to design and manage CCHP plants combined with renewable technologies for distributed generation. The performance metrics that are capable to identify costs and benefits will be defined for energy, environmental and techno-economic assessment, under complex interactions among plant components. After a short introduction on the basic concepts of centralized generation, the course goes into detail on:
- CHP solutions
o internal combustion engines
o Organic Rankine Cycle
o gas turbines (micro-turbines)
o fuel cells
o district heating
- Renewable energy technologies
o bioenergy and waste-to-energy
o solar PV
o wind energy
o mini hydro
o geothermal heat pumps
o solar water heating
- Energy storage systems
- CCHP (Combined Cooling Heating Power) solutions
o electric chillers
o absorption/adsorption chillers
o district cooling
- design guidance (layout, sizing, interconnection among components)
- environmental and techno-economic assessment

Teaching methods

The course includes theoretical lessons (48 hours) and practical lessons (24 hours). During practical lessons, students will apply the knowledge in a project-based learning experience. Case studies will be analyzed to reveal best practices. Multi-energy systems will be modeled by means of TRNSYS (TRaNsient SYstem Simulation Program) to simulate realistic operating conditions, while searching for optimized control strategies.

Assessment and Evaluation

The exam consists of a written test divided into 4/5 parts, with theoretical questions and simple exercises (30/30 evaluation; minimum passing grade is 18/30)

Further information

Students will benefit from course lecture notes made available on a dedicated web page. Exam marks will be published on the same web page.
In case of provisions of the competent authority on containment and management of epidemiological emergency, the teaching may be subject to changes from what is stated in the syllabus to make the course and examinations in line with the provisions.