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ENERGIA RINNOVABILE FLUVIALE E MARINA

Corso Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-30
Curriculum GESTIONE ENERGETICA SOSTENIBILE
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 12
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/02
Anno Secondo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 96
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Docente ALESSANDRA ROMOLO
Obiettivi Il corso si propone l’obiettivo di fornire le conoscenze fondamentali per il dimensionamento di sistemi per lo sfruttamento dell’energia prodotta dalle ‘acque’, sia in ambito fluviale che marittimo.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare le nozioni di base della meccanica dei fluidi allo studio dei corsi d’acqua, alla meccanica delle onde di mare e delle correnti marine, per stimare il potenziale di energia associato alla velocità e alla portata di una corrente fluviale, nonché il potenziale di energia ondosa e di una corrente marina in una fissata località.
Con riferimento all’ambito fluviale, lo studente sarà in grado di riconoscere, classificare e progettare i dispositivi di produzione di energia con relativi sub-componenti. In particolare, saprà progettare i sistemi “mini hydro” e valutarne l’impatto ambientale.
Con riferimento ai sistemi per lo sfruttamento dell’energia in ambito marittimo, si fornirà un overview dei dispositivi per lo sfruttamento dell’energia dalle correnti e dalle onde di mare. Loro classificazione e tipologia di funzionamento. Verranno, infine, fornite le nozioni fondamentali per il funzionamento: i) di sistemi per lo sfruttamento delle correnti, ii) di sistemi oscillanti per la conversione dell’energia ondosa, ovvero sistemi a colonna d’acqua oscillante (oscillating water column, OWC) e corpi galleggianti.

Programma EQUAZIONI DELLA MASSA, DI BERNOULLI E DELL’ENERGIA (2 CFU)
Conservazione della massa. Energia meccanica e rendimento. Teorema di Bernoulli. Linea piezometrica e linea dei carichi totali. Interpretazione energetica. Estensione del teorema di Bernoulli ai fluidi reali. Equazione generale dell’energia. Trasmissione di calore. Trasferimento di lavoro. Lavoro compiuto da un albero rotante. Lavoro compiuto dalle forze di pressione. Equazione dell’energia per il moto permanente. Il caso di fluido perfetto. Coefficiente di ragguaglio della potenza cinetica. Scambio di energia corrente – macchina. Moto nei canali a pelo libero. Classificazione dei moti a superficie libera. Il numero di Froude e la celerità. L’energia specifica. Equazioni di continuità e dell’energia.

ANALISI IDROLOGICA PER LA VALUTAZIONE DEL POTENZIALE ENERGETICO FLUVIALE (2 CFU)
Elementi di probabilità e statistica: popolazione e campioni; grandezze statistiche campionarie; correlazione e regressione; variabile aleatoria, distribuzione di probabilità di una variabile aleatoria, valore atteso di una variabile aleatoria. Stimatori: metodo dei momenti, metodo degli L-momenti. Modelli di regressione semplice e multipla. Registrazione dei dati idrologici, strumenti di misura delle precipitazioni. Gli annali idrologici. Caratteristiche idrologiche delle portate: idrogramma, curva delle durate, curva delle durate standardizzate, curve delle durate per mesi particolari o per altri periodi. Deflussi superficiali: misure di portata, portata di massima piena, diagrammi delle portate e dei deflussi. Piene, piene di progetto, analisi statistica dei dati di piena. Deflusso Minimo Vitale. Stima della potenza e dell’energia producibile dall’impianto. Il problema della fornitura continua di energia.

SFRUTTAMENTO DELL’ENERGIA FLUVIALE (2 CFU)
Classificazione degli impianti idroelettrici. Potenza di un impianto. Energia estraibile. Dimensionamento di un impianto idroelettrico: elementi caratteristici; curva di concentrazione; serbatoi di regolazione. Aspetti progettuali: impianti fluviali senza canale di restituzione; impianti con canale di derivazione; impianti connessi a dighe di ritenuta; impianti ad accumulazione. Piccoli impianti idroelettrici: strutture per opere di presa e accumulo; opere idrauliche; canali di restituzione. Equipaggiamento elettromeccanico, turbine idrauliche. La valutazione dell’investimento: producibilità elettrica, contratto di vendita dell’energia, costi degli impianti, benefici ambientali. Procedure autorizzative. Concessione di sfruttamento dell’acqua. Valutazione di impatto ambientale: impatto paesaggistico, naturalistico, acustico, dei campi elettromagnetici sulle telecomunicazioni, sulla sicurezza dei luoghi.


DESCRIZIONE DEL MOTO ONDOSO (1 CFU)
Formulazione matematica per rappresentazione moto ondoso
Elevazione d’onda e potenziale di velocità per onde regolari
Flusso di energia per onde regolari
Cenni su effetti di diffrazione, shoaling e rifrazione

ONDE IRREGOLARI (1 CFU)
Concetto di stato di mare
Parametri per descrivere uno stato di mare
Teoria degli stati di mare


IL POTENZIALE DI ENERGIA DA ONDE E DA CORRENTI IN UNA FISSATA LOCALITA’ e TECNOLOGIE PER LO SFRUTTAMENTO DELLE RISORSE IN MARE (1CFU)
Potenziale Energetico del Moto Ondoso. Stima della risorsa.
Sistemi per lo sfruttamento dell’energia da onde e da correnti in mare: principi di funzionamento e tecnologie

SISTEMI OSCILLANTI PER LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA ONDOSA (1CFU)
Sistemi oscillanti in mare per la conversione dell’energia ondosa. Interazione onda-corpo oscillante: forza idrodinamica che agisce su un corpo oscillante, radiazione da un corpo oscillante.
Assorbimento di energia ondosa da parte di un corpo oscillante in movimento – Potenza massima assorbita – Concetto di Risonanza - Potenza utile massima convertita

TECNOLOGIE A COLONNA D’ACQUA OSCILLANTE PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETRICA IN MARE (OSCILLATING WATER COLUMN, OWC) (2CFU)
Interazione delle onde con sistemi a colonna d'acqua oscillante. OWC con PTO. Potenza assorbita - Potenza massima assorbita
Sistemi fissi.
Testi docente • Paolo Boccotti, 2014. “Wave Mechanics and wave loads on Marine Structures”, ELSEVIER
• Johannes Falnes, 2002. Ocean Waves and Oscillating Systems, CAMBRIDGE University Press
• Yunus A. Çengel, John M. Cimbala (per l'edizione italiana Giuseppe Cozzo, Cinzia Santoro). Meccanica dei fluidi, III edizione. McGraw-Hill Companies, 2014.
• Duilio Citrini, Giorgio Noseda. Idraulica. CEA, 1987.
• Vito Ferro. La sistemazione dei bacini idrografici, Seconda Edizione. Mc Graw-Hill, 2006.
• Maurizio Tanzini. Impianti idroelettrici. Progettazione e costruzione, Seconda edizione aggiornata. Dario Flaccovio Editore, 2013.
• Fabio Andreolli. Impianti micro idroelettrici. Progetto e installazione. Dario Flaccovio Editore, 2014
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica
Docente Giovanni Malara
Obiettivi Il corso si propone l’obiettivo di fornire le conoscenze fondamentali per il dimensionamento di sistemi per lo sfruttamento dell’energia prodotta dalle ‘acque’, sia in ambito fluviale che marittimo.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare le nozioni di base della meccanica dei fluidi allo studio dei corsi d’acqua, alla meccanica delle onde di mare e delle correnti marine, per stimare il potenziale di energia associato alla velocità e alla portata di una corrente fluviale, nonché il potenziale di energia ondosa e di una corrente marina in una fissata località.
Con riferimento all’ambito fluviale, lo studente sarà in grado di riconoscere, classificare e progettare i dispositivi di produzione di energia con relativi sub-componenti. In particolare, saprà progettare i sistemi “mini hydro” e valutarne l’impatto ambientale.
Con riferimento ai sistemi per lo sfruttamento dell’energia in ambito marittimo, si fornirà un overview dei dispositivi per lo sfruttamento dell’energia dalle correnti e dalle onde di mare. Loro classificazione e tipologia di funzionamento. Verranno, infine, fornite le nozioni fondamentali per il funzionamento: i) di sistemi per lo sfruttamento delle correnti, ii) di sistemi oscillanti per la conversione dell’energia ondosa, ovvero sistemi a colonna d’acqua oscillante (oscillating water column, OWC) e corpi galleggianti.

Programma N.D.
Testi docente N.D.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Docente Valentina Laface
Obiettivi Il corso si propone l’obiettivo di fornire le conoscenze fondamentali per il dimensionamento di sistemi per lo sfruttamento dell’energia prodotta dalle ‘acque’, sia in ambito fluviale che marittimo.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare le nozioni di base della meccanica dei fluidi allo studio dei corsi d’acqua, alla meccanica delle onde di mare e delle correnti marine, per stimare il potenziale di energia associato alla velocità e alla portata di una corrente fluviale, nonché il potenziale di energia ondosa e di una corrente marina in una fissata località.
Con riferimento all’ambito fluviale, lo studente sarà in grado di riconoscere, classificare e progettare i dispositivi di produzione di energia con relativi sub-componenti. In particolare, saprà progettare i sistemi “mini hydro” e valutarne l’impatto ambientale.
Con riferimento ai sistemi per lo sfruttamento dell’energia in ambito marittimo, si fornirà un overview dei dispositivi per lo sfruttamento dell’energia dalle correnti e dalle onde di mare. Loro classificazione e tipologia di funzionamento. Verranno, infine, fornite le nozioni fondamentali per il funzionamento: i) di sistemi per lo sfruttamento delle correnti, ii) di sistemi oscillanti per la conversione dell’energia ondosa, ovvero sistemi a colonna d’acqua oscillante (oscillating water column, OWC) e corpi galleggianti.

Programma N.D.
Testi docente N.D.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

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