Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Impatto ambientale dei sistemi energetici
Docente
Prof. Orecchini Fabio
Settore Scientifico Disciplinare
ING-IND/09
CFU
6
Obiettivi formativi

Il corso propone lo studio delle interazioni tra l’ambiente ed i sistemi per la conversione dell’energia, con particolare riferimento alle emissioni inquinanti ed all'impatto ambientale relativo ai sistemi energetici. Individuazione degli strumenti e delle metodologie finalizzate alla valutazione delle possibili soluzioni per limitare gli effetti connessi con l’esercizio di sistemi energetici, quali turbine a gas, impianti a vapore, motori alternativi a combustione interna, impianti nucleari e sistemi di produzione di energia basati su fonti rinnovabili.

Risultati di apprendimento attesi

Al termine di questo corso, lo studente sarà in grado di:

  • comprendere gli effetti delle interazioni tra l’ambiente ed i sistemi per la conversione dell’energia;
  • individuare gli strumenti e le metodologie finalizzate alla valutazione delle possibili soluzioni per limitare gli effetti connessi con l’esercizio di sistemi energetici;
  • descrivere: turbine a gas, impianti a vapore, motori alternativi a combustione interna, impianti nucleari e sistemi di produzione di energia basati su fonti rinnovabili.
Prerequisiti

Non sono richiesti requisiti specifici

Programma del corso

Introduzione al corso.

Il panorama energetico mondiale ed italiano. Fonti primarie di energia e trasformazioni energetiche.

Tipologie di impatto dei sistemi energetici.

Emissioni gassose, emissioni liquide, emissioni solide, emissioni termiche, emissioni acustiche, altre tipologie di interazione.

Richiami sulle unità di misura degli inquinanti.

Inquinamento termico ed inquinamento acustico.

La potenza termica scaricata dagli impianti termoelettrici. Condensazione ad acqua: impatto del raffreddamento in circuito aperto. Torri di raffreddamento. Condensazione ad aria.

Dissipazione del calore negli impianti di raffreddamento: il problema dell’ ”isola di calore”.

Richiami di acustica tecnica. Emissioni acustiche nei sistemi energetici.

Inquinamento atmosferico.

Gli inquinanti chimici. NOx: meccanismi chimici di formazione ed effetti sull'ambiente.

Il CO: formazione e la velocità di rimozione; effetti sull'ambiente.

SOx: formazione; effetti sull'ambiente.

Gli idrocarburi e l’ambiente.

Il particolato atmosferico: caratterizzazione; distribuzione dimensionale; formazione; effetti nocivi.

I CFC e i sistemi frigoriferi; i fluidi frigoriferi a base di cloro e l’impatto con l’ambiente; l’ODP e il TEWI.

La CO2: la produzione dai combustibili; l´effetto serra: lo spettro di emissione terrestre e il GWP.

I combustibili.

Generalità sui combustibili impiegati nei sistemi energetici. Classificazione dei processi di combustione.

Impatto ambientale dei gruppi turbogas e dei cicli combinati.

Formazione degli inquinanti nelle turbine a gas, localizzazione e metodi per il controllo delle emissioni.

Sistemi di post-trattamento.

Impatto ambientale dei gruppi a vapore.

Formazione di inquinanti nei gruppi a vapore. Tipologie di gruppi a vapore. Sistemi IGCC (Integrated Gasification Cycle Combined). Sistemi di trattamento fumi e, abbattimento polveri.

Impatto ambientale dei motori alternativi a combustione interna.

La generazione di inquinanti nei motori AC: cause di formazione di CO, di HC e di NOx.

Motori Diesel: le emissioni inquinanti.

Sistemi di post-trattamento per i motori Diesel.

Impatto degli impianti nucleari.

Cenni sul processo di fissione nucleare. Il problema del trattamento delle scorie.

Sistemi energetici innovativi.

Impianti ad energia solare: solare termico e termodinamico; solare fotovoltaico. Impianti idroelettrici ed eolici: impianti idroelettrici ad acqua fluente e a diga; impianti eolici e microeolici. Impianti geotermici. Idrogeno e celle a combustibile: sistemi di produzione di idrogeno; celle a combustibile a bassa temperatura; celle a combustibile ad alta temperatura.

Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

  • L´impatto ambientale dei sistemi energetici, Cau G., Cocco D., S.G.E., seconda edizione.
  • Sistemi energetici, Vol.3: Impatto ambientale, Bianchi M., Peretto A., Gambarotta A., De Pascale A., Pitagora Ed., 2008.

Testi di approfondimento:

  • Sistemi energetici, Vol.2: Complementi, Bianchi M., Peretto A., Melino F., Pitagora Ed., 2008.
Criteri di valutazione
Tutte le prove di verifica e autoverifica intermedie previste dai Corsi ed erogate in modalità distance learning sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuali. Le prove di verifica e autoverifica intermedie non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d´esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004.
Modalità della prova finale

L´esame si svolge in forma scritta e/o orale. La prova scritta ha la durata massima di 120 minuti.

Didattica erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf.
Didattica interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione.
Ricevimento studenti

Previo appuntamento (f.orecchini@unimarconi.it)