Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Paolo PRINCIPI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [SM05] RISCHIO AMBIENTALE E PROTEZIONE CIVILE Master Degree (2 years) - [SM05] ENVIRONMENTAL RISK AND CIVIL PROTECTION
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/11 - FISICA TECNICA AMBIENTALE
ITALIANO
Italian
Conoscenze di base di Fisica e d Fisica Tecnica Ambientale(Termodinamica, trasmissione del Calore, Benessere termoigrometrico).
Taken the exam of Environmental Technical Physic.
(Thermodynamics, Heat and mass Transfer, Thermal comfort).
Sono previste lezioni teoriche distribuite tra le varie tematiche relative al tema generale del consumo energetico e delle singole energie alternative ( 6 crediti, 48 ore). La frequenza al corso, seppure non obbligatoria, è consigliata.
The course is developed through series of lectures, divided into blocks on specific topics (6 university education credits, 48 hours)
The frequency of the course, although not mandatory, is strongly recommended.
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze approfondite sulla situazione energetica internazionale comprendente i consumi di energia primaria mondiale ed in dettaglio dei principali paesi industriali ed i conseguenti livelli di inquinamento dell’ambiente. Successivamente gli studenti apprendono le linee principali dei programmi, delle politiche e delle azioni energetiche a livello Internazionale, europeo, nazionale e regionale per attenuare il cambiamento climatico. Attraverso la conoscenza delle teorie analizzate in fisica tecnica, gli studenti analizzano le metodologie di sfruttamento delle singole energie alternative, approfondendo, in dettaglio, le varie tecnologie per la trasformazione in energia elettrica ed energia termica, i funzionamenti, gli impatti ambientali e gli esempi di installazione a livello nazionale ed internazionale.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà acquisire la seguente abilità professionalizzante: capacità di sviluppare strategie per l’applicazione di tecnologie destinate allo sfruttamento delle singole energie alternative, facendo analisi critica delle potenzialità energetiche caratterizzanti il territorio, prevedendo gli impatti ambientali che produrrebbero le varie tecniche applicate al territorio stesso.
Competenze trasversali.
Produrre valutazioni di risparmio energetiche e abbattimento dei carichi ambientali. Avere conoscenza di leggi, norme e modalità di incentivazione riguardanti l’abbattimento del consumo energetico e l’applicazione delle tecniche per lo sfruttamento delle energie alternative.
Knowledge and Understanding.
To the end of the instruction the student will have to know the international energy situation including the world's primary energy consumption and in detail the main industrial countries and the resulting levels of environmental pollution. Later, students learn the main lines of programs, policies and energy actions at international, European, national and regional levels to mitigate climate change. At the end the functioning of all types of renewable energies technologies. The Renewable Energy Program gives the student a solid foundation in the fundamental design, installation techniques required to work with renewable technologies.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The student will also acquire the following professional skills: ability to make simple energy analysis, for example, the fuel used to cool the buildings on the territory in order to make strategies for the reduction of energy consumption and sending in the gas atmosphere greenhouse. Do anyway energy issue advice to the decision-maker with the aim of producing strategies to pursue environmental sustainability, reduce the consumption of fossil fuels and reduce the phenomenon of climate change.
Transversal Skills.
The exercises, performed by students in a collaborative way, but also independently, allow to learn, as well as the examination procedures also wrote the cooperation mechanisms in the development of energy strategies for environmental sustainability. These practices allow to acquire independent judgment, ability to learn and draw conclusions independently, but also to develop communication skills, enhanced by teamwork.
Politiche energetiche
Consumi di energia nei vari settori. Uso di combustibili ed effetti correlati: emissioni in atmosfera, effetto serra. Programmi delle politiche e delle azioni energetiche a livello internazionale. europeo, nazionale, regionale. Esempi di azioni energetiche a livello locale.
Energia solare
Disponibilità, distribuzione e natura della radiazione solare, air mass, fenomeni nel transito in atmosfera, misura della radiazione solare, modalità di acquisizione ed accumulo della energia solare.
Solare termico: collettori solari: piani, a tubi evacuati, heat pipe. Componenti, principio di funzionamento, efficienza del collettore solare e metodo di misura. Superfici selettive, assorbitori metallici e polimerici, accumulo.
Solare termodinamico: Centrali a collettori parabolici lineari, a torre, con lenti di Fresnel, i sistemi isolati con paraboloidi circolari. Sistemi “grid connected” e “stand alone”, le centrali ibride, le tipologie, componenti per l’accumulo termico ad alta temperatura. Esempi significativi a livello nazionale ed internazionale.
Solar pond: laghi solari a gradiente salino e shallow solar pond, principi di funzionamento, produzione di energia termica, elettrica. Realizzazioni a livello nazionale ed internazionale.
Fotovoltaico: Il processo fotovoltaico nei materiali semiconduttori, il silicio mono e policristallino, tecniche di costruzione delle celle, dei moduli e dei campi fotovoltaici. Tecnologie di produzione dei sistemi multistrato. Silicio amorfo, telloruro di cadmio, diseleniuro di rame e indio La terza generazione di materiali organici polimerici su substrato. Programmi nazionali di incentivazione, diffusione attuale in Italia ed in Europa, benefici ambientali.
Bioedilizia: Trasformazione di un edificio tradizionale in edificio a basso impatto energetico. Sistemi solari passivi: a guadagno diretto, indiretto ed isolato. Le serre solari, i muri di Trombe-Michel, i roof pond. Processi di ventilazione naturale e di raffrescamento adiabatico degli edifici.
Energia del vento
Caratterizzazione della fonte, disponibilità (indagini anemologiche e mappe della ventosità), compatibilità ambientale e paesaggistica, la tecnologia, ricerca del sito. Gli aerogeneratori: analisi dei componenti e delle varie tipologie, la struttura dei i parchi eolici on-shore ed off-shore, tipologie, impatti ambientali.
Energia dalle acque
Energia idroelettrica: le centrali a bacino, ad accumulo ad acqua fluente. Tipologie impiantistiche. Energia dal mare da: moto ondoso, maree, correnti marine. gradiente di temperatura disponibilità.
Energia geotermica
Disponibilità di energia termica dal suolo ad alta e bassa entalpia. Bacini di energia termica a vapore dominante e ad acqua dominanteP. rogetto Rocce Calde Secche, problemi ambientali e gestionali. Impianti a contropressione e a condensazione. La climatizzazione pompa di calore e sonde geotermiche.
Energia da biomasse
Disponibilità, biomasse solide, liquide, gassose, residuali da coltivazioni energetiche. Biomasse solide. Tecniche di conversione energetica, gassificazione, pirolisi e carbonizzazione. Produzione di metanolo, produzione del biodiesel. Digestione anaerobica, fermentazione alcolica. Problemi ambientali e gestionali.
Efficienza energetica negli edifici e certificazione energetico-ambientale
Introduzione ai protocolli di valutazione energetico ambientale degli edifici. Cenni sui protocolli LEED, BREAM, Itaca ecc.
Effetto isola di calore e tetti verdi
Fenomeno urban heat island, effetto canyon e loro conseguenze ambientali, Tetti verdi estensivi ed intensivi, cool roofs. Benefici energetici dai tetti verdi.
Energie nucleare
Generalità sui sistemi nucleari per l produzione di energia elettrica.
Fossil Fuels and environmental aspects of their use
Pollution and correlated effects: emission due to the human activities. Greenhouse effect, greenhouse gases, climate change, action for emission limitation.
Energy consumption in human activities, sustainable management of natural and environmental resources.
Energy policy
International policy and energy actions:
European policy and energy actions, italian policy and energy actions, regional policy and energy actions, local energy actions
Renewable energies
Introduction to renewable energies. Definitions, classification and diffusion of renewable energy technologies. Principles and practices.
Solar Energy
Assessment of solar energy availability, thermal power (solar collectors and high-temperature solar thermal power systems) and electric power technologies (photovoltaic ), environmental impacts
Solar thermal electric power
High-temperature Solar thermal power systems (concentrating solar power), Concentration of sunlight: parabolic trough collector, linear Fresnel collector, central receiver system with dish collector and central receiver system with distributed reflectors, concentrated solar thermal trough power plant with thermal storage, Solar Thermal Tower Power Plants, Dish-Stirling Systems. Examples in the word.
Solar thermal
Collector types, flat plate and the evacuated tube solar thermal systems, heat pipe evacuated tube, solar thermal air collector. Types of absorber, selective surfaces, Efficiency, storage tanks. Environmental benefits.
Solar pond
Basic system principles, advantages, disadvantages, efficiency, thermal and electricity generation, desalination, applications in developing countries.
Photovoltaic
Photovoltaic effect, Photovoltaic (PV) materials: crystalline silicon, thin-film materials such as cadmium telluride, copper indium diselenide, and amorphous silicon.
Polymer. Devices convert sunlight into electrical energy, PV cells, technologies of cells combined into modules, modules assembled into PV arrays, components, stand alone and grid connected systems. Concentrated PV. The international and national programs.
Hydropower
Assessment of hydropower availability, overview of hydropower technologies.: impoundment, diversion, and pumped storage. Sizes of hydroelettric power plant. Types of hydro turbines: impulse and reaction.
Energy from the sea
Assessment of tidal and wave power availability, Wave power, oceanic currents, deep currents, tidal currents, horizontal axis turbine, vertical axis turbine, oscillating hydrofoil, attenuator, point adsorber, oscillating water column, overtopping, thermal gradient, OTEC. Examples in the word.
Wind power
Assessment of wind power availability, technologies for electricity generation, wind turbine, components of wind turbine, main parts to a wind turbine: the base, tower, nacelle, and blades., wind farms, onshore and offshore, Italian and European examples.
Geothermal
Assessment of available geothermal energy, technologies for thermal and electric power generation, geothermal power plants: dry steam, flash steam, and binary cycle, environmental impacts.Geothermal direct use by heat pump,
Biomass
assessment of biomass availability, technologies for electric production. Combustion and gasification. Aerobic and anaerobic digestion processes. Biofuel, biopower
L'esame consiste in una prova orale. La prova deve essere superata con il voto di 18/30. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Durante la prova orale, viene valutata la capacità dello studente di conoscere le problematiche relative al consumo dei combustibili fossili e le soluzioni ai problemi attraverso l'applicazione delle energie alternative.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Al termine della prova orale viene assegnato il voto in trentesimi. Viene confermato il superamento dell’esame quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto viene attribuito considerando il livello di approfondimento delle risposte date dallo studente alle domande sugli argomenti del corso. La lode viene attribuita quando lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.
Learning Evaluation Methods.
The exam consists of an oral exam. The test must be passed by the vote of 18/30. It is foreseen to award the highest marks with praise (30 cum laude).
Learning Evaluation Criteria.
During the oral examination, the student's ability to know the problems of fossil fuel consumption and solutions to problems through the application of alternative energies is assessed.
Learning Measurement Criteria.
At the end of the oral test, the vote is given in thirty-five. Examination is confirmed when the vote is greater than or equal to 18. It is expected that the maximum number of votes will be awarded with praise (30 and praise).
Final Mark Allocation Criteria.
Voting is given considering the level of in-depth answers given by the student to the questions on the subjects of the course. Praise is attributed when the student has demonstrated full mastery of the subject.
Files in pdf files relativi alle slides proiettate durante le lezioni scaricabili dalle pagine web del titolare del corso all'interno della piattaforma Moodle Univpm
Pdf files handouts for specific topics download from web pages teacher in Moodle learning management system
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2018-2019
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427