Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Gabriele COMODI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING Master Degree (2 years) - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/09 - SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE
Inglese
English
Cicli termodinamici di base (Rankine, Brayton); caratteristiche delle principali macchine operatrici/motrici (turbine a gas, vapore ed idrauliche, pompe, compressori); conoscenza dei generatori di calore termici (caldaie, generatori di vapore) e dei concetti fondamentali di trasmissione del calore.
The student must have preferably attended the course of “energy conversion systems”
Il corso consiste in 72 ore di lezione così suddivise:
• 56 lezioni di teoria
• 8 di esercitazione
• 8 di laboratorio
The course consists of 48 hours of class lectures, divided as the following:
• 56 hours of theory
• 8 hours of exercises
• 8 hours of laboratory
Il corso fornisce una conoscenza approfondita dei principali sistemi di accumulo dell’energia nelle sue varie forme(elettrica, chimica, termica e frigorifera) nonché una conoscenza avanzata dei principali sistemi di conversione dell’energia elettrica e termica. Verranno presentati i punti di forza e le criticità dei sistemi di conversione energetica e di accumulo anche alla luce del contesto di mercato dell’energia elettrica e del gas, dei cambiamenti del settore energetico legati alla transizione energetica, alle smart grid, alla diffusione delle fonti rinnovabili e all’incentivazione dell’efficienza energetica negli usi finali. Il corso fornisce una conoscenza approfondita sia del ruolo degli accumuli come tecnologie abilitanti la transizione energetica in contesti con forte utilizzo delle fonti rinnovabili non programmabili, sia delle possibili strategie di gestione degli accumuli stessi in base ai diversi obiettivi (economici e/o ambientali..) dell’utilizzatore finale.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
1. scegliere e progettare le configurazioni di impianti di conversione energetica che soddisfino al meglio i requisiti di fattibilità tecnico-economica, efficienza energetica, alla luce delle normative vigenti
2. Saper scegliere e dimensionare sistemi di accumulo di energia idonei alle diverse applicazioni;
3. Saper sviluppare una strategia di schedulazione della carica e della scarica a seconda dei diversi obiettivi posti (massimizzazione autoconsumo rinnovabili, massimizzazione del profitto economico);
4. Saper valutare l’applicazione di accumuli di energia innovativi non ancora in commercio ma studiati ad oggi a livello di concept
Saper sviluppare una strategia di schedulazione ottimale per soddisfare la domanda di energia da parte di un impianto integrato equipaggiato con: uno o più sistemi di conversione energetica e uno o più sistemi di accumulo dell’energia
Competenze trasversali.
La capacità di affrontare e risolvere problemi di progettazione e ottimizzazione contribuirà a sviluppare le capacità critiche dello studente nonché a formulare giudizi con autonomia.
Knowledge and Understanding.
The course provides an in-depth knowledge of the main energy storage systems in its various forms (electrical, chemical, thermal and refrigeration) as well as advanced knowledge of the main electrical and thermal energy conversion systems. The strengths and criticalities of energy conversion and storage systems will be presented also in light of the electricity and gas market context, changes in the energy sector linked to the energy transition, smart grids, and the spread of sources. renewables and the promotion of energy efficiency in end uses.
The course provides an in-depth knowledge and understanding both of the role of accumulations as enabling technologies for the energy transition in contexts with a strong use of non-programmable renewable sources, and of the possible strategies for managing the accumulations themselves based on the different objectives (economic and / or environmental..) of the end user.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course the student will be able to:
1. choose and design the configurations of energy conversion systems that best meet the requirements of technical-economic feasibility, energy efficiency, in light of current regulations
2. Know how to select and size energy storage systems suitable for different applications;
3. Know how to develop a charging and discharging scheduling strategy according to the various objectives set (maximizing renewable self-consumption, maximizing economic profit);
4. Knowing how to evaluate the application of innovative energy storage not yet on the market but to date investigated by scientific community at the concept level
5. 4. Know how to develop an optimal scheduling strategy to meet the energy demand from an integrated system equipped with: one or more energy conversion and one or more energy storage systems
Transversal Skills.
The ability to face and solve design and optimization problems will help develop the student's critical skills as well as make judgments independently.
Introduzione agli impianti di conversione energetica
cicli turbogas avanzati, cicli combinati
cogenerazione
impianti termici e frigoriferi
Esercitazioni su cicli turbogas, combinati e cogenerazione
accenni al mercato dell’energia
Introduzione ad ASPEN-HYSYS
Laboratorio in ASPEN-HYSYS
tipologie di sistemi di accumulo e loro ruolo nel nuovo contesto di transizione energetica;
Sistemi di accumulo termici: sistemi a calore sensibile; sistemi a cambiamento di fase
Sistemi di accumulo elettrici: batterie;
Sistemi di accumulo meccanici: CAES, LAES, volani
Power-to-hydrogen: elettrolizzatori, fuel cells
Power-to-X
Aggregatori e virtual power plants
Esercitazioni su dimensionamento e scelta di sistemi di accumulo
Algoritmi di gestione e programmazione
Introduction to energy conversion plants
advanced turbogas cycles, combined cycles
cogeneration
heating and refrigeration systems
Exercises on turbogas, combined and cogeneration cycles
hints to the energy market
Introduction to ASPEN-HYSYS
Lab activity on ASPEN-HYSYS
types of storage systems and their role in the new context of energy transition;
Thermal storage systems: sensitive heat systems; phase change systems
Electric storage systems: batteries;
Mechanical accumulation systems: CAES, LAES, flywheels
Power-to-hydrogen: electrolysers, fuel cells
Power-to-X
Aggregators and virtual power plants
Exercises on sizing and choice of storage systems
Management and programming algorithms
L'esame consiste in una prova scritta ed in una discussione orale per la conferma del voto ottenuto allo scritto. La prova scritta consterà di uno o più esercizi e di una o più domande di teoria. In casi particolari (per esempio studenti portatori di handicap con difficoltà a scrivere) l'esame potrà consistere in una prova orale.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per ciascuna domanda della prova scritta verranno valutate: 1) la correttezza numerica e metodologica nello svolgimento dell’esercizio; 2) la pertinenza della risposta con l'oggetto della domanda; 3) la completezza e l'esaustività della risposta in riferimento alla domanda; 4) la padronanza dei concetti e della terminologia ingegneristica; 5) la chiarezza espositiva
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto sarà assegnato in trentesimi, con possibilità di lode. La votazione minima per passare l’esame è 18/30.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Per superare l’esame lo studente deve dimostrare di avere una buona conoscenza della materia: dei principali sistemi di accumulo dell’energia; della loro applicazione nelle reti energetiche e negli usi finali; delle principali tecniche di programmazione e di gestione. Deve inoltre dimostrare di saper applicare le conoscenze teoriche acquisite. La lode verrà assegnata agli studenti che sapranno dimostrare ottima padronanza di linguaggio, capacità di esposizione scritta o orale, un utilizzo appropriato della terminologia ingegneristica.
Learning Evaluation Methods.
The final exam consists in a written examination and in an oral discussion to confirm the vote of the written examination.
The written examination will consist in one or more exercises and in one or more demands of theory. Disabled persons with difficulties in writing can take an oral examination.
Learning Evaluation Criteria.
Following criteria are used for the evaluation of the answers: 1) numerical and methodological correctness in carrying out the exercise; 2) relevance with the question; 3) completeness; 4) correct use of engineering terminology; 5) clearness
Learning Measurement Criteria.
The final vote will be assigned with a score in the scale of 30, with the opportunity to award a praise for the best students. Minimum vote to pass the exam is 18/30. a vote ranging between 0-30
Final Mark Allocation Criteria.
To pass the exam, the student must demonstrate a good knowledge of the subject: the main energy storage systems; their application in energy networks and final uses; the main programming and management techniques. He must also demonstrate that he can apply the theoretical knowledge acquired. Honors will be awarded to students who will be able to demonstrate excellent command of language, written or oral presentation skills, an appropriate use of engineering terminology.
Appunti e slides delle lezioni (https://learn.univpm.it);
slides of the lectures (https://learn.univpm.it);
no
no
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427