Il corso si propone di fornire le conoscenze ingegneristiche connesse con la gestione flessibile dei principali sistemi di produzione di potenza chiamati a soddisfare la domanda elettrica, compensando le fluttuazioni delle fonti rinnovabili non programmabili. Gli studenti apprenderanno le logiche di regolazione a carico parziale di turbine a vapore/gas, cicli combinati, microturbine e motori a combustione interna. Il concetto di flessibilità verrà declinato anche in termini di impiego di combustibili alternativi (biomassa, rifiuti), oltre che vettori energetici (idrogeno). L’obiettivo primario è la valutazione delle prestazioni dei vari sistemi per un ampio spettro di taglie, in condizioni operative che differiscono da quelle nominali: l’attenzione è rivolta ad efficienza elettrica/termica ed impatto ambientale, con focus sulla decarbonizzazione.
Conoscenze pregresse sulla termodinamica dei principali cicli di produzione di potenza sono fortemente raccomandate.
Durante le 48 ore di didattica frontale previste per il corso, si svolgeranno prevalentemente lezioni teoriche. Sarà inoltre previsto un tutorato di gruppo, su base volontaria, per un totale di massimo 12 ore. Agli studenti verrà offerta la possibilità di applicare le conoscenze teoriche alla modellazione di impianti per la produzione combinata di energia elettrica e termica, mediante software dedicato (THERMOFLEX®).
L’esame consiste in una prova scritta articolata in 4 domande di teoria (risposte aperte; voto in 30/30; punteggio minimo 18/30). La durata massima è 2h 30m.
Il punteggio assegnato ad ogni domanda è indicato nel testo d'esame.
Il docente si riserva la facoltà di richiedere un colloquio orale integrativo, successivamente allo svolgimento della prova scritta, qualora ciò sia ritenuto necessario ai fini della verifica dell'effettiva acquisizione delle conoscenze e competenze previste dagli obiettivi formativi dell'insegnamento e della corretta attribuzione della valutazione.
La prima parte del corso affronta l’operatività in fuori progetto dei principali impianti di produzione di potenza di grande e piccola taglia, fra cui:
Gli effetti sulle prestazioni dovuti alle variazioni di:
1.1) condizioni ambiente
1.2) carico elettrico
sono analizzati in funzione delle possibili strategie di regolazione, al fine di massimizzare l’efficienza di ogni sistema.
La seconda parte del corso è dedicata alla decarbonizzazione e flessibilità di combustibile secondo i seguenti temi:
2.1) IDROGENO: Proprietà chimico-fisiche, processi di produzione, impieghi finali.
2.2) CELLE a COMBUSTIBILE: caratteristiche operative e prestazioni, a carico nominale e parziale.
3) Impiego di combustibili solidi alternativi, quali BIOMASSA e RIFIUTI solidi urbani, per la generazione di potenza elettrica e termica:
4) Una breve rassegna delle soluzioni per la cattura pre- e post- combustione dell'anidride carbonica chiude il corso.
Gli studenti usufruiranno di dispense che coprono tutti gli argomenti del corso. Sono messe a disposizione dal docente su piattaforma e-learning.
Questo materiale contiene tutto ciò che serve per superare l'esame, sia per studenti frequentanti che non-frequentanti.
Sulla stessa piattaforma saranno pubblicati gli esiti degli esami.
