Scuola Universitaria Interdipartimentale in Scienze Strategiche (SUISS)

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire una comprensione approfondita delle interazioni tra l'energia e l'ambiente, a scale diverse, sviluppando le competenze necessarie per valutare criticamente l'impiego delle diverse fonti energetiche (fossili e rinnovabili), considerando gli impatti ambientali, le tecnologie di conversione e la natura degli usi finali, nell’ottica della transizione energetica.

Nel dettaglio, gli obiettivi formativi sono:

• La comprensione delle relazioni tra l'utilizzo dell'energia e la produzione di gas serra e inquinanti atmosferici;
• L’individuazione di soluzioni tecniche e strategiche per minimizzare l'impatto ambientale dell'uso dell'energia;
• L’elaborazione di progetti di fattibilità per interventi di efficientamento energetico, bilanciando gli aspetti tecnici, economici e ambientali;
• Per quanto riguarda in particolare le fonti energetiche rinnovabili, i principi di funzionamento degli impianti di conversione, la potenzialità delle singole fonti ed i rapporti costi/benefici delle stesse.

Al termine del corso gli allievi avranno acquisito la conoscenza delle fonti energetiche, sia fossili che rinnovabili, comprendendone le caratteristiche, la disponibilità e i relativi impatti ambientali e delle principali tipologie di impianti energetici, le loro caratteristiche costruttive e funzionali.

In particolare, saranno in grado di:

• Valutare il ciclo di vita dell'energia: analizzare i processi di produzione, conversione e utilizzo delle diverse fonti energetiche, con particolare attenzione alle emissioni di gas serra (CO2) e inquinanti atmosferici;
• Comprendere i principi della termodinamica: applicare i principi della termodinamica per descrivere i processi di conversione dell'energia;
• Identificare le criticità ambientali: riconoscere le principali problematiche ambientali associate alla produzione e all'utilizzo dell'energia, come l'inquinamento termico e l'effetto serra;
• Progettare soluzioni sostenibili: elaborare studi di fattibilità e progetti per l'efficientamento energetico e l'utilizzo di fonti rinnovabili in diversi settori (edilizia, industria), valutando i benefici economici e ambientali;
• Ottimizzare l'uso dell'energia: individuare le modalità più efficaci per razionalizzare il consumo energetico negli usi finali.

In sintesi, il corso fornirà agli studenti gli strumenti necessari per affrontare un bilancio energetico di un sistema e dei suoi componenti, per contribuire allo sviluppo di soluzioni innovative e sostenibili.

• Lo scenario energetico italiano
• Bilanci energetici di I e II principio, classificazioni e conversioni dell’energia, risorse e riserve energetiche
• Combustibili e combustione
• Fonti energetiche fossili
• Macchine termiche a ciclo diretto
• Fonti energetiche secondarie
• Fonti energetiche rinnovabili (energia solare, eolica, idraulica, georisorse, biomasse) e tecnologie correlate
• Macchine termiche a ciclo inverso
• Tecnologie per la refrigerazione, pompe di calore e sorgenti termiche
• Impatto ambientale dell’energia e scenari energetici futuri
• Trasportare e scambiare l’energia, le comunità energetiche
• Tipologie di impianti termici e principi di dimensionamento
• Grandezze fotometriche e principi di illuminazione artificiale
• Grandezze acustiche e protezione dal rumore

Esercitazioni su:

• Efficienza generatore di calore a combustione
• Dimensionamento ciclo cogenerativo
• Dimensionamento impianto fotovoltaico integrato in edifici
• Dimensionamento impianto solare termico
• Applicazione di pompa di calore geotermica
• Bilancio energetico di comunità energetica
• Dimensionamento di un impianto di illuminazione artificiale in esterni

Il corso è articolato in lezioni teoriche ed esercitazioni con applicazioni di calcolo e valutazioni tecniche di diverse tipologie di impianti.

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso da due prove, una scritta ed una orale, che si svolgeranno nel medesimo appello e giorno.

La prova scritta, della durata di 1 ora, verterà su due applicazioni di dimensionamento di sistemi di conversione dell’energia e/o efficientamento energetico sull’esempio di quelle svolte durante le esercitazioni. La valutazione si baserà sulla correttezza del procedimento adottato, dei calcoli di progetto e dei risultati ottenuti.

La prova orale verterà sulla discussione degli argomenti teorici del corso. La valutazione si baserà sui contenuti delle risposte fornite, sulla loro estensione e profondità e sulla terminologia utilizzata.

Per superare la verifica dell’apprendimento sarà necessario superare entrambe le prove. La media delle votazioni di ciascuna delle due prove costituirà il voto finale.

Saranno previste 14 ore di attività didattica integrativa (esercitazioni) svolte dal dottor BILARDO Matteo.

E' prevista inoltre una visita didattica presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino (laboratori PVZEN, BET e Camera anecoica).