Fondamenti di energetica
A.A. 2019/2020
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire una panoramica dei problemi energetici per quanto attiene alla disponibilità e potenzialità delle fonti energetiche primarie suddivise in combustibili fossili, fonti rinnovabili ed energia nucleare. Si analizzano quindi i fabbisogni energetici relativi agli ultimi decenni e la prospettiva di aumento a breve e medio termine. Viene poi analizzato il sistema energetico mondiale sia per gli aspetti ambientali che per quelli economici.
Nell'ultima parte del corso si analizza la situazione energetica italiana sottolineandone la specificità.
Nell'ultima parte del corso si analizza la situazione energetica italiana sottolineandone la specificità.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sarà in grado di:
leggere e comprendere articoli scientifici e libri che approfondiscano le tematiche trattate;
affrontare con spirito critico problemi relativi alla produzione ed utilizzo di energia nelle diverse forme, coi relativi impatti ambientali;
dimensionare una fonte per soddisfare una specifica domanda energetica valutandone anche le emissioni;
approfondire uno specifico argomento della tematica energetica e comunicarne i risultati: a tal fine e' richiesta in fase di esame la presentazione e discussione di un elaborato su un tema scelto dallo studente.
leggere e comprendere articoli scientifici e libri che approfondiscano le tematiche trattate;
affrontare con spirito critico problemi relativi alla produzione ed utilizzo di energia nelle diverse forme, coi relativi impatti ambientali;
dimensionare una fonte per soddisfare una specifica domanda energetica valutandone anche le emissioni;
approfondire uno specifico argomento della tematica energetica e comunicarne i risultati: a tal fine e' richiesta in fase di esame la presentazione e discussione di un elaborato su un tema scelto dallo studente.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Periodo
Primo semestre
Programma
A- Energia e sviluppo. Cenno alla storia dell'energia. Analisi dei fabbisogni energetici per l'umanità. Fonti di energia: possibili classificazioni. Combustibili fossili: solidi, liquidi e gassosi (energia chimica), riserve accertate e presunte. Energia nucleare da fissione: la sua potenzialità e le sue criticità. Energia nucleare da fusione: i principi fisici e lo stato della ricerca. Energie rinnovabili e relativa potenzialità: biomasse e rifiuti, idraulica, geotermica, solare ed eolica.
Trasporto dei combustibili fossili. I vettori energetici: l'energia elettrica e l'idrogeno.
Previsione dei fabbisogni energetici per l'umanità a medio e a lungo termine.
B- Cenno alle tecnologie di conversione dell'energia.
Analisi delle più comuni tecnologie di conversione dell'energia e, in particolare, della produzione di energia elettrica.
C- L'impatto ambientale della produzione di energia. Generalità sull'impatto ambientale della produzione di energia. L'impatto ambientale delle combustioni. Gli effetti a scala locale. Gli effetti a scala globale, cambiamenti climatici ed effetto serra.
D- Il costo dell'energia, costi dei combustibili.
I costi di costruzione delle centrali per la produzione di energia elettrica. I costi di produzione dell'energia elettrica (incidenza dei costi di impianto e dei costi di gestione ivi inclusi i costi del combustibile). I costi delle esternalità.
Analisi economica comparativa di differenti alternative di piani di investimento nel settore energetico.
E- La situazione energetica dell'Italia. Analisi storica della situazione italiana sia per l'energia primaria che per l'energia elettrica (in termini di potenza installata disponibile e di fabbisogni per le utenze). Previsioni a medio e breve termine dei fabbisogni. Confronto con gli altri paesi industrializzati. Specificità della situazione italiana e problemi connessi con le importazioni di carbone, idrocarburi e energia elettrica.
Trasporto dei combustibili fossili. I vettori energetici: l'energia elettrica e l'idrogeno.
Previsione dei fabbisogni energetici per l'umanità a medio e a lungo termine.
B- Cenno alle tecnologie di conversione dell'energia.
Analisi delle più comuni tecnologie di conversione dell'energia e, in particolare, della produzione di energia elettrica.
C- L'impatto ambientale della produzione di energia. Generalità sull'impatto ambientale della produzione di energia. L'impatto ambientale delle combustioni. Gli effetti a scala locale. Gli effetti a scala globale, cambiamenti climatici ed effetto serra.
D- Il costo dell'energia, costi dei combustibili.
I costi di costruzione delle centrali per la produzione di energia elettrica. I costi di produzione dell'energia elettrica (incidenza dei costi di impianto e dei costi di gestione ivi inclusi i costi del combustibile). I costi delle esternalità.
Analisi economica comparativa di differenti alternative di piani di investimento nel settore energetico.
E- La situazione energetica dell'Italia. Analisi storica della situazione italiana sia per l'energia primaria che per l'energia elettrica (in termini di potenza installata disponibile e di fabbisogni per le utenze). Previsioni a medio e breve termine dei fabbisogni. Confronto con gli altri paesi industrializzati. Specificità della situazione italiana e problemi connessi con le importazioni di carbone, idrocarburi e energia elettrica.
Prerequisiti
Nozioni di termodinamica e di trasmissione del calore. Elementi di base di fisica nucleare e fisica dello stato solido
Metodi didattici
Modalità di erogazione: tradizionale, anche con interventi di esperti nel settore.
Modalità di frequenza: fortemente consigliata.
Modalità di frequenza: fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Alimonti, Pedrocchi "Energia, Sviluppo, Ambiente", Ed. Esculapio
Durante il corso saranno messe a disposizione degli allievi sul sito del corso copia delle slide utilizzate per l'esposizione dei vari argomenti.
Durante il corso saranno messe a disposizione degli allievi sul sito del corso copia delle slide utilizzate per l'esposizione dei vari argomenti.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta ed in una orale entrambe obbligatorie.
Nella prova scritta sono proposti due esercizi di tipo applicativo e dieci
quesiti a risposta multipla; durante la prova e' ammessa la consultazione
di testi.
La prova orale consiste nella presentazione di un elaborato preparato
dallo studente, che si propone di approfondire un argomento trattato a
lezione, e nella discussione della prova scritta.
Il voto finale e' unico.
Nella prova scritta sono proposti due esercizi di tipo applicativo e dieci
quesiti a risposta multipla; durante la prova e' ammessa la consultazione
di testi.
La prova orale consiste nella presentazione di un elaborato preparato
dallo studente, che si propone di approfondire un argomento trattato a
lezione, e nella discussione della prova scritta.
Il voto finale e' unico.
ING-IND/10 - FISICA TECNICA INDUSTRIALE - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente:
Alimonti Gianluca
Turni:
-
Docente:
Alimonti Gianluca