Fondamenti di energetica

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
ING-IND/10
Lingua
Italiano
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.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
ING-IND/10 - FISICA TECNICA INDUSTRIALE - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente: Alimonti Gianluca
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.
Principi di analisi termodinamica delle conversioni energetiche (la grandezza exergia). 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- I costi dell'energia. Il costo dell'energia, costi dei combustibili.
Il costo del calore in relazione alla sua exergia.
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 e modalità di esame
PREREQUISITI
Nozioni di termodinamica e di trasmissione del calore. Elementi di base di fisica nucleare e fisica dello stato solido

MODALITA' D'ESAME
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.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: fortemente consigliata
Modalità di erogazione: tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Materiale di riferimento
Introduzione all'energia Nucleare (Lombardi-Pedrocchi PoliPress)
"Energetica generale", Comini,Cortella,Croce-SGEditoriali
V.Smil:"Storia dell'energia"
M.Silvestri:"Breve storia dell'energia"
Dispense alla CUSL-Poli:"Energia, sviluppo, ambiente" E.Pedrocchi

Durante il corso verranno fornite dispense e saranno messe a disposizione degli allievi sul sito del corso copia delle slide utilizzate per l'esposizione dei vari argomenti.
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi