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PORTALE DELLA DIDATTICA

Gestione dei sistemi energetici

05ENLPG, 05ENLND

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 56
Esercitazioni in aula 24
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Manco' Salvatore Professore Ordinario ING-IND/08 56 24 0 0 18
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/08 8 F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f) Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
2018/19
Il corso intende introdurre gli studenti ai principali concetti, metodi e tecniche della gestione dell’energia per misurare e monitorare l’efficienza energetica di sistemi e processi. Enfasi verrà data ai concetti e tecniche economiche per identificare e valutare appropriate misure di miglioramento dell’efficienza energetica. Il contenuto del corso è utile per stabilire e attuare un sistema di gestione dell’energia all’interno di un’organizzazione, in accordo alla norma ISO50001.
This course is intended to introduce students to the main concepts, energy management methods and techniques for measuring and monitoring energy efficiency of systems and processes. Emphasis will be given to accounting and economic concepts and techniques, to identify and evaluate relevant energy efficiency improving measures. The content of the course is useful to establish and implement an energy management system within an organization, in accordance to the ISO 50001 standard.
Dimostrare di conoscere i metodi principali per condurre l’energy review di una organizzazione in accordo alla norma ISO50001. Applicare un insieme di metodi matematico statistici per misurare e monitorare l’efficienza energetica di processi e sistemi. Preparare, monitorare e controllare il budget dell’energia di una organizzazione. Eseguire il benchmarking energetico e il reporting dei consumi energetici. Proporre misure di risparmio energetico, sostenibili economicamente.
Demonstrate the understanding of the main methods to conduct the energy review of an organization in accordance to ISO50001 standard. Apply a range of mathematical and statistical methods for measuring and monitoring energy efficiency of systems and processes. Prepare, monitor and control the energy budget of an organization. Propose economically sustainable energy saving measures.
Conoscenze di base di termodinamica e trasmissione del calore, sistemi energetici e statistica.
Thermodynamics and heat transfer, energy systems and statistics.
PANORAMA ENERGETICO. Riserve, produzione, consumi di energia e emissioni di CO2 a livello mondiale, europeo e nazionale [1.5 ore]. SVILUPPO SOSTENIBILE E POLITICA ENERGETICA. I principi dello sviluppo sostenibile. Politica energetica europea per il 2030 [3 ore]. SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA. La norma ISO 50001, il ciclo PDCA. Politica energetica, pianificazione, implementazione e funzionamento, controllo, riesame della direzione. L’energy manager [4.5 ore]. CARATTERIZZAZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI. Introduzione. Misurare l’energia: esempio di consumi e costi energetici di una media azienda metalmeccanica. Energy driver. Caratterizzazione energetica. Consumo di energia legato alla produzione. Consumo di energia legato al clima, gradi giorno. Consumo di energia legato a più variabili. Consumo di energia legato al tempo. Richiami della regressione lineare. Analisi statistica dei consumi storici mediante il grafico delle somme cumulate CUSUM. Periodi di setup e monitoraggio. Carte di controllo Shewhart e Cusum tabulare [12 ore]. MONITORAGGIO, MISURA E CONTROLLO DELL’ENERGIA. Criteri fondamentali, misura dell’energia, sub-metering. Efficienza energetica dei processi: controllo quote fisse di consumo, incidenza della quota fissa di consumo, efficienza dei processi di evaporazione e asciugatura, efficienza dei processi di riscaldamento e fusione, efficienza energetica degli edifici. Efficienza di processi in cui la fisica non fornisce indicazioni di efficienza energetica: caratterizzazione di singole macchine e impianti. Controllo di gestione dell’energia: filosofia del controllo di gestione, centri di responsabilità dell’uso dell’energia, budget dell’energia, previsione dei consumi energetici, previsione dell’energia da acquistare e matrice di generazione, costi unitari standard, consuntivo e analisi degli scostamenti [12 ore]. INDICATORI DI EFFICIENZA ENERGETICA. Indici di consumo, standard tecnici, efficienza energetica di un sito, influenza del livello di produzione. Benchmark energetico: interno e esterno, definizione e uso del diagramma universale. [6 ore] FORNITURE ENERGETICHE. Il mercato dell’energia elettrica e del gas naturale. I costi del servizio energia elettrica e gas naturale. Contratti di fornitura. Consorzi [6.0 ore]. ASPETTI LEGALI E OPPORTUNITA’ DI RISPARMIO ENERGETICO. Titoli di efficienza energetica - certificati bianchi. Metodi di valutazione standardizzata, analitica e a consuntivo. Cogenerazione ad alto rendimento. Energie rinnovabili e certificati verdi. Riduzione della CO2 e titoli di emissione (ETS, CDM, JI) [6 ore]. VALUTAZIONE ECONOMICA DI PROGETTI. Metodi diretti e indiretti. Valutazione dei costi e dei risparmi. Prestiti. Flussi di cassa e misura della prestazione economica. [3 ore].
ENERGY SCENARIO. World fossil fuel reserves, production and consumptions. World and domestic CO2 emissions. [1.5 hours] SUSTAINABLE DEVELOPMENT & ENERGY POLICY. The principles of sustainable development. The European Energy Policy for 2030. [3 hours] ENERGY SYSTEM MANAGEMENT. The ISO 50001, PDCA cycle. Energy Policy, Plan, Do, Check, Act. The energy manager [4.5 hours]. CHARACTERIZATION OF ENERGY CONSUMPTIONS. Introduction. Example of metering energy use and costs in a medium sized company. Energy drivers. Energy consumption characteristics. Energy use linked to production. Energy use linked to weather, degree days. Energy consumption linked to time. Review of linear regression analysis. Statistical analysis of historical energy consumption data, CUSUM diagram. Setup and monitoring periods. Shewhart and tabular CUSUM control charts. [12 hours] ENERGY MONITORING AND TARGETING. Basic criteria. Energy metering and sub-metering. Energy use determined by the physics of the process. Process energy efficiency: evaporation, drying, heating, cooling, melting. Building energy efficiency. Energy characterization of single machines and plants. Energy management control system. Energy accountable centres. Budgeting process: energy use predictions, energy purchase, standard costs, budget control and variance analysis. [12 hours] ENERGY EFFICIENCY INDICATORS. Specific energy consumption, technical standards, site/company energy efficiency, influence of the level of production. Internal and external energy bechmarking. Energy efficiency plot. [3 hours] ENERGY SUPPLY CONTRACTS. Electricity market. Electric service costs and tariffs. Natural gas market. Costs and tariffs. Purchasing Consortium. [6.0 hours] LEGAL ASPECTS AND ENERGY SAVINGS OPPORTUNITIES. Energy efficiency and white certificates. High efficiency cogeneration. Renewable energy and green certificates. CO2 reductions and emission allowances trading (ETS, CDM, JI). Energy certification for building. [6 hours] ECONOMIC EVALUATION OF ENERGY PROJECTS. Economic methods of investment analysis. [3 hours]
Esercizi svolti in aula su: Consumi di energia primaria di una organizzazione. Emissioni di CO2 [1.5] Analisi dei consumi energetici con approccio statistico. Preparazione della caratteristica energetica di riferimento. Monitoraggio dei consumi energetici e carte di controllo [7.5] Efficienza energetica dei processi industriali e degli edifici. [6] Preparazione del budget dell’energia. Monitoraggio dei costi a analisi delle varianze [3] Indicatori di prestazione energetica e benchmarking energetico [3]. Forniture energetiche e tariffe [1.5]. Cogenerazione ad alto rendimento e certificati bianchi [1.5]. Prestazione economica di progetti ad alta efficienza [3.0].
Worked examples in classroom on: Primary energy consumption of an organization. [1.5] Analysis of energy consumptions by the statistical approach. Energy baseline preparation. Energy monitoring and control charts. [6] Energy efficiency in industrial processes. Energy efficiency in buildings. [3] Energy budget preparazion. Energy costs monitoring and analysis of variance. [1.5] Energy Performance indicators and energy benchmarking. [1.5] Energy supply billing and rates.[1.5] High efficiency cogeneration and white certificates. [1.5] Economic performance of energy efficiency projects. [3.0]
GABRIELE, P., GIACONE, E., MANCO’, S. “Dispense di Gestione dei Sistemi Energetici”, 2017, Ed. EPICS, Torino . Slide delle lezioni.
GABRIELE, P., GIACONE, E., MANCO’, S. “Lectures notes on Energy Systems Management”, 2017, Ed. EPICS, Torino (in Italian). Lecture slides.
Modalità di esame: prova scritta;
Esame scritto della durata di 2 ore volto a valutare separatamente le abilità dello studente nel risolvere problemi (prima parte) e nelle conoscenze teoriche (seconda parte), rispettivamente, sugli argomenti del corso. E’ consentito l’uso del testo Dispense del corso di Gestione dei Sistemi Energetici durante la prima parte dell’esame per risolvere usualmente due problemi. Né libri o appunti dell’allievo sono consentiti durante la seconda parte teorica (generalmente due domande a risposta aperta). Un voto minimo è richiesto sulla prima e seconda parte per superare l’esame: 10 su 20/30 per la prima e 8 su 15/30 per la seconda. Il voto massimo è 30 e lode.
Exam: written test;
Written exam lasting 2 hours aimed at evaluating the student's ability to solve problems (first part) and theoretical knowledge (second part), respectively, on the course topics. The use of the textbook Lectures notes on Energy Systems Management is allowed during the first part of the exam to usually solve two problems. Neither students’ books or notes are allowed during the second theoretical part (generally two open-ended questions). A minimum grade is required on the first and second part to pass the exam: 10 on 20/30 for the first and 8 on 15/30 for the second. The maximum mark is 30 and praise.


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