Nel quadro dell’indirizzo Tecnologie Energetiche della Laurea Specialistica in Ingegneria Energetica e Nucleare, il corso affronta il tema degli usi dell’energia nel settore industriale. Nella prima parte del corso si descrivono l’attuale regolamentazione del settore energetico italiano, i meccanismi per l’incentivazione del risparmio energetico e delle fonti rinnovabili e le condizioni di approvvigionamento di energia sul mercato libero. Parallelamente si affronta il tema dell’efficienza energetica nei sistemi industriali, con particolare riferimento al dimensionamento e alla regolazione delle macchine e alla produzione e distribuzione di vettori energetici. Infine si trattano le applicazioni industriali della cogenerazione, esaminando le principali macchine e configurazioni di impianto. Vengono infine forniti gli elementi teorici e pratici necessari per affrontare i problemi connessi con le misure sperimentali, il rilievo e la verifica delle prestazioni di macchine, impianti, e dei loro componenti in generale.

Capacità di svolgere analisi di consumi energetici nel settore industriale. Capacità di effettuare valutazioni tecnico-economiche delle condizioni di fornitura di servizi e vettori energetici. Sviluppo o analisi di proposte preliminari di cogenerazione e di risparmio energetico.

Nozioni di Termodinamica e Termocinetica, di Macchine e di Sistemi Energetici del I livello

Lezioni
Introduzione
- Generalità sui sistemi e le trasformazioni energetiche in ambito industriale
- Panoramica sui consumi energetici dei vari settori industriali nazionali (estrattivo, agroalimentare, cartario e grafico, tessile, petrolchimico, chimico, metallurgico, meccanico, costruzioni, altre industrie manifatturiere)
Monitoraggio e manutenzione dei sistemi energetici
- Metodi e strumenti di misura.
- Metodi di analisi dei dati rilevati sperimentalmente
- Modalità di collaudo e manutenzione degli impianti
- Metodi per il controllo e il monitoraggio a fini manutentivi
- Esempi di piani di manutenzione e gestione degli interventi manutentivi
Mercato dell’energia
- Liberalizzazione del settore elettrico e del gas naturale; organizzazione dei mercati (operatori, unbundling, regolazione); modalità di acquisto (clienti idonei, contrattazione bilaterale, borsa elettrica)
- Promozione del risparmio energetico e delle fonti rinnovabili (Titoli di efficienza energetica, Certificati verdi)
- Tariffe energetiche (componenti tariffarie, principali tariffe di fornitura in ambito industriale, condizioni di acquisto sul mercato libero)
Efficienza dei sistemi energetici industriali
- Cabine elettriche: ottimizzazione del dimensionamento dei trasformatori
- Motori elettrici ad alta efficienza
- Pompe: richiami e regolazione
- Compressori: richiami e regolazione
- Centrali termiche: efficienza ed emissioni delle caldaie
- Scambiatori di calore, condensatori, torri evaporative
- Reti di fluidi: analisi economica delle dispersioni di calore e delle fughe
- Gruppi frigoriferi a compressione e assorbimento, pompe di calore
Cogenerazione nell’industria
- Generalità sulla cogenerazione, criteri di dimensionamento
- Impianti a vapore e regolazione
- Impianti turbogas, rigenerazione, microturbine
- Motori alternativi
Interventi di efficienza energetica nell’industria
- Audit energetici, analisi degli investimenti
- Presentazione di casi studio

Esercitazioni
Mercato dell’energia
- Forniture energetiche
Efficienza dei sistemi energetici industriali
- Trasformatori: dimensionamento
- Caldaie: rendimento e emissioni
- Applicazioni degli impianti di refrigerazione e delle pompe di calore
- Regolazione di pompe
Cogenerazione nell’industria
- Analisi energetica ed economica di impianti di cogenerazione/trigenerazione
- Regolazione di impianti a vapore e turbogas
- Caratteristica meccanica e di regolazione dei motori alternativi

Bibliografia
Testi di consultazione ed approfondimento
Petrecca, Industrial Energy Management, Kluwer Academic Publishers, 1993
Andreini, Pierini, La conduzione dei generatori di vapore, Milano, Hoepli, 2000
Anglesio, Elementi di impianti termotecnici, Bologna, Pitagora, 1997
Chiesa, Dall'O' , Gestione delle risorse energetiche del territorio, Milano, Masson, 1997
Cornetti, Macchine Termiche, Torino, Il capitello, 2003
Gas turbine world Handbook 2004, Pequot Publishing, 2004
Lozza, Turbine a gas e cicli combinati, Milano, Progetto Leonardo - Esculapio, 1997
Stultz, Kitto, Steam 40th. Its generation and use, Babcock & Wilcox, 1992
Wegner, Raimondi, Il servizio di produzione calore ed energia, Milano, Franco Angeli, 1987
Holman - Experimental Methods for Engineers - Ed. McGraw Hill.
Minelli - Misure Meccaniche - Ed. Pàtron, Bologna.
Beekwith, Buck - Mechanical Measurements - Ed. Addison-Wesley, Londra.
Benedict - Fundamentals of Pressure, Temperature and Flow Measurements - Ed. Wiley & Sons.
Doebelin - Measurement Systems - Ed. McGraw Hill.
Sirohi, Rada Krishna - Mechanical Measurements - Ed. Wiley & Sons.
Worthing, Geffner - Elaborazione dei dati sperimentali - Ed Ambrosiana, Milano.
Automotive Handbook - Bosch GmbH.
Test Methods for Rating Motor, Diesel, Aviation Fuels - Annual ASTM Standards.
Documentazione presente su siti internet
Autorità per l’energia elettrica e il gas, www.autorita.energia.it
Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale, www.gse.it
Gestore del Mercato Elettrico, www.mercatoelettrico.org
Federazione Italiana per l’Uso Razionale dell’Energia, www.fire-italia.it

L’esame è scritto e comprende sia domande di teoria, sia esercizi. Per le domande di teoria non sarà possibile consultare testi o utilizzare calcolatori tascabili, mentre per gli esercizi saranno ammessi sia testi sull’argomento sia i calcolatori.
Durante il corso gli studenti dovranno inoltre svolgere delle tesine di approfondimento sulle tematiche affrontate.