Il corso, proposto al secondo semestre del terzo anno della laurea in Ingegneria Energetica fornisce gli strumenti di calcolo e le conoscenze ingegneristiche utili per l'analisi e la valutazione dei principali sistemi energetici che prevedono l'utilizzo di energie rinnovabili. Vengono descritte e analizzate le soluzioni tecnologiche, impiantistiche e di sistema per lo sfruttamento di radiazione solare, vento, moto ondoso, calore geotermico ed energia cinetica-potenziale di corsi o volumi d'acqua. Per ogni fonte rinnovabile verranno insegnati i potenziali naturali e tecnici, e i principi di funzionamento dei dispositivi e degli impianti di conversione. Il corso è articolato in lezioni teoriche ed esercitazioni con applicazioni di calcolo e valutazioni tecniche di diverse tipologie di impianti. È prevista la realizzazione da parte degli studenti di un progetto di un impianto a fonte rinnovabile attraverso un lavoro di gruppo.

Al termine del corso gli allievi avranno appreso quali siano le principali tecnologie e politiche energetiche in atto per la decarbonizzazione. Gli studenti saranno in grado di eseguire valutazioni tecniche sulle prestazioni (energetiche ed ambientali) delle principali tipologie di impianti di produzione di energia termica ed elettrica alimentati a fonte rinnovabili, conosceranno le loro caratteristiche costruttive e funzionali e saranno in grado di effettuare i bilanci energetici degli impianti e sistemi energetici integrati a livello di edificio, industria o distretto, nel loro complesso e dei singoli componenti.

Si richiedono conoscenze pregresse di analisi matematica, fisica, chimica, termodinamica e trasmissione del calore.

Di seguito sono illustrati gli argomenti che verranno sviluppati nel corso. 1. ENERGETICA - Energetica del Pianeta Terra. - Complementi di termodinamica (funzioni di stato termodinamiche, equilibrio chimico, gas reali). - Impianti innovativi per l'utilizzo di combustibili fossili in configurazioni a ridotte o zero emissioni. 2. FONTI RINNOVABILI - SOLARE (fenomenologia della radiazione solare, solare termico, solare fotovoltaico). - EOLICO (concetti fondamentali, aerodinamica ed elementi di progettazione di turbine ad asse orizzontale). - IDROELETTRICO (status tecnologico, e applicazioni). - GEOTERMICO (alta e bassa entalpia; dimensionamento di impianti geotermici integrati con l’edificio). - MOTO ONDOSO (risorsa e tecnologia). - BIOMASSE E BIOGAS (risorse e tecnologie). 3. PROGETTAZIONE DI IMPIANTI DI PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVIBILI - Metodologie di dimensionamento dei sistemi di produzione dell’energia. - Metodologie di dimensionamento dei sistemi di accumulo dell’energia. - Metodologie di stima della domanda energetica dell’utenza.

L'insegnamento è organizzato per la prima parte (circa 6 crediti) in lezioni teoriche intervallate da esercitazioni pratiche. La seconda parte del corso (circa 2 crediti) prevede la realizzazione di attività progettuale in gruppi guidata e supervisionata dai docenti. E' prevista la visita di impianti a fonte rinnovabile.

- Principles of solar engineering, D. Yogi Goswami (terza edizione), 2015, CRC Press. - Aerodynamics of Wind Turbines, Martin O.L. Hansen (terza edizione), 2015, earthscan. - Advances in ground-source heat pump systems, Simon Rees, 2016, Elsevier. - Fundamentals of engineering thermodynamics, M.J. Moran et al., 2018, Wiley - Turbine a gas e cicli combinati, G. Lozza, 2016 (terza edizione), Esculapio.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato grafico prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Group graphic design project;

... Modalità di esame: prova scritta + progetto in gruppi. Durata della prova scritta: 1 ora e 20 minuti. Consegna del progetto: entro l'ultima settimana di corso (la domenica prima dell'inizio della sessione di esami). La votazione finale è data dalla somma dei max. 26 punti della prova scritta, e dei max. 5 punti del progetto di gruppo (ogni gruppo riceve un unico voto che è attribuito identico a tutti i membri partecipanti attivamente). Il punteggio totale di max. 31 punti corrisponde ad una votazione finale di 30 e lode. La sufficienza è acquisita se il voto complessivo tra prova scritta e progetto è uguale o superiore a 18/30. L’esame scritto è composto indicativamente da: - 1 domanda aperta su aspetti teorici del corso; - 2 esercizi di calcolo sulla progettazione o verifiche delle prestazioni di impianti a fonte rinnovabile; - 6/8 domande a risposta chiusa multipla su argomenti teorici o pratici.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.