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Anno Accademico 2009/10
06DAIDR
Progetto multidisciplinare II
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Vercelli
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Griva Giovanni Battista ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/32 20 0 30 0 1
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/10
ING-IND/14
ING-IND/16
ING-IND/17
ING-IND/22
1
1
1
1
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F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f)
F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f)
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Altro
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Obiettivi dell'insegnamento
Obiettivo del corso Ŕ lo sviluppo delle capacitÓ di progetto di un powertrain per la propulsione di diversi tipi di mezzi di trasporto (scooter, automobile utilitaria, piccola imbarcazione, intercity aircraft) basato sull'utilizzo di un generatore a celle a combustibile alimentato a idrogeno stoccato a bordo del mezzo di trasporto stesso. Il corso prevede la trattazione di temi non trattati in corsi precedenti (celle a combustibile, stoccaggio idrogeno, etc.) e il progetto di componenti specifici e del powertrain complessivo, in particolare con la scelta dei componenti e delle apparecchiature esistenti sul mercato. Il corso Ŕ destinato ad allievi che hanno giÓ frequentato corsi di Fisica, Chimica e di Fondamenti e Applicazioni di Termodinamica.
Competenze attese
Competenze generali sulla progettazione, la simulazione e l'analisi di un impianto energetico integrato. Competenze specifiche sulla progettazione, la simulazione e l'analisi di celle a combustibile, compressori per aria, accumulatori di idrogeno.
Prerequisiti
Corsi di Fisica, di Chimica, di Fondamenti e Applicazioni di Termodinamica.
Programma
Schema del powertrain alimentato a idrogeno (stack di celle a combustibile con ausiliari, compressore aria, sistema di accumulo idrogeno on board, accumulatori elettrici di supporto, motore elettrico). Cella a Combustibile: equazione caratteristica tensione-corrente; tensione di circuito aperto; sovratensioni. Calcolo della potenza producibile dalla cella in funzione delle risorse a disposizione (idrogeno); consumi della cella; bilancio energetico cella in termini di consumi di risorse (idrogeno, acqua di raffreddamento, etc) e prodotti (potenza elettrica e potenza termica). Dimensionamento della cella: valutazione della superficie frontale utile di cella; valutazione del numero di celle in serie. Analisi e dimensionamento ausiliari di stack (sistema di raffreddamento e di alimentazione). Analisi e dimensionamento di compressore aria per alimentazione stack. Analisi e dimensionamento del sistema di accumulo di idrogeno on board. Cenni su accumulatori e transistors per convertitori DC/DC e DC/AC, e dimensionamento degli accumulatori elettrici di supporto on board. Cenni sui motori elettrici e dimensionamento motore elettrico on board. Analisi dei carichi del veicolo. Definizione del modello del powertrain e dimensionamento dei componenti. Logica di funzionamento del sistema (accensione e spegnimento dei vari componenti). Analisi energetica dell'impianto su un ciclo di utilizzo del veicolo. Scelta delle apparecchiature realmente esistenti sul mercato.
Laboratori e/o esercitazioni
Progetto di un powertrain per la propulsione di diversi tipi di mezzi di trasporto (scooter, automobile utilitaria, piccola imbarcazione, intercity aircraft) basato sull'utilizzo di un generatore a celle a combustibile alimentato a idrogeno stoccato a bordo del mezzo di trasporto stesso. Progetto di componenti specifici e del powertrain complessivo. Scelta dei componenti e delle apparecchiature esistenti sul mercato. Realizzazione ed utilizzo di un software di simulazione presso il laboratorio informatico.
Bibliografia
Materiale didattico fornito dal docente sotto forma di dispense.

Larminie J, Dicks A. Fuel Cell Systems Explained. Chirchester (UK): John Wiley & Sons Ltd editor. 2000.
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
Redazione di un elaborato progettuale a gruppi di studenti. Relazione dell'elaborato progettuale sotto forma di presentazione pubblica (simulazione di relazione a congresso scientifico) della durata di circa 20 minuti a studente. Discussione del progetto. Domande finali di tipo teorico, per ogni singolo studente, sugli argomenti trattati nel corso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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