87307 - APPLICAZIONI TERMICHE E FOTOVOLTAICHE DELL'ENERGIA SOLARE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti fondamentali per la progettazione e la valutazione economica di impianti per l'utilizzazione dell'energia solare e del loro inserimento in reti di distribuzione energetica. Tale obiettivo viene perseguito attraverso l'illustrazione e l'analisi dei più recenti metodi di calcolo per il dimensionamento di sistemi di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria a pannelli solari termici, di campi fotovoltaici fissi e ad inseguimento per la produzione di energia elettrica. Viene investigato il ruolo dell'energia solare nella conduzione ottimale delle reti di distribuzione dell'energia elettrica, con particolare riferimento al dimensionamento dell’impianto ed alla sua connessione alla rete. Vengono forniti elementi riguardo la normazione e la tarifficazione dell'energia elettrica con riferimento ed agli incentivi previsti per le fonti rinnovabili.

Contenuti

MODULO 1

Radiazione solare. Calcolo dello spettro di emissione del sole e della costante solare. Coordinate spaziali e temporali per l'analisi del movimento apparente del sole. Determinazione dell'angolo di incidenza della radiazione solare su una superficie comunque orientata ed inclinata. Calcolo dell'irraggiamento solare giornaliero su una superficie posta all'estradosso dell'atmosfera terrestre. Irraggiamento solare giornaliero su una superficie al suolo: calcolo della componente diretta, diffusa e riflessa.

Applicazioni solari per la produzione di energia termica. Pannelli solari termici. Curva caratteristica di un collettore. Determinazione sperimentale delle caratteristiche dei pannelli. Pannelli a circolazione naturale e forzata. Calcolo del fattore di copertura solare mensile. L'accumulo termico nei sistemi termici solari per la produzione di acqua calda sanitaria. Sistemi a concentrazione. Solar cooling e macchine frigorifere ad assorbimento.

MODULO 2

Sistemi fotovoltaici.

Celle solari, moduli, stringhe, pannelli e schiere. Circuito equivalente e curve IV e PV. Funzionamento alla massima potenza. Impianti fotovoltaici. Sistemi di accumulo per impianti fotovoltaici. Convertitori elettronici di potenza. Sistemi isolati e connessi alla rete. Protezioni. Esempi.

Testi/Bibliografia

Per la preparazione all'esame sono sufficienti gli appunti presi a lezione e il materiale fornito dai docenti sul sito https://iol.unibo.it

Oltre il materiale fornito dai docenti sul sito https://iol.unibo.it, per l'approfondimento di particolari argomenti o per lo studio autonomo, si consiglia il seguente testo:

J.A. Duffie, W.A. Beckman - Solar Engineering of Thermal Processes - Fourth Edition - Wiley 2013

G. Comini, S. Savino - La captazione dell'energia solare -International Centre for Mechanical Sciences CISM 2013

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una singola prova scritta, con voto unico, che contiene sia domande di teoria sia calcoli di scelta e dimensionamento volti a dimostrare la padronanza e capacità operativa del candidato in relazione ai concetti chiave illustrati durante l’intero corso (modulo 1 e modulo 2).

Il raggiungimento da parte dello studente di una comprensione completa dei contenuti del corso e della capacità della loro utilizzazione, insieme alla dimostrazione del possesso del linguaggio tecnico specifico, sono valutati con voti di eccellenza. La conoscenza mnemonica della materia, con capacità di sintesi e di analisi non articolate, e incertezze nell’applicazione a casi di studio portano a valutazioni discrete. Lacune formative, incapacità di applicazione e/o linguaggio inappropriato giustificano valutazioni negative o appena sufficienti.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, lavagna luminosa, videoproiettore.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Valdiserri

Consulta il sito web di Alberto Borghetti