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(1) Quantificazione e classificazione delle sorgenti perenni di energia e del loro potenziale energetico. L'energia solare. L'energia idraulica. La produzione di biomassa. L'energia eolica. L'energia geotermica. Il gradiente oceanico di temperatura. Onde oceaniche e maree (brevi cenni).
(2) Classificazione e uso delle sorgenti perenni di energia: gli usi termici, la generazione di energia elettrica, altri usi.
(3) L'energia solare. (a) La radiazione incidente e i dati climatici. (b) I collettori piani e a concentrazione. Gli stagni solari (cenni). (c) La valutazione delle prestazioni dei collettori solari. (d) L'accumulo termico (cenni). (e) L'utilizzo per produzione di acqua sanitaria e per il riscaldamento. (f) La conversione termodinamica: la produzione di energia elettrica dalla energia termica. I criteri di ottimizzazione termodinamica ed economica. Esempi di impianti: prestazioni e costi. (g) La conversione fotovoltaica della energia solare. I principi fisici alla base del funzionamento delle celle fotovoltaiche (cenni). Le celle al silicio e a film sottile: generalità. Il modulo fotovoltaico. Le caratteristiche di funzionamento di un modulo fotovoltaico. Gli accumuli elettrici (cenni). Esempi di impianti fotovolaici: prestazioni e costi.
(3.a) Generatori di vapore solari a torre – seminario integrativo –
(4) L’energia idroelettrica
(4.a) Gli impianti idroelettrici. Cenni sulle elaborazioni idrologiche: il regime idrometrico di un bacino; la misura delle portate e la loro curva di durata; curve caratteristiche di utilizzazione; curve di concentrazione e regolazione delle portate mediante serbatoio.
Opere tipo di impianti idroelettrici: tipologie; i tipici manufatti civili; canali a pelo libero gallerie in pressione, pozzi piezometrici e condotte forzate; le turbine idrauliche (solo per cenni). Aspetti idraulici nella progettazione e gestione di impianti idroelettrici: moto permanente e correnti a portata variabile; problematiche del moto vario; il colpo d’ariete; introduzione al metodo delle caratteristiche; transitori di moto vario in canali.
Aspetti normativi: il “diritto delle acque”; il regolamento delle dighe; il deflusso minimo vitale e l’impatto ambientale.
(4.b) I sistemi per “mini-idroelettrico”. Il ruolo e le potenzialità del “mini- idroelettrico” in Italia. La risorsa disponibile. Layout e componenti degli impianti - particolarità del “mini-idroelettrico”. Le turbine idrauliche utilizzate (breve rassegna). Procedure per l’autorizzazione alla realizzazione di un impianto e analsi degli incentivi (cenni). Esempio: analisi tecnico economica di un caso reale di “mini-idroelettrico”. (4.c) Esempi di tipici impianti idroelettrici nel territorio bresciano: Impianti fluviali senza canale derivatore, impianti a pelo libero con condotte forzate (Cividate); impianti in pressione con condotte forzate (S.Fiorano; impianti di pompaggio (Edolo). Piccoli impianti idroelettrici ad acqua fluente.
(5) L'energia da biomassa. Le caratteristiche della biomassa vegetale. La combustione, l'effetto della umidità, le principali tecnologie di conversione. La combustione e la gassificazione negli impianti di produzione di energia elettrica da biomassa e per riscaldamento. Il motore Rankine a fluido organico. Esempi di tipici impianti per il riscaldamento e per la produzione di potenza.
(6) L'energia geotermica. Il gradiente termico terrestre e sue anomalie. I sistemi idrotermali. I sistemi geo-pressurizzati e le rocce secche (cenni). Lo sfruttamento della energia geotermica. Le centrali elettriche (a vapore, a flash, i cicli binari).
(7) L'energia eolica La potenza di una turbina eolica: la teoria impulsiva per le macchine ad asse orizzontale. La caratteristica potenza.velocità del vento delle turbine eoliche. La connessione con la rete elettrica (cenni). Aspetti economici e la taglia ottimale di potenza.
(8) Altre sorgenti rinnovabili di energia. Discussione dei principi base e brevi presentazioni di realizzazioni prototipali.
(9) "Le energie rinnovabili ed il mercato elettrico in Italia".
(10) Visite tecniche: (a) ad una centrale a biomassa, (b) a impianti idroelettrici, (c) presso un produttore di turbine idrauliche.