- Oggetto:
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Laboratorio di Energie rinnovabili per il settore forestale e montano
- Oggetto:
Laboratory of renewable energies for mountain areas
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- SAF0195
- Docente
- Prof. Elio Dinuccio (Affidamento interno)
- Corso di studi
- [001711] SCIENZE FORESTALI E AMBIENTALI
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- F - Altre attività
- Crediti/Valenza
- 4
- SSD dell'attività didattica
- AGR/09 - meccanica agraria
- Modalità di erogazione
- Mista/Blended
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
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Fondamenti di matematica e fisica.
Saranno necessarie, inoltre, conoscenze di base di utilizzo di fogli di calcolo relativamente i) alla parametrizzazione ed utilizzo di formule già implementate, ii) alla costruzione di tabelle ed iii) alla produzione di semplici grafici del tipo istogrammi ed a dispersione.
Foundations of mathematics and physics.
Students are required to have skills in the use of spreadsheets for i) parametrization of existing formulas, ii) creation of tables, and iii) creation of simple graphs (bar plots, scatter plots). - Propedeutico a
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Insegnamento propedeutico alla professione
Course preparatory for the profession - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il laboratorio si propone di fornire agli studenti una panoramica delle attuali fonti di energia rinnovabile, con particolare riferimento all'utilizzo delle biomasse legnose, dell'energia solare ed eolica e della micro-idraulica. Verranno analizzate le potenzialità di utilizzo delle energie rinnovabili nei contesti montani, specialmente per quel che riguarda l'utilizzo di piccoli impianti di conversione adatti alle zone alpine e di montagna.
The course is aimed at providing the students with an overview of the existing sources of renewable energy, with a focus on the use of woody biomass, solar radiation, wind energy and micro-hydro. Potential use of various renewable energy technologies for mountain areas will be analyzed and discussed.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenze e capacità di comprensione
Lo studente acquisirà le competenze per calcolare l'energia necessaria e gli equilibri ambientali. Sarà inoltre in grado di valutare le possibilità di impiego delle fonti rinnovabili nelle specifiche realtà dei contesti di montagna e delle tecnologie ad esse connesse.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Lo studente acquisirà le metodologie e le conoscenze tecniche per il dimensionamento e la corretta gestione di impianti che applichino i processi e le tecnologie presentate durante le lezioni. Attraverso applicazioni informatiche legate all'utilizzo di fogli di calcolo preimpostati, lo studente imparerà ad applicare le conoscenze acquisite per determinare bilanci di energia e formulare giudizi globali sui diversi sistemi di produzione e conversione dell'energia.
Autonomia di giudizio
Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di discutere in maniera critica le diverse tematiche affrontate durante le lezioni. L'impostazione didattica prevede che la formazione teorica sia accompagnata da diversi esempi pratici, al fine di stimolare la partecipazione attiva e la capacità di elaborazione autonoma.
Abilità comunicative
Lo studente acquisirà l'abilità di presentare in maniera chiara e semplice oltre che con linguaggio tecnico i concetti acquisiti.
Capacità di apprendimento
Al termine dell'insegnamento lo studente disporrà̀ degli strumenti conoscitivi e di analisi per affrontare in autonomia le problematiche connesse alla produzione di energia da fonti rinnovabili e per l'aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.
Knowledge and understanding
The students will know the extent of the different energy sources and the environmental impact of energy production. They will be provided with the necessary tools to correctly assess the potential use of renewable energy sources for mountain areas and technologies related to them.
Applying knowledge and understanding
The students will acquire methodologies and knowledges for designing and management of the technologies presented during the lessons. The use of spreadsheets will allow the students to calculate energy balance and to formulate global judgments on the different systems for energy production and conversion.
Making judgements
By the end of the course, the students will be able to discuss in a critical manner the different issues covered during the course. This will be achieved through a continuous link between theory and practical examples.
Communication skills
The students will be able to present in a clear manner and with technical language the acquired knowledge.
By the end of the course the students will be able to adapt and update the acquired skills according to specific problems and developments
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento consiste di 20 ore di lezione (frontale o a distanza tramite piattaforma Moodle e Webex) e 20 ore dedicate a visite tecniche, esercitazioni pratiche di laboratorio e in aula informatica. Per le lezioni frontali il docente si avvale della proiezione di slides che renderà disponibile agli studenti sulla piattaformae-learning moodle. Le esercitazioni in laboratorio hanno lo scopo di approfondire le conoscenze di base sui principali metodi di caratterizzazione chimico-fisica ed energetica delle biomasse; quelle in aula informatica vertono sullo sviluppo di esempi di calcolo riguardanti il dimensionamento di massima di componenti impiantistici (campo fotovoltaico, sistemi di accumulo dell'energia, digestori anaerobici, etc.), i bilanci di materia e di energia.
L'insegnamento prevede lo svolgimento di seminari di approfondimento su temi specifici ad opera di esperti del settore delle energie rinnovabili, in presenza del docente.
The course consists of 20 hours of lectures (in person, by Moodle and Webex) and 20 hours dedicated to technical visits, calculation and laboratory exercises that support the theoretical part. Lectures are supported by slide projection that will be made available to students on the moodle e-learning Platform. Practices in the laboratory are aimed at providing the basic knowledge on the main methods used for chemical-physical and energy characterization of biomass. Practices in class focus on calculation examples concerning the sizing of specific plant components (photovoltaic modules, energy storage systems, anaerobic digesters, etc.), mass and energy balances.
During the course will be organized seminars on specific issues, led by experts in the field of renewable energies and in the presence of the teacher.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Le conoscenze acquisite dagli studenti saranno valutate attraverso la continua interazione durante le lezioni. Al termine di ogni argomento sarà promossa una discussione aperta con gli studenti in modo da stimolare l'approccio critico alle tematiche trattate. L'esame finale è un colloquio orale, svolto in presenza oppure online su piattaforma webex, sugli argomenti trattati durante l'insegnamento.
The knowledge acquired by the students will be assessed through the continuous interaction during lectures. At the end of each topic a discussion with the students will enhance their ability to retain and comprehend the basic concepts of the lectures. The final exam is a discussion, either in presence or online on the webex platform, on the topics covered during the course.
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Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Gli argomenti del programma appartengono all'area tecnico-applicativa.
Forme di energia e unità di misura.
Fonti energetiche convenzionali: i combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale) e uranio.
Le emissioni inquinanti e i cambiamenti climatici.
Fonti energetiche rinnovabili: biomasse, idraulica, solare ed eolica. Cenni di energia geotermica, idrogeno e celle a combustibile.
Quadro normativo di riferimento e incentivi alla produzione di energia da fonti rinnovabili.
ENERGIA DA BIOMASSE
Origine e natura delle biomasse agricole e forestali a uso energetico.
Approvvigionamento della biomassa e aspetti logistici.
I processi di valorizzazione energetica delle biomasse forestali: termochimici (combustione, gassificazione, pirolisi), biochimici (digestione anaerobica).
ENERGIA IDRAULICA
- Impianti micro e mini-idroelettrici per la generazione di energia elettrica.
ENERGIA SOLARE
- Celle fotovoltaiche e collettori solari. L'essiccazione dei prodotti agricoli e forestali mediante energia solare.
ENERGIA EOLICA
- Impianti micro e mini-eolici per la generazione di energia elettrica.
Impatto ambientale delle diverse fonti energetiche.
Program topics concern the technical applied area.
Forms of energy and units of measure.
Conventional energy sources: fossil fuels (coal, oil and natural gas) and uranium
Environmental impacts of different energy sources.
Sources of renewable energy: biomass, hydro, solar, wind, geothermal, hydrogen and fuel cells.
The regulatory framework and incentives for renewable energy production.
Energy from biomass
Biomass definition and characterization.
Biomass supply and logistics.
The processes of energy production from forest biomass: thermochemical (combustion, gasification, pyrolysis), biochemical (anaerobic digestion).
Hydro energy - Micro and mini hydro power plants.
Solar energy - Photovoltaic cells and solar thermal collectors. Applications for drying in forest and agricultural processes.
Wind energy - Micro and mini wind power plants.
Environmental impacts of different energy sources.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Appunti delle lezioni forniti dal docente (disponibili sulla piattaforma e-learning Moodle)
Testi di approfondimento
- S. Castelli - Biomasse per la produzione di energia. Produzione, gestione e processi di trasformazione, Maggioli Editore, 2011
- Slide and lessons notes (downlodable from Moodle e-learning platforme)
Further reading
- S. Castelli - Biomasse per la produzione di energia. Produzione, gestione e processi di trasformazione, Maggioli Editore, 2011
- Oggetto:
Note
Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza tramite piattaforma Moodle e Webex per tutto l'anno accademico.
The teaching method may vary according to the limitations imposed by the current health crisis. Distance learning will be guaranteed by Moodle and Webex platforms for the entire duration of the academic year.
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