SUSTAINABLE ENERGY SYSTEMS

Nel corso di Sustainable Energy Systems gli studenti acquisiranno una conoscenza approfondita delle tecnologie di conversione dell'energia sostenibile, con un focus particolare sul loro impatto ambientale e sulle applicazioni industriali. Il programma è progettato per fornire una solida base nei principi fondamentali della termodinamica, consentendo agli studenti di comprendere e applicare la Prima e la Seconda Legge della Termodinamica a diversi sistemi energetici. Gli studenti impareranno a valutare e ottimizzare vari cicli termodinamici, tra cui i cicli a vapore, i cicli a gas, i cicli inversi e criogenici, e le pompe di calore, con particolare attenzione all'uso di questi cicli in contesti industriali. L'analisi dei processi di combustione sarà centrale per comprendere l'efficienza delle caldaie e dei motori a combustione interna, nonché l'impatto ambientale delle emissioni generate. Il corso affronterà anche la progettazione e l'ottimizzazione dei sistemi di trasferimento del calore e degli scambiatori di calore, fondamentali per il miglioramento dell'efficienza energetica. Gli studenti esploreranno inoltre le tecnologie energetiche avanzate, come i sistemi di cogenerazione, che rappresentano soluzioni innovative per aumentare la sostenibilità dei processi industriali. Un altro aspetto chiave del corso sarà l'esplorazione delle energie rinnovabili, con particolare attenzione alla loro integrazione nei sistemi energetici esistenti. Gli studenti acquisiranno competenze sulle tecnologie rinnovabili, come il solare e l'eolico, e saranno in grado di valutare i benefici e le sfide associati alla loro implementazione su larga scala. Infine, il corso promuoverà una consapevolezza critica dell'impatto ambientale globale delle tecnologie di conversione dell'energia, offrendo agli studenti gli strumenti necessari per proporre soluzioni che riducano le emissioni e migliorino la sostenibilità dei sistemi energetici. Al termine del percorso, gli studenti saranno preparati ad affrontare le sfide complesse legate all'efficienza energetica e alla sostenibilità, applicando una visione integrata e consapevole nelle loro future attività professionali

lezioni frontali e esercitazioni pratiche​. 

Conoscenze fondamentali di Termodinamica e Termocinetica, Principi e tecnologie essenziali per la produzione di calore e freddo, energia meccanica ed elettrica. Approfondimento sui processi e le tecnologie della combustione.

La frequenza alle lezioni è obbligatoria, in conformità con l’art. 24 del Regolamento Didattico dell'Università di Catania.

1. Prima Legge della Termodinamica e Applicazioni
   
2. Gas Ideale ed Equazione Adiabatica
   
3. Seconda Legge della Termodinamica
   
4. Diagrammi di Stato
   
5. Combustione
   
6. Caldaie
   
7. Centrali Termoelettriche a Vapore
   
8. Centrali Termoelettriche a Gas
   
9. Motori a Combustione Interna
   
10. Cicli Inversi
    
11. Cicli Criogenici
    
12. Pompe di Calore
    
13. Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici
    
14. Trasferimento di Calore
    
15. Scambiatori di Calore
    
16. Sistemi Energetici Avanzati
    
17. Cogenerazione
    
18. Sistemi di Energie Rinnovabili

Il contenuto del corso contribuisce all'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile affrontando diversi Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) attraverso un approccio completo alla termodinamica, ai sistemi energetici e all'impatto ambientale. Ecco come il corso si allinea con gli specifici SDGs:
SDG 4 - Istruzione di qualità: Offrendo una comprensione approfondita della termodinamica, dei processi di combustione, dei sistemi energetici rinnovabili e dell'impatto ambientale, il corso fornisce agli studenti le conoscenze e le competenze tecniche necessarie per affrontare le sfide energetiche moderne. Promuove il pensiero critico in merito alla produzione e all'uso sostenibile dell'energia.
SDG 7 - Energia pulita e accessibile: Il corso esplora vari sistemi energetici, compresi i sistemi avanzati, la cogenerazione e le fonti di energia rinnovabile. Studiando questi argomenti, gli studenti imparano a ottimizzare la produzione energetica, a incrementare l'efficienza e a implementare tecnologie per l'energia pulita, promuovendo l'accesso a un'energia affidabile, sostenibile e a prezzi accessibili.
SDG 9 - Imprese, innovazione e infrastrutture: Affrontando aspetti come gli scambiatori di calore, le centrali termoelettriche e i cicli criogenici, il corso si concentra sullo sviluppo di tecnologie energetiche innovative. Fornisce approfondimenti sulla costruzione di infrastrutture energetiche efficienti che possano sostenere la crescita industriale riducendo al minimo l'impatto ambientale.
SDG 11 - Città e comunità sostenibili: Comprendere l'impatto ambientale dei sistemi energetici e l'uso delle fonti rinnovabili consente agli studenti di contribuire allo sviluppo di ambienti urbani sostenibili. La conoscenza di sistemi energetici, come le pompe di calore e la cogenerazione, supporta la progettazione di infrastrutture cittadine efficienti ed ecologicamente sostenibili.
SDG 12 - Consumo e produzione responsabili: Approfondendo i principi della termodinamica, della combustione e del trasferimento di calore, il corso promuove una comprensione dei processi di consumo energetico. Incoraggia gli studenti a ricercare modelli di produzione e consumo responsabili, inclusi il recupero del calore di scarto, i sistemi energetici efficienti e l'utilizzo di fonti rinnovabili.
SDG 13 - Lotta contro il cambiamento climatico: La focalizzazione sull'impatto ambientale dei sistemi energetici, tra cui i motori a combustione interna, le centrali termoelettriche e i sistemi energetici rinnovabili, fornisce agli studenti le conoscenze necessarie per sviluppare strategie volte a ridurre le emissioni di gas serra. La comprensione della seconda legge della termodinamica e dei principi del trasferimento di calore aiuta a identificare le perdite energetiche e a ottimizzare i processi per mitigare i cambiamenti climatici.
SDG 15 - Vita sulla terra: Esplorando l'impatto ambientale dei sistemi energetici, il corso aumenta la consapevolezza di come la produzione e il consumo di energia possano influenzare gli ecosistemi. Questa conoscenza è fondamentale per progettare soluzioni energetiche che minimizzino gli impatti negativi sugli ecosistemi terrestri

reference book:

1. Dispense del Docente: Sustainable Energy Systems
2. Mehmet Kanoglu, Yunus A. Cengel Fundamentals And Applications Of Renewable Energy Macgraw hill 2019
3. Yunus A. Cengel , Michael A. Boles Thermodynamics: An Engineering Approach, Macgraw hill 2019
4. Dincer-Zamfirescu: Sustainable Energy Systems and applications. Springer 2011
5. Kanoglu- Cengel-Dincer: Efficiency evaluation of Energy Systems, Springer 2012
6. Alireza Bahadori: Pollution Control in Oil, Gas aand chemical Plants : Springer Verlag 2014

L'esame consiste in domande a risposta multipla. La valutazione sarà basata su diversi criteri: pertinenza delle risposte alle domande formulate, qualità dei contenuti esposti, capacità di collegare i temi trattati ad altri argomenti del programma, abilità nel fornire esempi pertinenti, proprietà del linguaggio tecnico e competenza espressiva complessiva dello studente.

Per garantire pari opportunità e nel rispetto delle normative vigenti, gli studenti che lo desiderano possono richiedere un colloquio per valutare l'adozione di eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici e alle specifiche esigenze. In tal caso, è consigliabile contattare il docente referente del CInAP (Centro per l’Integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.

esempi sono riportati su  www.unict.studium.it