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INFLUENZA DELLE VARIAZIONI DI CARICO SULLA VITA DEI COMPONENTI DEGLI IMPIANTI TERMOELETTRICI
No full textPerformance and cost evaluation of an innovative Pumped Thermal Electricity Storage power system
No full textImproving the efficiency of a cataphoresis oven with a cogenerative organic Rankine cycle unit
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Analisi del Comportamento di una HAWT da 1.5 kW
Full text linkSystem dynamic modelling and simulation is becoming a powerful and essential design tool. For this reason, this Ph.D. Thesis is devoted to analyse the transient operation conditions’ effects using power plant dynamic models.
In the first part of this dissertation, the dynamic analysis is the core of a procedure developed to predict lifetime reduction on traditional power plant devices. In particular, the plant dynamic model, and its capability of evaluating the trends of
the main thermodynamic parameters, which describe the plant operation during transient conditions, is the base point to identify the most stressed plant devices.
Being fundamental the role played by combined cycle power plants in the liberalized electricity market scenario, a combined cycle power plant is selected as test case. The dynamic model of a single pressure combined cycle power unit is built and the proposed procedure is tested. The results show that the procedure can be considered as a valuable innovative tool to assist power plant designers and operators in order to improve the plant’s flexibility without excessively compromising the integrity of devices subjected to high thermo-mechanical stresses.
The second part of this work underlines the essential role played by the dynamic analysis during the design phase of innovative small-medium size waste heat recovery units on isolated grid. In particular, after a design optimization process, the dynamic behaviour of gas turbines coupled with waste heat recovery units
(ORC, SRC and ABC power units) is tested to verify the grid stability and, in the case of an ORC unit, the working fluid thermochemical stability.
In conclusion, in this dissertation, two different software tools are proposed. In both cases the core is the plant dynamic model. The first tool is able to predict the plant thermodynamic variables and compute the components lifetime reduction
caused by load changes while the second one performs a design and optimization of different waste heat recovery units for stand-alone offshore facilities. The entire plant is then dynamically analysed in order to verify the grid stability and, in the
case of ORC unit, the working fluid thermochemical stability
Influenza degli impianti alimentati da fonti rinnovabili sulle strategie di gestione del sistema energetico
No full textIn questa memoria sono presentate alcune linee di ricerca sviluppate dal gruppo di ricerca in Macchine e Sistemi Energetici del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova nell’ambito di soluzioni adatte al nuovo assetto del mercato elettrico. In particolare, si stanno studiando potenzialità e soluzioni innovative ed efficienti per il pompaggio idroelettrico per l’accumulo di energia, originali approcci matematici per lo sviluppo di metodi di gestione di sistemi energetici ibridi con sistemi di accumulo dell’energia e procedure per la valutazione degli effetti derivanti dall’eccessiva variabilità del carico negli impianti termoelettrici
Influenza delle variazioni di carico sulla vita degli impianti termoelettrici
No full textL’effetto congiunto della liberalizzazione del mercato elettrico e della forte crescita delle installazioni di impianti alimentati a fonti rinnovabili ha introdotto radicali cambiamenti nelle modalità di gestione delle unità di generazione dell’energia. Ciò ha spinto i gestori degli impianti termoelettrici a vapore e a ciclo combinato a sviluppare metodologie di gestione flessibile caratterizzate da entrate in esercizio in tempi brevi e concentrate nelle ore di massima richiesta di energia al fine di massimizzare la remunerazione del kWh prodotto. Tali strategie di gestione non consentono però di mantenere sotto controllo né i costi di manutenzione né l’usura né tanto meno le quantità di sostanze inquinanti prodotte. Inoltre, trascurano l’aspetto di salvaguardia della vita utile dell’impianto, mentre mirano alla massimizzazione del ritorno economico sul breve periodo.
In questo articolo viene proposta una procedura volta a valutare i costi aggiuntivi derivanti dal funzionamento flessibile e ad assistere gli operatori di centrale nella gestione della produzione e nella programmazione delle manutenzioni.
La metodologia, basata sulla storia di carico dell’impianto, stima la vita residua dei componenti più critici, considerando gli effetti di creep e della fatica termo meccanica.
Strumento fondamentale su cui si basa la procedura è il software di simulazione, attraverso cui si costruisce il modello del componente/impianto, si valutano le variazioni dei principali parametri termodinamici durante i transitori e, dopo l’elaborazione dei risultati, si procede alla stima delle sollecitazioni derivanti dal creep e dalla fatica termo meccanica.
In questo lavoro si presenta il modello di una centrale a ciclo combinato ad un livello di pressione, si studia il comportamento del sistema durante le modulazioni di potenza anche al variare della rapidità con cui esse avvengono. Fatto ciò si calcolano le sollecitazioni nei componenti critici e si valuta il loro impatto sulla vita utile del componente e dell’impianto
An Experimental Investigation of a Novel Low-Cost Photovoltaic Panel Active Cooling System
Full text linkRenewable energy sources are the most useful way to generate clean energy and guide the transition toward green power generation and a low-carbon economy. Among renewables, the best alternative to electricity generation from fossil fuels is solar energy because it is the most abundant and does not release pollutants during conversion processes. Despite the photovoltaic (PV) module ability to produce electricity in an eco-friendly way, PV cells are extremely sensitive to temperature increments. This can result in efficiency drop of 0.25%/ ∘ C to 0.5%/ ∘ C. To overcome this issue, manufacturers and researchers are devoted to the improvement of PV cell efficiency by decreasing operating temperature. For this purpose, the authors have developed a low-cost and high-performance PV cooling system that can drastically reduce module operating temperature. In the present work, the authors present a set of experimental measurements devoted to selecting the PV cooling arrangement that guarantees the best compromise of water-film uniformity, module temperature reduction, water-consumption minimization, and module power production maximization. Results show that a cooling system equipped with 3 nozzles characterized by a spraying angle of 90 ∘ , working with an inlet pressure of 1.5 bar, and which remains active for 30 s and is switched off for 120 s, can reduce module temperature by 28 ∘ C and improve the module efficiency by about 14%. In addition, cost per single module of the cooling system is only 15 €
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