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Thermal Energy Storage integration in electrical grids and in energy industries for decarbonization
Get PDFNello scenario mondiale attuale dove si rende necessario rispettare i limiti di emissione di gas serra per non valicare l’incremento della temperatura media globale, le fonti di energia rinnovabile dovranno sostituire i tradizionali combustibili fossili nella produzione di energia elettrica e termica nei vari settori incluso quello industriale. La non programmabilità intrinseca delle fonti di energia rinnovabili rende difficile far coincidere l’energia prodotta con la domanda in tempo reale. Per questo motivo, l’introduzione di sistemi di accumulo di energia è fondamentale, in quanto svolgono un ruolo chiave nel bilanciare la domanda e l’offerta. Questi sistemi consentono di immagazzinare l’energia in eccesso prodotta durante i periodi di bassa domanda, che può poi essere rilasciata quando la domanda è più alta, garantendo così un sistema energetico più stabile ed affidabile. Nei vari settori dove si necessità di energia, sono svariate le soluzioni che si propongono come tecnologia di accumulo. In questo lavoro di tesi di dottorato ci si focalizza sui sistemi di accumulo termico per la fornitura di vapore nel comparto industriale. In particolare, si presenteranno due tipi di sistemi di accumulo basati su letto fluidizzato di sabbia uno a carica solare diretta l’altro a carica elettrica. Entrambi i sistemi sono stati ideati e brevettati dalla Magaldi Power S.p.A. e denominati rispettivamente STEM® (Solar Thermo-Electric Magaldi) ed MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage).
Per la tecnologia STEM®, per cui si prevede la carica solare, sono due gli aspetti innovativi da evidenziare: un algoritmo innovativo che prevede la correzione integrale degli errori di puntamento degli eliostati (specchi inseguitori solari) garantendo una maggiore efficienza di puntamento e quindi un incremento dell’energia solare raccolta all’interno dello letto fluido; l’utilizzo di un inclinometro biassiale per ogni eliostato, per aumentare la reiezione degli errori di puntamento dovuti a disallineamenti del terreno, migliorando così l’affidabilità del sistema.
Per la tecnologia MGTES, che prevede una carica termica mediante resistenze elettriche per effetto Joule, è stato realizzato uno studio per l’individuazione del sistema di riscaldamento più adatto al letto fluidizzato di particelle di sabbia. Sono state condotte simulazioni basate su modelli analitici confrontando elementi resistivi progettati per riscaldare attraverso conduzione, convezione e irraggiamento. Dopo la fase di simulazione, è stata realizzata una campagna di prove sperimentali per validare i risultati ottenuti dai modelli teorici, verificando l’accuratezza delle simulazioni e il comportamento reale dei sistemi di riscaldamento studiati.
Per identificare il metodo di riscaldamento più promettente, accanto alla valutazione quantitativa è stata eseguita un'analisi qualitativa, volta a valutare i fattori critici rilevanti per l'industrializzazione della tecnologia. Le considerazioni principali hanno riguardato la facilità di installazione, i requisiti di manutenzione, la sostituibilità dei componenti e la compatibilità della tecnologia con il mezzo di accumulo. È stata condotta un'analisi dei punti di forza, debolezza, opportunità e minacce, che comprendeva i principali fattori qualitativi menzionati. Le matrici risultanti sono state poi state strutturate per valutare sistematicamente questi aspetti.
Nello scenario proposto, in cui i sistemi di accumulo termici sono integrati nei distretti energetici, diventa essenziale un nuovo concetto di microgrid controllata. In questo contesto, sia i sistemi elettrici che quelli di accumulo termico richiedono una gestione ottimale. Un efficace Energy Management System (EMS) è fondamentale per l'utilizzo efficiente delle risorse energetiche distribuite. Tenendo conto di questi requisiti, è stata avviata una ricerca per sviluppare un modello di EMS volto ad ottimizzare i flussi di potenza per ridurre sia i costi energetici sia le emissioni di CO2. Questo argomento costituirà il fulcro dei futuri sforzi di ricerca.In the current global context, where it is essential to comply with greenhouse gas emission limits to avoid surpassing the increase in average global temperature, renewable energy sources must replace traditional fossil fuels in the production of both electrical and thermal energy across various sectors, including industry. The inherent unpredictability of renewable energy sources makes it challenging to align energy production with real-time demand. For this reason, the introduction of energy storage systems is crucial, as they play a key role in balancing supply and demand. These systems allow for the storage of excess energy produced during periods of low demand, which can then be released when demand is higher, ensuring a more stable and reliable energy system.
In the various sectors where energy is required, numerous solutions are being proposed for energy storage technology. This doctoral thesis focuses on thermal energy storage systems for steam supply in industrial applications. Specifically, two types of storage systems based on fluidized sand beds will be presented: one charged directly by solar energy and the other by electrical energy. Both systems were designed and patented by Magaldi Power S.p.A. and are named STEM® (Solar Thermo-Electric Magaldi) and MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage), respectively.
For the STEM® technology, which uses solar energy for charging, two innovative aspects stand out: an advanced algorithm for the integral correction of heliostat (solar tracking mirrors) aiming errors, which improves aiming accuracy and consequently increases the amount of solar energy collected in the fluidized bed; and the use of a biaxial inclinometer for each heliostat, which helps to reduce aiming errors caused by ground misalignments, thus improving system reliability.
For the MGTES technology, which utilizes electric resistances to charge thermally through Joule heating, a study was conducted to identify the most suitable heating system for the fluidized bed of sand particles. Simulations were carried out based on analytical models, comparing resistive elements designed to heat through conduction, convection, and radiation. Following the simulation phase, an experimental testing campaign was conducted to validate the results of the theoretical models, verifying the accuracy of the simulations and the actual performance of the heating systems studied.
To identify the most promising heating method, a qualitative analysis was performed alongside the quantitative assessment, aimed at evaluating critical factors relevant to the industrialization of technology. Key considerations included ease of installation, maintenance requirements, component replaceability, and compatibility of the technology with the storage medium. A strengths, weakness, opportunities, and threats analysis was conducted, encompassing the primary qualitative factors mentioned. The resulting matrices were then structured to systematically evaluate these aspects.
In the proposed scenario, where thermal storage systems are integrated within energy districts, a novel controlled microgrid concept becomes essential. In this framework, both electrical and thermal storage systems require optimal management. An effective Energy Management System (EMS) is critical to the efficient utilization of distributed energy resources. Considering these requirements, research has been initiated to develop an EMS model aimed at optimizing power flows to reduce both energy costs and CO2 emissions. This topic will form the core of future research efforts
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Morfemi dinamici/Dynamic Morphemes (introduzioni/introductions N. Agostini, G. Galdi, F. Purini, M. C. Simotti) Italian and English texts
No full textLa riflessione sul tema Dinamiche Architettoniche ha prodotto una serie di ipotesi progettuali nelle quali l’articolazione delle masse investe aspetti appartenenti tanto alla scultura quanto all’architettura. Tali modelli sono costituiti da volumi puri sezionati secondo linee di taglio intersecanti tra loro che producono pluralità di significati: architettonici, materici, naturalistici, cibernetici. Per loro tramite si intende investigare temi che vanno oltre la dimensione statica dell’opera, non più vista solo come oggetto, ma anche come realtà spaziale disarticolabile, che da un’originaria condizione monolitica acconsente a generare plurime configurazioni morfologiche attraverso l’estrazione di sue parti. Questa dinamicità, questo assetto variabile, dà luogo alla variazione della dimensione topologica del volume iniziale, degli elementi che lo compongono, della somma delle superfici, della sua complessità, indagando il tema della densità spaziale della materia, nonché quello del passaggio da una condizione primigenia, di azzeramento segnico, alle singole ecceità pluri-significanti nelle quali ogni inizio si scompone e riconfigura. Vi è la volontà di interpretare in senso artistico le continue e ripetute condizioni di equilibrio di un sistema dinamico attivo nel processo di traduzione di un codice, che trova rappresentazione in alcune significative intersezioni spaziali tracciabili in un solido. Gettando ponti sottili tra la biogenetica e la scultura, tali oggetti dinamici traggono ispirazione concettuale dal processo di traduzione del codice genetico che si esprime attraverso la sequenza delle basi azotate A, T, G, C di un polinucleotide di DNA. Poche significative sezioni operate su un monolito primordiale, così come poche sono le basi azotate del DNA, riescono a esprimere una vastissima complessità e complementarietà di superfici e membrane a somiglianza dei legami molecolari non covalenti e stereospecifici che rendono possibili vasta parte delle trasformazioni biologiche. In modo atipico rispetto alle modalità tradizionali, questo approccio orbita intorno alla scultura, all’architettura e all’ingegneria prefiggendosi l’obiettivo di fonderne insieme alcuni principi nella materia grezza. Alla scultura per quanto riguarda la modellazione, la scissione in parti, la violazione dello stato originario della materia; all’architettura per il tentativo di ampliare i confini teorici del progetto con l’estrazione dalla materia di configurazioni morfologiche primigenie, di famiglie di morfemi archetipi, di fenotipi articolabili nello spazio; all’ingegneria per l’utilizzo dell’informatica e di metodologie a controllo numerico per la realizzazione dell’opera con strumentazioni meccaniche di alta precisione. Inesplorate modalità di intendere il progetto aprono alla lettura delle invisibili tensioni e forze geometriche presenti nella struttura intima dei solidi, che si scindono in parti essenziali organizzando e articolando il tutto secondo sistemi di faglie derivanti da una mitosi topologica concettualmente guidata da famiglie di attrattori81 morfogenetici. Tali modalità solo talvolta potranno trovare reale campo di applicazione, anche parziale, in un progetto di architettura eseguibile. Negli altri casi rimarranno confinate nell’ambito di apporti teorici alla disciplina, producendo una migliore conoscenza delle proprietà geometriche dei volumi nello spazio, più approfondita rispetto a quella raggiungibile con il solo disegno architettonico tradizionale (manuale o virtuale). Il riferimento non è alla maquette di un progetto edilizio, realtà troppo poco duttile in senso suprematista in quanto rispondente a plurime esigenze funzionali dell’architettura, bensì a stadi di indagine precedenti, a ricerche concettuali su volumi ancora svincolati da specifici compiti prestazionali, nei quali sono ancora del tutto assenti esigenze a priori
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
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