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Il nuovo polo della geotermia a Pontegradella: banco prova per una progettazione partecipata?
No full textLa fonte geotermica rappresenta un'opportunità per il raggiungimento degli obiettivi europei di contenimento del riscaldamento globale e, in particolare per l'Italia, per la riduzione della dipendenza dall'estero per l'approvvigionamento energetico. L’opposizione sociale, generata da una mancanza di fiducia, è ad oggi riconosciuta come la principale barriera all'ingresso nel mercato dell’energia. Nella partecipazione la possibile soluzione
Energia tra individuo e ambiente: percezione e comunicazione dei sistemi di conversione dell'energia.
No full textLa tendenza all’aumento dei consumi non sembra conoscere cambiamenti, anzi: il 20 luglio 2007 è stato registrato il picco storico di richiesta di potenza elettrica pari a 56’520 MW.
A questa continua e crescente richiesta di energia va sommata la sfida lanciata con il Protocollo di Kyoto per la riduzione delle emissioni di gas climalteranti e la necessità di garantire un sicuro approvvigionamento delle fonti. La risposta a queste esigenze, che non sono solo italiane, è stata individuata dalla politica nell’incremento dell’efficienza energetica, nell’incremento dell’utilizzo delle fonti rinnovabili e nell’utilizzo dei biocarburanti per l’autotrazione.
Alla luce di quanto scritto, si sono volute approfondire gli argomenti sopra riportati, mettendo in luce la stretta connessione tra energia, il suo utilizzo e il suo ruolo nella società, al fine di contribuire al dibattito, che deve essere obiettivo, su base
scientifica, senza pregiudiziali e valutando benefici e rischi evitando di incorrere nell’utilizzo di parole d’ordine preconfezionate
From Research to Didactics: the Course of Dynamics and Control of Fluid Machines for Automation Engineering Students
No full textThe paper deals with the course “Dynamics and Control of Fluid Machines”, which has been held at the Faculty of Engineering of the University of Ferrara (Italy) since the academic year 2002/2003 for the Second-Level Degree Course in Computer Sciences and Automation Engineering.
The aim of the course is the study of fluid machines, by combining base knowledge with physical-mathematical analysis of the unsteady behavior and of off-design operating conditions. The first characteristic aspect of the course is the study of the dynamic behavior of fluid machines. The second relevant aspect is the analysis of system control.
In this paper, course characteristics are presented and discussed. In particular, as a part of the final examination, students are asked to develop an individual project, whose results are also reported in this paper. The project consists of the simulation of the dynamic behavior of an industrial system for compressed air production by means of a multistage centrifugal compressor. Students are required to properly design the controller and to discuss the adopted control logic.
Student feedback is evaluated by means of a survey conducted to evaluate the quality of the didactic activity. The analysis of student feedback reveals that student evaluation towards the course proves higher than the “average” evaluation for the didactic activity held at the University of Ferrara, at the Faculty of Engineering or within the same Degree Course
DEVELOPMENT OF A MODEL FOR THE SIMULATION OF ORGANIC RANKINE CYCLES BASED ON GROUP CONTRIBUTION TECHNIQUES
No full textMany industrial sectors and applications are characterized by the availability of low enthalpy thermal sources with temperatures lower than 400 °C, such as the ones deriving from both industrial processes (e.g. combustion products from gas turbines and internal combustion engines, technological processes and cooling systems) and renewable sources (e.g. solar and geothermal energy).
The usual systems for the conversion of thermal energy into mechanical and/or electrical energy work due to the high temperature difference available between the source (i.e., combustion products) and the sink (i.e., the ambient).
The Organic Rankine Cycle (ORC) is a promising process for conversion of heat at low and medium temperature to electricity. An ORC system works like a Clausius–Rankine steam power plant but uses an organic working fluid instead of water. A certain challenge is the choice of the organic working fluid and of the particular design of the cycle. The process should have high thermal efficiency and allow a high coefficient of utilization of the available heat source. Moreover, the working fluid should fulfill safety criteria, it should be environmentally friendly, and allow low cost for the power plant. An important aspect for the choice of the working fluid is also the temperature of the available heat source, which can range from low (about 100 °C) to medium temperatures (about 350 °C).
In this paper, a model for the simulation of Organic Rankine Cycles is presented. The model is based on thermodynamics tables for the calculation of fluid properties and the Lee-Kesler method for the calculation of specific heat. Six commonly used working fluids (propane, butane, benzene, toluene, R134a and R123) are considered. Both saturated and superheated cycles are evaluated. A sensitivity analysis of the main process parameters is performed. Finally, the model is applied to a micro gas turbine/ORC combined cycle
EVALUATION OF THE PERFORMANCE OF A SIROCCO FAN DRIVEN BY A DIESEL ENGINE IN MIST SPRAYER APPLICATIONS
No full textThe coupling of a sirocco fan, used to supply air to a mist sprayer, and a Diesel engine is studied in order to enhance the performance of the integrated system. In this case, the main problem for the correct design of the fan arises from the fact that it is not possible to define a priori the operating point. In fact, the rotational speed is not fixed as in the case of an electric motor driven fan, but is determined as an equilibrium of the power supplied by the engine and the power absorbed by the fan to recover the pressure drops of the mist sprayer system.
In this paper, the experimental campaign performed to characterize the existent fans is presented. Moreover, the sprayer duct is characterized by using literature correlations and by performing numerical simulations. Then, the collected data are elaborated in order to scale the fans in order to enhance the performance of the system
Valutazione delle Prestazioni di un Ventilatore Sirocco Trascinato da un Motore Diesel in Macchine Atomizzatrici
No full textIn questo lavoro viene studiato l'accoppiamento di un ventilatore radiale a pale in avanti del tipo Sirocco (a gabbia di scoiattolo), usato per alimentare una macchina atomizzatrice, con un motore diesel con lo scopo di migliorare le prestazioni del sistema integrato. In questo caso, il problema principale per la corretta progettazione del ventilatore deriva dal fatto che non è possibile definire a priori il punto di funzionamento. Infatti, la velocità di rotazione non è fissata, come è nel caso di un ventilatore azionato da un motore elettrico, ma è determinata dall'equilibrio tra la potenza erogata dal motore e la potenza assorbita dal ventilatore per fornire al fluido la potenza necessaria a recuperare le perdite di carico del sistema atomizzatore.
In questo lavoro viene presentata la campagna sperimentale effettuata per caratterizzare i ventilatori esistenti. Inoltre, il condotto dell'atomizzatore è caratterizzato mediante l'utilizzo di correlazioni di letteratura e simulazioni numeriche. Infine, i dati raccolti precedentemente vengono elaborati per scalare i ventilatori al fine di migliorare le prestazioni del sistema
Smart management of integrated energy systems through co-optimization with long and short horizons
Full text linkThe integration of all sectors of energy production, distribution and consumption in multi-source energy networks has lately gained attention as an attractive strategy to deal with the challenges raised by decarbonization roadmaps. For such a network to become a smart energy system, however, it needs to be managed and controlled in a smart way. While existing techniques mainly focus either on short-term unit commitment or on yearly scheduling separately, this work presents an original combined optimization algorithm which merges the two methods, in order to enhance system real-time control with long-term evaluations (e.g. incentives and yearly constraints). The control architecture comprises three coordinated optimization levels, each periodically updated through the receding time horizon strategy. A long-term supervisory module performs whole-year optimal scheduling accounting for long-term factors and determines the constraints for a short-term supervisory module which, in turn, optimizes the control action for the energy production system in real-time. In parallel, energy distribution modules minimize energy supply to the different portions of the distribution network downstream. Simulation results on a hospital case study demonstrate a 9.7% reduction in total operating cost over the whole year, as well as an increase in revenues deriving from incentives for high efficiency cogeneration
La cogenerazione per la climatizzazione civile
No full textNegli ultimi anni i governi si sono impegnati a limitare le emissioni di anidride carbonica, ridurre il consumo di energia primaria attraverso un aumento di effi cienza nella produzione, distribuzione e uso fi nale, e aumentare l’utilizzo di fonti rinnovabili. In generale, questi obiettivi vengono perseguiti separatamente, con leggi che sovvenzionano direttamente la
produzione di energia rinnovabile (es. conto energia),
la riduzione della domanda (ad esempio attraverso la
riqualifi cazione edilizia) o l’uso di tecnologie ad alta efficienza per la produzione di energia o gli usi fi nali (es. titoli di effi cienza energetica).
Queste politiche non coordinate possono provocare
un ostacolo al raggiungimento della confi gurazione ottimale del sistema energetico integrato, in particolare
nel settore domestico, poiché possono distorcere le
richieste (elettrica, termica e per il raffrescamento), sia
in termini di valori assoluti sia in termini di distribuzioni
relative
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