FACOLTA DI INGEGNERIA

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1 FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA MAGISTRALE in Ingegneria Meccanica Classe LM/ Insegnamento di Sistemi per l Energia e l Ambiente ING/IND09 9 C.F.U. A.A Docente: Prof. Raffello Cozzolino raffaello.cozzolino@unicusano.it (solo per comunicazioni interne e amministrative) Nickname: cozzolino.raffaello Presentazione del corso Il corso di Sistemi per l Energia e l Ambiente è rivolto agli studenti del corso di studio Magistrale in Ingegneria Meccanica. Il corso è suddiviso in 7 moduli didattici, ed ogni modulo presenta dispense slide e videolezioni, i test di autovalutazione sono raccolti tutti in una cartella e sono rinominati allo stesso modo delle relative dispense o slide contenute nei 7 moduli didattici. Il corso fornisce criteri e metodi per lo studio di sistemi tradizionale e innovativi per la conversione di energia in lavoro, fornendo un quadro aggiornato delle soluzioni impiantistiche innovative (e relative prestazioni) per la produzione di energia meccanica ed elettrica. Ricevimento studenti Consultare il calendario alla pagina seguente del nostro sito verificando gli orari di Videoconferenza

2 Orario delle lezioni Consultare il calendario alla pagina seguente del nostro sito verificando gli orari di Lezione Date degli appelli Consultare il calendario alla pagina per gli appelli nella sede di Roma, e alla pagina per gli appelli nelle sedi esterne. Programma del corso RICHIAMI DI TERMODINAMICA (Settimana 1; Modulo 0; Test di autovalutazione 01, 06) La termodinamica: funzioni di stato, gas perfetti, primo e secondo principio, cicli, piano Ts e pv, trasformazioni ideali reali e rendimento. PROBLEMA ENERGETICO (Settimana ; Modulo 1; Test di autovalutazione 11, 1) Il problema energetico: le fonti energetiche convenzionali e rinnovabili, sviluppo sostenibile, scenario italiano. IMPIANTI MOTORE TURBINA A VAPORE (Settimane,4; Modulo ; Test di autovalutazione 1, 5) Impianti motori Turbina a Vapore (IMTV): Considerazioni termodinamiche, Risurriscaldamento e rigenerazione, Ottimizzazione del rendimento interno, Evoluzione e prospettive di sviluppo, Sistemi di ripotenziamento degli IMTV esistenti. IMPIANTI MOTERE TURBINA A GAS (Settimane 5,6; Modulo ; Test di autovalutazione 1, 4) Impianti motori con turbine a gas (IMTG): Generalità sull evoluzione delle TG industriali e aeronautiche, Tendenze di sviluppo delle TG industriali e aeronautiche, Ciclo ideale, limite e reale, La refrigerazione delle pale, Analisi delle prestazioni, Interventi sul ciclo e rigenerazione termica. IMPIANTI A CICLO COMBINATO (Settimane 7,8; Modulo 4; Test di autovalutazione 41, 44) Impianti a ciclo combinato gasvapore: Considerazioni termodinamiche, Metodologie di progetto, Rendimento del ciclo, Caldaia a recupero e caratteristiche costruttive, Assetti dei cicli a recupero, Prospettive di sviluppo dei CC. GASSIFICAZIONE INTEGRATA CON CICLO COMBINATO (Settimane 9,10; Modulo 5; Test di autovalutazione 51, 5)

3 Impiego pulito del carbone: Gassificazione del carbone e relative tecnologie, Gassificatore a letto fisso, gassificassero a letto fluido, gassificassero a letto trascinato, Syngas cooler, Tecnologie di depurazione, Impianti IGCC. CELLE A COMBUSTIBILE (Settimana 11; Modulo 6; Test di autovalutazione 61) Le Celle a Combustibile: Considerazioni generali, Principio di funzionamento, Funzionamento reale e perdite, Classificazione, Prestazioni e campi di applicazione. LA COGENERAZIONE (Settimana 1; Modulo 7; Test di autovalutazione 71) Le cogenerazione: Considerazioni generali, Quadro normativo Italiano ed Europeo, Le tecnologie per la cogenerazione, Criteri di scelta e dimensionamento. Riferimenti bibliografici 1: Turbine a gas e cicli combinati, G. Lozza, Ed. Progetto Leonardo Obiettivi formativi: Lo scopo del corso è quello di illustrare criticamente le possibilità di sviluppo dei sistemi di conversione dell energia convenzionali, basati sull utilizzo delle fonti fossili. Nell ottica della diversificazione delle fonti fossili e del risparmio energetico, nel corso vengono anche presentate, rispettivamente, le tecnologie per l uso pulito del carbone, i sistemi di cogenerazione. Infine, a completamento della trattazione sui sistemi energetici, vengono presentate le tecnologie innovative a idrogeno, quali le celle a combustibile.. Risultati di apprendimento attesi: Padronanza, criteri e metodi di analisi per lo studio e l ottimizzazione di sistemi tradizionali e innovativi per la conversione di energia in lavoro e per la produzione di energia meccanica ed elettrica. Programma ridotto: Gli studenti che, a seguito dell avvenuto riconoscimento di un esame affine, sostenuto in una precedente carriera accademica, devono sostenere l esame di Sistemi per l Energia e l Ambiente in forma ridotta (per un numero di C.F.U. inferiore a 9), sono pregati di contattare il docente fornendo il programma della suddetta materia affine, per stabilire quali siano gli argomenti da studiare.

4 Modalità d esame e di valutazione L esame consiste in sede esterna consiste in una prova scritta della durata di 90 minuti, la prova presso la sede di Roma consiste in un colloquio orale. La prova, indipendentemente che si tratti di appello in sede esterna o in sede centrale a Roma, è costituita da 4 quesiti di teoria a risposta aperta che possono riguardare l'intero programma svolto. Il consiglio che posso dare è di porre uguale attenzione a tutti i quesiti avendo questi tutti uguale votazione in sede di valutazione. Come sempre esplicitato nelle prove d'esame scritto non è consentito l'uso di dispense o altro materiale durante la prova d'esame. Tuttavia, gli studenti che hanno sostenuto la prova scritta presso la sede esterna, conseguendo un voto almeno pari a 18/0, possono chiedere in modo del tutto facoltativo di sostenere una prova orale. L esito di tale prova orale facoltativa può, ovviamente, contribuire ad accrescere il voto finale ottenuto dallo studente, ma anche farlo decrescere in caso di una prova scarsa. Per la preparazione vi consiglio di svolgere tutti i test di autovalutazione presenti in piattaforma che rappresentano un utile strumento per verificare l'assimilazione dei concetti precedentemente studiati. L'indipendenza e la sicurezza nello svolgimento degli stessi sono fattori fondamentali per il superamento dell'esame.

5 CURRICULUM VITAE DI RAFFAELLO COZZOLINO Luogo e data di nascita: Formia, 9 gennaio raffaello.cozzolino@unicusano.it Formazione e titoli accademici Anno Istituzione Voto Dottorato di Ricerca in Ingegneria Meccanica 01 Università di Cassino e del Lazio Meridionale Abilitazione alla professione di Ingegnere 009 Università di Cassino e del Lazio Meridionale Laurea in Ingegneria Meccanica 008 Università di Cassino e del Lazio Meridionale 110/110 e lode Maturità Scientifica 00 Liceo Scientifico L. Alberti di Minturno (LT) 71/100 Contratti universitari e Borse di studio Durata Istituzione Ricercatore a tempo determinato presso l Università Niccolò Cusano (Roma). Settore scientifico disciplinare INGIND09 Università degli Studi Niccolò Cusano Borsa di studio per la Scuola di Formazione di Ricercatori e Tecnici per l Innovazione e lo Sviluppo nel settore della Generazione Distribuita di energia da fonti fossili e rinnovabili PROGETTO PON01_864 FC SMARTGEN. Contratto incarico di insegnamento stipulato con l Università di Cassino e del Lazio Meridionale per attività didattica del corso di Risparmio energetico e contenimento delle emissioni. 1 Università degli Studi di Napoli Parthenope Università di Cassino e del Lazio Meridionale

6 Attività didattica Incarico di Insegnamento Anno Titolo Corso di laurea Sede 014/ / / /01 Sistemi per l energia e l ambiente Macchine Attività Seminariali Sistemi per l energia e l ambiente Risparmio energetico e contenimento delle emissioni 01 Tecnologie Energetiche Sostenibili 01 Gestione dei Sistemi Energetici 0101 Sistemi per la Conversione dell Energia Ingegneria Meccanica in Ingegneria Industriale Ingegneria Meccanica Ingegneria Meccanica Ingegneria Gestionale Ingegneria Gestionale Ingegneria Meccanica Università degli Studi Niccolò Cusano Università degli Studi Niccolò Cusano Università degli Studi Niccolò Cusano Università di Cassino e del Lazio Meridionale Università degli Studi di Napoli Parthenope Università degli Studi di Napoli Parthenope Università di Cassino e del Lazio Meridionale n crediti Macchine Ingegneria Elettrica Università di Cassino e del Lazio Meridionale Tecnologie Energetiche Sostenibili Ingegneria Meccanica Università di Cassino e del Lazio Meridionale

7 Attività di ricerca L attività di ricerca, teorica e sperimentale, è stata dedicata allo studio ed allo sviluppo di sistemi energetici avanzati, dei sistemi basati su celle combustibile a membrana polimerica a bassa temperatura ed alta temperatura e dei sistemi di generazione distribuita anche da fonti rinnovabili. L'attività' scientifica, documentata dalle pubblicazioni elencate a parte, e' stata prevalentemente svolta sia con finanziamenti di enti pubblici e privati, sia con contributi ministeriali, ed è riferibile ai seguenti temi: Analisi ed ottimizzazione di sistemi di produzione dell idrogeno da reforming con tecnologie tradizionali ed avanzate Sviluppo ed ottimizzazione di sistemi di cogenerazione dispersa con celle a combustibile PEMFC per applicazioni commerciali e residenziali Sviluppo di modelli di simulazione per la previsione delle prestazioni di celle polimeriche alimentate con gas di sintesi Attività sperimentale su celle polimeriche a bassa ed alta temperatura/sviluppo banchi prova Analisi di piattaforme di poligenerazione per la Generazione Distribuita di energia da fonti fossili e rinnovabili Attività di Collaborazione con Enti e Centri di Ricerca Collaborazione con il C.I.R.A. (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali) nell ambito degli studi condotti per l elaborazione della tesi di Laurea Sviluppo di sistemi energetici rigenerativi per velivoli UAV (Unmanned Aerial Vehicles) di classe HALE (High Altitude Long Endurance).

8 Elenco Pubblicazioni Pubblicazioni su rivista 1 Cozzolino R., Cicconardi S.P., Galloni E., Minutillo M., Perna A., Theoretical and experimental investigations on thermal management of a PEMFC stack, Int. Journal of Hydrogen Energy, 6, pp 8007;ISSN: ; 011 Jannelli, E., Minutillo, M., Cozzolino, R., Falcucci, G. Thermodynamic performance assessment of a small size CCHP (combined cooling heating and power) system with numerical models, Energy, 65, pp ; ISSN: ;014 Citazioni Scopus Perna A., Cicconardi S.P., Cozzolino R., Performance evaluation of a fuel processing system based on membrane reactors technology integrated with a PEMFC stack, Int. Journal of Hydrogen Energy,6, (16), pp ;ISSN: ;011 Cicconardi S.P., Cozzolino R., Minutillo M., Perna A. (011). Sensitivity analysis on commercial PBIbased MEAs for HTPEMFC. Proceedings of EFC011, European Fuel CellPiero Lunghi Conference & Exhibition. Rome, December 1416, 011, ISBN: VK Krastev, G Falcucci, E Jannelli, M Minutillo, Cozzolino R. D CFD modeling and experimental characterization of HT PEM fuel cells at different anode gas compositions, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 9, Issue 6, December 014, Pages Pubblicazioni su Congressi Internazionali 1 4 Cozzolino, R., Tribioli, L., Onboard diesel autothermal reforming for PEM fuel cells: simulation and optimization. ICNAAM 014, 8 September 014, Rhodes, Greece. Tribioli, L., Cozzolino, R., Barbieri, M. Optimal Control of a Repowered Vehicle Plugin Fuel Cell against Plugin Hybrid Electric Powertrain. ICNAAM 014, 8 September 014, Rhodes, Greece. G. Bella, F. Fortuna, M. Barbuto, R. Conti, R. Cozzolino, S. Di Francesco, V. Duraccio, O. Giannini, V. Montesarchio, A. Monti, L. Tribioli, F. Trovalusci. (014). Virtual Academic Teaching for next generation Engineers. ASME 014 1th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis (ESDA014), June 57, 014 Cicconardi S.P., Cozzolino R., Minutillo M., Perna A. (01). Experimental activity on high temperature PEM fuel cells. Accepted for presentation at Hypothesis 10 th Conference, Edinburgh, June 111, Cicconardi S.P., Cozzolino R., Perna A. (011). Combined power and hydrogen from a LPG reforming system based on membrane reactors technology. Proceedings of ICAE011, rd International Conference on Applied Energy. Perugia, 1618 May 011, p. 6970, ISBN: Cicconardi S.P., Cozzolino R., Perna A. (010) Effect of the Anode OffGas Recirculation on a PEMFC System Integrated with a Steam Reformer Unit Fed by Gpl. Proceedings of ASMEATIUIT 010 Conference on Thermal and Environmental Issues in Energy Systems, 1619 May 010, Sorrento (Italy), vol. I, p , ISBN:

9 Pubblicazioni su Congressi Nazionali 1 4 Cicconardi S.P., Cozzolino R., Perna A. (01) Indagini e Valutazioni Sperimentali sulle Prestazioni di Celle Polimeriche ad Alta Temperatura. Atti del 67 Congresso Annuale ATI. Trieste, 1114 settembre 01, vol. cdrom, p. 18, Trieste:Comitato Organizzatore, ISBN: Cicconardi S.P., Cozzolino R., Perna A. (011) Caratterizzazione sperimentale di celle polimeriche ad alta temperatura (HTPEMFC). 66 Congresso nazionale ATI. RENDE, 59 settembre 011, vol. Abstracts, p. 9, ISBN: Cicconardi S.P., Cozzolino R., Perna A. (010) Produzione di idrogeno da GPL mediante reforming con reattore di shift a membrana. Atti del 65 Congresso ATI. Cagliari 117 settembre 010, vol. 1, p , Eurografica srl, ISBN: Cicconardi S.P., Jannelli E., Minutillo M., Perna A., Galloni E., Di Bona D., Cozzolino R., Erme G (009). La microcogenerazione con sistemi integrati fuelcell/fuel reformer, Atti del II Convegno sull Energia "NEW ENERGY FRONTIERS " Gaeta, 1719 giugno 009., vol. 1, p. 576 Pubblicazioni monografiche 1 Tesi di dottorato in Ingegneria Meccanica, XXIV Ciclo: "Attività teoricosperimentale su celle a combustibile a membrana polimerica per applicazioni stazionarie", 01, Scuola di Dottorato in Ingegneria Meccanica dell Università di Cassino e del Lazio Meridionale

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