Saranno i suoi studenti che riceveranno l impianto che noi invieremo, e sarà loro cura realizzarlo e manutenerlo presso la scuola di destinazione.

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1 SUSTAIN-TARANTO ENEA-EDUCARSI AL FUTURO ISTITUTO CAPOFILA I.I.S.S. A. RIGHI -TARANTO Docente referente Ing. Melchionne Giustino Cell Ill.mo Direttore Centro Professionale di Fada N Gourma FRERE ETIENNE OUEDRAOGO oued_etienne@yahoo.fr Gentilissimo Direttore, mi chiamo Giustino Melchionne, sono ingegnere e docente di Elettrotecnica ed Applicazioni presso l Istituto di Istruzione Secondaria Superiore A. RIGHI di Taranto. Da alcuni anni mi occupo di formazione in tema di sviluppo sostenibile, di produzione di energia da fonti rinnovabili, di risparmio ed efficienza energetica. Sotto l egida dell ENEA, Ente Nazionale Energie Alternative, conduco nel mio Istituto il progetto Educarsi al Futuro. Tra le finalità di questo progetto c è la campagna SUSTAIN, Sustanaible Future Students African Italian Network che consiste nell avviare progetti di cooperazione internazionale in partenariato con scuole Africane. L obiettivo di SUSTAIN è quello di creare nuove relazioni tra studenti Italiani ed Africani, impegnandosi in azioni concrete di cooperazione allo sviluppo, centrate sulla diffusione delle energie rinnovabili e finalizzate, fra l altro, alla donazione di Kit fotovoltaici destinati ad illuminare le aule, ad alimentare elettropompe per il sollevamento delle acque di pozzi ed alla loro potabilizzazione, in scuole di villaggi rurali. A tal fine, attraverso il contributo di studenti e docenti, ed a quello dell ENEA, abbiamo raccolto i fondi necessari all acquisto di un primo kit fotovoltaico. Questo impianto sarà realizzato nel mio Istituto dai miei studenti. In questa fase di montaggio realizzeremo dei video e produrremo un manuale. Successivamente imballeremo tutto e lo spediremo in Burkina Faso dove sarà installato presso una scuola del Suo Paese. 1

2 In questa attività per me è di fondamentale importanza l aiuto dell ONG Shalom, ed in particolare dell amico Jonas Guaitin. Attraverso Jonas abbiamo individuato la scuola di LA dove il primo impianto sarà realizzato. Quello che vorremmo realizzare con il suo Centro Professionale è un partenariato che consenta ai miei studenti, ed ai suoi, di formarsi in tema di energie rinnovabili e delle sue applicazioni. Per raggiungere questo obiettivo, docenti esperti, hanno con me messo appunto un programma didattico ed hanno prodotto una dispensa dal titolo Approfondimenti in Energetica che le invio preliminarmente in allegato. Sarà mia cura fare in modo di tradurre il testo in francese. Del resto in buona parte è già possibile, visitando il sito dell ENEA, prendere visione di un corso simile scritto interamente in francese. L ENEA sarà il nostro riferimento scientifico; gli studenti del mio Istituto e quelli del suo Centro Professionale si formeranno guidati da docenti esperti e si terranno in contatto periodicamente via Internet. Saranno i suoi studenti che riceveranno l impianto che noi invieremo, e sarà loro cura realizzarlo e manutenerlo presso la scuola di destinazione. Nel frattempo dovremo anche formalizzare l attività di cooperazione suddetta attraverso i Ministeri per gli Affari Esteri e dell Istruzione dei nostri Paesi. Tuttavia, nell era di Internet, faremo prima a sentirci direttamente ed ad avviare le attività! Mi rendo conto che non è una cosa semplice ma la buona volontà non ci manca. Operativamente procederei in questo modo: 1. Prendere visione della programmazione didattica; 2. Individuare nel suo Centro professionale docenti motivati a questa attività; 3. Individuare un gruppo classe da formare; 4. Favorire, insieme a noi, tutte le opportunità di conoscenza e di scambio culturale fra il mio Istituto ed il Suo Centro professionale. 5. Preparare e fissare un primo appuntamento di conoscenza attraverso Internet. Questo per avviare le attività che spero diventino stabili e durature e che consolidino i sentimenti amicizia e di fratellanza che già uniscono i nostri Paesi. Rimanendo a disposizione per ogni ulteriore chiarimento, colgo l occasione per salutarla molto cordialmente. Taranto 3 Ottobre 2011 Ing. Giustino Melchionne 2

3 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA Ambito disciplinare: Elettrotecnica-Elettronica ELEMENTI DI PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE E MANUTENZIONE DI PICCOLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI IN ISOLA Conoscenze: Progettazione, installazione e manutenzione di impianti fotovoltaici di piccola taglia in isola. Abilità: Sapere leggere i dati di targa di apparecchiature elettriche-elettroniche, comprendere e riprodurre disegni tecnici elettrici, applicare tecniche di montaggio dei dispositivi, utilizzare strumenti di verifica e collaudo degli impianti. Competenze: Essere in grado di dimensionare un sistema in isola, in funzione del sito di installazione e dei carichi elettrici. Essere in grado di condurre, manutenere ed intervenire in presenza di possibili anomalie e guasti durante l esercizio dello stesso. Essere in grado di effettuare, in relazione alle configurazioni impiantistiche-elettriche adottate, la relativa scelta dei componenti. Ambito disciplinare: Meccanica e macchine a fluido. DETERMINAZIONE DEI PARAMETRI E DEI DATI DI TARGA DI UNA POMPA SOMMERSA E DELL IMPIANTO ELETTRICO NECESSARIO AD AZIONARLA Conoscenze: elementi di base della fisica, unità di misura, energia lavoro e trasformazioni energetiche. Nozioni fondamentali e descrittive delle pompe. Il circuito idraulico. Pompe solari. Abilità: Saper effettuare il calcolo delle perdite energetiche nei circuiti idraulici e valutare gli elementi di dimensionamento delle parti di un impianto di estrazione e stoccaggio dell acqua di un pozzo. Competenze : Essere in grado di gestire le fasi di dimensionamento, installazione e manutenzione di un impianto per l estrazione e lo stoccaggio di acqua per usi potabili e sanitri. Ambito disciplinare : Chimica-Fisica STUDIARE COME RENDERE POTABILE PER USI UMANI L'ACQUA DI UN POZZO Conoscenze: Definizioni, parametri analitici ed indicatori. Disinfezione dell acqua : ozono, raggi UV, clorazione. Esempi applicativi. Abilità: Interpretare specifiche tecniche, comprendere manuali e analisi chimiche. Competenze: essere in grado di rendere potabile l acqua di un pozzo e di dimensionare il relativo impianto di potabilizzazione. Ambito disciplinare: Architettura,Tecnologia-Disegno-Progettazione- Diritto Internazionale COOPERAZIONE ALLO SVILUPPO, RAPPORTI NORD-SUD. STUDIO DEL BURKINA FASO E DELLE SUE POPOLAZIONI Conoscenze: Cosa è la cooperazione. Gli strumenti della cooperazione: le ONLUS e le ONG. I principi fondamentali dello sviluppo. Abilità: Sviluppare conoscenze in tema di tecnologie appropriate e di cooperazione internazionale con paesi in via di sviluppo e nello specifico fra Italia e il Burkina Faso. Competenze: Essere in grado di sviluppare progettualità in sinergia con studenti di un altro paese. 3

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5 APPROFONDIMENTI IN ENERGETICA L IMPIEGO DELLE RINNOVABILI NELLA COOPERAZIONE FRA ITALIA E BURKINA FASO A cura di: G. Caputo- V. La Gioia -M. Malvoni - G.Melchionne-G. Scorrano CAPITOLO 1. ELEMENTI DI PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE E MANUTENZIONE DI PICCOLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI IN ISOLA Modulo 1: Il problema energetico e le fonti rinnovabili. Il problema energetico Le fonti rinnovabili per uno sviluppo sostenibile Le fonti rinnovabili solari Modulo 2: La tecnologia ed i dispositivi fotovoltaici La radiazione solare L effetto fotovoltaico, la conversione dell energia solare, la cella La tecnologia del silicio Modulo 3: L impianto fotovoltaico. Il generatore fotovoltaico Le caratteristiche degli impianti fotovoltaici L impatto ambientale e l integrazione architettonica. Classificazione degli impianti. Modulo 4 : Analisi di producibilità di un impianto fotovoltaico. Calcolo dell energia incidente sul piano dei moduli Perdite termiche Perdite per ombreggiamento Modulo 5: Dimensionamento energetico di un sistema isolato. Il calcolo dell energia prodotta dal generatore fotovoltaico Le utenze La scelta dell angolo di tilt La configurazione dell impianto Dimensionamento del generatore e della batteria Considerazioni sulla soluzione ottimale Modulo 6: Componenti e configurazioni Il modulo L inverter Il sezionamento delle stringhe Diodi di by-pass e di blocco 5

6 I quadri elettrici I cavi La gestione del generatore fotovoltaico Protezione dell impianto fotovoltaico dalle scariche atmosferiche Strutture di sostegno L accumulo elettrico Criteri di sicurezza. Modulo 7: Aspetti tecnico gestionali. La manutenzione ordinaria Documentazione di progetto degli impianti I collaudi Verifiche tecnico funzionali. CAPITOLO 2. DETERMINAZIONE DEI PARAMETRI E DEI DATI DI TARGA DI UNA POMPA SOMMERSA E DELL IMPIANTO ELETTRICO NECESSARIO AD AZIONARLA. Modulo 1: Misure ed Unità di misura. Multipli Sottomultipli Notazione scientifica dei numeri La misura Sistemi delle unità di misura: unità fondamentali Sistemi di unità di misura: Unità derivate. Modulo 2: Energia, Lavoro Forme energetiche Trasformazioni energetiche Trasformazioni fra Lavoro ed Energia Meccanica : generalità. Nozioni fondamentali di idrostatica. Pressione alla base di una colonna d acqua Energia e potenza di una pompa. Modulo 3: Nozioni fondamentali e descrittive sulle pompe. Nomenclatura e definizioni Tipologia delle pompe: pompe ad asse orizzontale e ad asse verticale. Pompe a palettaggi rotanti, rotative a capsulismo, alternative a pistone. Impianto di sollevamento idrico con alimentazione fotovoltaica di tipo stand alone Modulo 4:Le perdite di carico Attrito e perdita di carico nelle tubazioni Perdite di carico distribuite nei tubi. Influenza della temperatura Esempio di calcolo delle perdite distribuite Perdite concentrate 6

7 Lunghezze equivalenti delle perdite concentrate Esempio di calcolo delle perdite concentrate. Esempio di calcolo di perdite complessive Modulo 5: Nozioni fondamentali Riepilogo caratteristiche di una pompa Prevalenza manometrica Modulo 6:Utenza Dimensionamento di un impianto di acqua sanitaria : caratteristiche dell utenza Dimensionamento del serbatoio Portata della pompa Prevalenza manometrica e dimensionamento dell impianto Dimensionamento elettropompa Prestazioni richieste alla pompa e scelta da catalogo. Dimensionamento impianto acqua sanitaria in Italia per alloggi Modulo 7: La pompa Solarflux Schemi di collegamento Installazione e manutenzione Alimentazione energetica della pompa con impianto fotovoltaico. CAPITOLO 3. STUDIARE COME RENDERE POTABILE PER USI UMANI L'ACQUA DI UN POZZO Modulo 1: Acqua potabile. Definizione di acqua potabile destinata a consumo umano. Principali elementi disciolti in acqua Parametri analitici Parametri indicatori Modulo 2: Generalità sulla disinfezione dell acqua. Disinfezione con raggi ultravioletti Disinfezione con Ozono Clorazione e benefici del cloro Modulo 3 : Disinfezione tramite luce UV Lunghezze d onda della luce. Gli UV-C all interno dello spettro d onda elettromagnetico Effetto dell ultravioletto Dose Ultravioletta Relazione dose/distruzione Modulo 4: Applicazioni Tubi ad arco a media ed alta pressione 7

8 Lampade a bassa pressione Camere di irradiazione Configurazione con tubo ad arco singolo Monitoraggio dell intensità UV Dimensionamento del sistema CAPITOLO 4. COOPERAZIONE ALLO SVILUPPO, RAPPORTI NORD-SUD. STUDIO DEL BURKINA FASO E DELLE SUE POPOLAZIONI Modulo 1: La cooperazione allo sviluppo Gli strumenti della cooperazione: le ONLUS Gli strumenti alla cooperazione: le ONG Modulo 2: I principi fondamentali dello sviluppo. Eguaglianza Sostenibilità Partecipazione Produttività Modulo 3: Il Terzo Mondo L edilizia diffusa: l architettura dei villaggi e l autocostruzione Il cantiere le tecniche ed i materiali Costruzioni contemporanee : le città Modulo 4 : Quale tecnologia? Bibliografia 8