Analisi teorica e sperimentale comparata di diverse tecnologie per il solar cooling

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1 Analisi teorica e sperimentale comparata di diverse tecnologie per il solar cooling Attività svolta durante il corso di Dottorato di ricerca Stefano Alessandrini PhD student 14 Novembre 2014 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA

2 Ambito di ricerca: sistemi per lo sfruttamento dell energia solare Studio degli elementi teorici Studio dello stato dell arte dei sistemi Impianti fotovoltaici: analisi delle prestazioni in condizioni operative reali, analisi della variazione delle prestazioni nel tempo Impianti cogenerativi integrati con impianti fotovoltaici Solare termico e solare termodinamico Impianti di solar cooling Studio di principi economici di base sui tempi di rientro degli investimenti per impianti della tipologia analizzata nei tre anni di Dottorato di ricerca 2/21 - Stefano Alessandrini

3 Attività in dettaglio Analisi delle prestazioni in condizioni operative reali di tre impianti fotovoltaici di taglia inferiore a 20 kw e, in dettaglio: un impianto fotovoltaico (15.9 kw e ) con moduli in silicio monocristallino un impianto fotovoltaico (17.9 kw e ) con moduli in silicio monocristallino ricoperto da un sottile strato di silicio amorfo un impianto fotovoltaico (19.4 kw e ) con moduli a film sottile di tipo CIGS Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Analysis of the outdoor performance and efficiency of two grid connected photovoltaic systems in northern Italy, Energy conversion and management, /21 - Stefano Alessandrini

4 Attività in dettaglio Analisi sperimentale e di simulazione inerenti un impianto cogenerativo con motore a combustione interna (85 kw e 170 kw t ) alimentato a gas naturale. Assistenza all attività di analisi sperimentale inerente un impianto basato su microturbina (100 kw e 165 kw t ) alimentata a gas naturale o all occorrenza con miscele di gas sperimentali. SIMULINK Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Radu B., Modeling and Performance Analysis of an Integrated System: Variable Speed Operated ICE CHP Unit PV Array, Energy Resources Technology, Accepted. 4/21 - Stefano Alessandrini

5 Attività in dettaglio Analisi teorica, sperimentale e di simulazione di diverse tecnologie per il solar cooling, in particolare: tecnologie per il solar cooling con pannelli fotovoltaici accoppiati a tradizionali chiller a compressione PV panel 5/21 - Stefano Alessandrini

6 Attività in dettaglio Analisi teorica, sperimentale e di simulazione di diverse tecnologie per il solar cooling, in particolare: tecnologie per il solar cooling con pannelli solari termici assimilabili nelle sottocategorie di sistemi: a ciclo aperto sistemi di desiccant solar cooling Alessandrini S., Goldsworthy M.J., White S.D., Superheated Steam Regeneration of a Desiccant Wheel Experimental Results and Comparison with Air Regeneration, Drying Technology, /21 - Stefano Alessandrini

7 Attività in dettaglio Analisi teorica, sperimentale e di simulazione di diverse tecnologie per il solar cooling, in particolare: tecnologie per il solar cooling con pannelli solari termici assimilabili nelle sottocategorie di sistemi: a ciclo chiuso sistemi di solar cooling basati sull utilizzo di chiller ad assorbimento o ad adsorbimento 7/21 - Stefano Alessandrini

8 Tesi Analisi teorica e sperimentale comparata di diverse tecnologie per il solar cooling 8/21 - Stefano Alessandrini

9 Obiettivi della tesi Analisi della letteratura significativa relativa ai sistemi per lo sfruttamento dell energia solare Valutazione sperimentale delle performance in condizioni operative reali dei sistemi fotovoltaici e dei sistemi solari termici con pannelli a tubi evacuati Valutazione delle prestazioni di due impianti per il solar cooling basati sull impiego di chiller ad adsorbimento Creazione e validazione di codici di simulazione atti alla valutazione tecnico/economica comparata di diverse tecnologie per il solar cooling studiando diverse soluzioni impiantistiche e le loro possibili strategie di controllo: Solare termico + chiller ad adsorbimento Solare fotovoltaico + chiller a compressione 9/21 - Stefano Alessandrini

10 Metodo e strumenti di analisi sperimentale Installazione sistemi di monitoraggio e programmazione dei PLC per l acquisizione dati Primo monitoraggio degli impianti Messa a punto degli impianti Analisi dell errore di misura Analisi dei dati sperimentali 10/21 - Stefano Alessandrini

11 Metodo e strumenti di analisi sperimentale 11/21 - Stefano Alessandrini

12 Metodo e strumenti di analisi sperimentale 12/21 - Stefano Alessandrini

13 Metodo e strumenti di analisi sperimentale 13/21 - Stefano Alessandrini

14 Strumenti e metodi di simulazione Creazione di modelli di simulazione in ambiente TRNSYS Validazione dei modelli ottenuta tramite confronto con i dati sperimentali acquisiti dai sistemi di monitoraggio Validazione dei modelli dei componenti principali degli impianti quali i pannelli solari ed i chiller ad adsorbimento Simulazione dei sistemi oggetto di studio finalizzate all ottimizzazione delle strategie di controllo nel rispetto dei vincoli impiantistici Simulazione di soluzioni impiantistiche alternative mirate a massimizzare la produzione energetica e l efficienza 14/21 - Stefano Alessandrini

15 Strumenti e metodi di simulazione - TRNSYS 15/21 - Stefano Alessandrini

16 Strumenti e metodi di simulazione - TRNSYS 16/21 - Stefano Alessandrini

17 Elenco pubblicazioni Pubblicazioni in atti di congresso 1. Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Analisi delle prestazioni di campi fotovoltaici in condizioni operative caratterizzate da bassi valori di irraggiamento, 67 Congresso nazionale ATI, Trieste, Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Analisi delle prestazioni di un gruppo integrato cogeneratore con motore a gas e pannelli fotovoltaici, 67 Congresso nazionale ATI, Trieste, Pubblicazioni su rivista 3. Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Analysis of the outdoor performance and efficiency of two grid connected photovoltaic systems in northern Italy, Energy conversion and management, Alessandrini S., Casula I., Micheli D., Radu R., Radu B., Modeling and Performance Analysis of an Integrated System: Variable Speed Operated ICE CHP Unit PV Array, Energy Resources Technology, Accepted, Alessandrini S., Goldsworthy M.J., White S.D., Superheated Steam Regeneration of a Desiccant Wheel Experimental Results and Comparison with Air Regeneration, Drying Technology, Pubblicazioni in corso di preparazione 6. Articolo da presentare in occasione di ECOS 2015 riguardante l integrazione tra un impianto basato su ciclo Rankine a fluido organico e un impianto di solar cooling con pannelli solari a tubi evacuati e chiller ad adsorbimento. 17/21 - Stefano Alessandrini

18 Attività didattiche e di divulgazione scientifica Diverse lezioni su energia solare e cogenerazione rivolte ad allievi delle scuole superiori in visita al Laboratorio LIDEA di Area Science Park Servizio di guida tecnico scientifica per ospiti provenienti sia dal mondo della ricerca sia dal mondo industriale in visita agli impianti Enerplan Imparare sperimentando 2012: con sede operativa a Pordenone, sono stati allestiti due esperimenti fornendo contestualmente servizio di divulgazione scientifica ai visitatori Lezione sul fotovoltaico con esercitazione pratica nel corso di Impiego industriale dell energia del Prof. Taccani Presentazione dei risultati sperimentali e di simulazione nell ambito del progetto MARIE Nova Gorica 2013: Test under real conditions of innovative products for the building sector Presentazione risultati progetto ENERPLAN Udine 2013: Sistema di monitoraggio di impianti fotovoltaici e comparazione performance Presentazione a carattere didattico tenuta nell ambito della Sesto Summer School organizzata dall Università di Trieste: SOLAR COOLING Energia solare per il condizionamento ambientale Breve presentazione impianti e attività Enerplan Pdl4 Pdl5 nell ambito della cerimonia di premiazione del Progetto TESSI di Area Science Park - Progetto LIDEA Studio di sistemi energetici per la sostenibilità 18/21 - Stefano Alessandrini

19 Attività formativa Corso sw sulle applicazioni in controllo remoto sviluppate in ambiente Labview (10 ore) Corso sw LMS Imagine.Lab AMESim (8ore di corso base + 16 ore corso libreria Hydraulic) Frequenza corso di Teoria dei sistemi e del controllo ( UNITS. Prof. Parisini) ECOS 2012-Perugia Congresso Nazionale ATI 2012 Trieste Seminari nell ambito del progetto Imprenderò organizzati da Area Science Park: Organizzare l impresa I segreti del public speaking Partecipazione alla lezione di TERNA sull integrazione dell impatto dell energia prodotta da fonti rinnovabili sulla rete elettrica nazionale Periodo di ricerca presso il CSIRO Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation Newcastle (Australia) Tema di ricerca: Second generation desiccant wheel testing 19/21 - Stefano Alessandrini

20 Ringraziamenti Prof. Diego Micheli Prof. Rodolfo Taccani Ing. Robert Radu 20/21 - Stefano Alessandrini

21 Grazie per l attenzione Stefano Alessandrini PhD t e stefano.alessandrini.ing@gmail.com w UNITS