l unica che possiamo utilizzare nella nostra vita e civilità moderna? È questa la questione.

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Jacopo Antonucci
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«La civiltà moderna è figlia del petrolio, offrendo questo all umanità l energia solare nella sua forma più concentrata; ovvero, in una forma che è stata accumulata nel corso di molti secoli.

1 «La civiltà moderna è figlia del petrolio, offrendo questo all umanità l energia solare nella sua forma più concentrata; ovvero, in una forma che è stata accumulata nel corso di molti secoli. L uomo moderno lo usa con smania crescente e incauta prodigalità per la conquista del mondo [ ] ed è questa oggi la maggior fonte di energia e ricchezza. La terra ne racchiude ancora grandi quantità, ma il petrolio non è inesauribile. Il problema del futuro inizia a coinvolgerci. L energia solare fossile è davvero l unica che possiamo utilizzare nella nostra vita e civilità moderna? È questa la questione. Se alla nostra civiltà, nera e nervosa, basata sul petrolio, seguirà una civiltà più tranquilla, basata sull utlizzazione dell energia solare, ciò non recherà danno al progresso ed alla felicità dell umanità.»

La terra ne racchiude ancora grandi quantità, ma il petrolio non è inesauribile. Il problema del futuro inizia a coinvolgerci.

2 «La civiltà moderna è figlia del carbone, offrendo questo all umanità l energia solare nella sua forma più concentrata; ovvero, in una forma che è stata accumulata nel corso di molti secoli. L uomo moderno lo usa con smania crescente e incauta prodigalità per la conquista del mondo [ ] ed è questa oggi la maggior fonte di energia e ricchezza. La terra ne racchiude ancora grandi quantità, ma il carbone non è inesauribile. Il problema del futuro inizia a coinvolgerci. L energia solare fossile è davvero l unica che possiamo utilizzare nella nostra vita e civilità moderna? È questa la questione. Se alla nostra civiltà, nera e nervosa, basata sul carbone, seguirà una civiltà più tranquilla, basata sull utlizzazione dell energia solare, ciò non recherà danno al progresso ed alla felicità dell umanità. Giacomo Ciamician, 1906»

La terra ne racchiude ancora grandi quantità, ma il carbone non è inesauribile. Il problema del futuro inizia a coinvolgerci.

3 Università degli Studi di Trieste Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale Lezione tipo: Energia Solare Università di Trieste, Porte Aperte 17 ottobre 2013 Vanni Lughi Dipartimento di Ingegneria e Architettura, Università di Trieste vlughi@units.it

Solare Università di Trieste, Porte Aperte 17 ottobre 2013 Vanni Lughi

5 L utilizzo dell energia può essere molto diverso - Paesi in via di sviluppo -

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13 Come ridurre l emissione di CO 2? -Un esempio: Mezzi di trasporto - International Energy Agency, World Energy Outlook

14 EROEI Energy Return on Energy Invested EROEI = Energia fornita dal sistema nell arco della sua vita Energia spesa per mettere in opera il sistema Hydro Coal 80.0 Oil imports World oil production 35.0 Oil and gas Oil production 20.0 Wind 18.0 Oil imports Oil and gas Oil imports Nuclear 10.0 Natural gas Oil discoveries 8.0 Photovoltaic 6.8 Ethanol sugarcane 5.0 Shale oil 5.0 Bitumen tar sands 3.0 Solar flat plate 1.9 Solar collector 1.6 Ethanol corn 1.3

0 Wind 18.0 Oil imports 2005 18.0 Oil and gas 2005 14.5 Oil imports 2007 12.0 Nuclear 10.0 Natural gas 2005 10.0 Oil discoveries 8.

15 Filiera dell energia - generale Produzione Trasporto Stoccaggio Distribuzione Utilizzo

16 Filiera dell energia - attuale

17 [Richard Perez]

18 Risorse Energetiche Alternative Produzione da fonti rinnovabili in Italia Impianti a biomassa Fotovoltaico Eolico Geotermico Idroelettrico

19 Risorse Energetiche Alternative Allen Barnett

20 Filiera dell energia - attuale

21 Filiera dell energia solare futuro? Produzione Fotovoltaico Elettrolisi dell acqua Solare termodinamico Biocombustibili Solare termico Rete elettrica Accumulatori Meccanica Automazione Energetica Fuel Cells Gestionale Elettrica Chimica Processo Materiali Stoccaggio, Trasporto e Distribuzione (elettricità) Stoccaggio, Trasporto, Riconversione (idrogeno) Trasporto (calore) brevi distanze Trasporto (combustibile) Utilizzo

22 Fotovoltaico Conversione diretta di energia solare (gratis) in energia elettrica

23 Fotovoltaico

24 Celle solari Concetto Base -+

25 Effetto Fotovoltaico 1. Assorbimento della radiazione solare Generazione di portatori di carica Estrazione dei portatori di carica Energia Energia elettrica Efficienza massima possibile: 30% (300 watt per metro quadro)

26 Solare Fotovoltaico a Concentrazione In principio l efficienza della cella è maggiore sotto concentrazione Richiede un sistema di puntamento Richiede un sistema di raffreddamento LENTE CELLA FOTOVOLTAICA

27 Solare Termodinamico In principio l efficienza complessiva è maggiore Richiede un sistema di puntamento Motore Stirling Termodinamico

28 Effetto Fotovoltaico 1. Assorbimento della radiazione solare Generazione di portatori di carica Estrazione dei portatori di carica Energia Energia elettrica Efficienza massima possibile: 30% (300 watt per metro quadro)

29 Superare il limite massimo di efficienza: Celle a Multigiunzione Efficienza record > 42% Estremamente complesse e costose

30 Nanostrutture: Progettare nuovi materiali a tavolino

31 Cella a Combustibile - Funzionamento e - e - H 2 H + O 2 H 2 H 2 H 2 H 2 H 2 -> 2H + + 2e - H + H + H H + + 2e - -> H 2 O O 2 O 2 O 2 O 2 Anodo Catodo Reazione complessiva: 2H > H 2 O

32 Prototipo cella: ingegneria meccanica

33 Turbine

34 Engine Materials Titanium Nickel Steel Aluminium Composites

35 Turbine Cooling Single pass Cooling air Multi-pass Thermal Barrier Coating

36 Grazie e in bocca al lupo!

37 COMPR RGIBBS Dal combustibile all energia Ingegneria Meccanica Ingegneria Gestionale Ingegneria Elettrica Produzione Disrtibuzione AIR Conservazione trasporto NATURAL GAS Siemens Westinghouse POWER TENSION TURBINE COMP GENERATOR RECUPERATOR WATER HES Progettazione EXHAUST Progetto processo di produzione Ingegneria Chimica Ingegneria dei Materiali Costruzione Ingegneria Automatica

38 Celle a combustibile per il telefono cellulare

39 Fuel cells for applicazioni domestiche

40 GM fuel cell per automobile

41 BMW

42 Trasporto pubblico

43 Stazioni per rifornimento di idrogeno BP, Singapore PA JPG (303 KB) Shell, Washington, DC, USA

44 Engine Materials Titanium Nickel Steel Aluminium Composites

45 Turbine Cooling Single pass Cooling air Multi-pass Thermal Barrier Coating

46 L Ingegneria Industriale costituisce un vasto settore interdisciplinare : compito dell ingegnere industriale: progettazione, della costruzione e la gestione di macchine, impianti e processi.

48 Laurea triennale 3 anni 20 Esami 180 Crediti Lauree Magistrali Ing. Meccanica Ing. Elettrica e dell Automazione Industriale Ing. di Processo e dei Materiali

49 I Anno Analisi matematica I, Fisica generale I, Geometria, Chimica Fondamenti di Informatica, Inglese, Scienza e Tecnologia dei materiali Laurea triennale II Anno Analisi matem. II, Fisica gener. II, Meccanica Razionale, Analisi Numerica Fisica tecnica, Fondamenti di Automatica, Elettrotecnica III Anno Scienza delle costruzioni, Disegno di Macchine, Mecc. Applicata alle Macchine, XXXX, XXXX, XXXX, A scelta (12 CFU) Prova finale

51 Medie Strutture Ing Industriale e dell Informazione Univ. TRIESTE Univ. Brescia Sec. Univ. Napoli Univ. Pavia Scienze della Terra Univ. Padova Univ. Parma Univ. Pisa Univ. TRIESTE Sc. & Tecn. dei nano/microsistemi Univ. TRIESTE Univ. Bologna INSTM Elettra Sincrotr.

52 Provincia Su 100 assunzioni, quanti sono ingegneri? Assunzione di ingegneri ogni 100 laureati Trieste Udine Pordenone Gorizia 30.8% 19.4% 20.4% 10.7% 30.7% 31.1% 34.4% 23.7%

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