FESTO 4 R-Energy. Nuova energia per la Scuola

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1 FESTO 4 R-Energy Nuova energia per la Scuola 1

2 L economia sostenibile è ormai un processo strutturale, in piena e matura espansione, e come tale sta coinvolgendo in tutto il mondo enormi quantità di risorse in termini di capitali e di persone. Quest ultime troveranno impiego in ogni campo professionale (tecnico, manageriale, amministrativo), dando luogo un nuovo sistema di ruoli e specializzazioni, come già avvenne a suo tempo con la rivoluzione informatica o l automazione di fabbrica. Il gruppo internazionale FESTO, da molti anni ha sviluppato una forte sensibilità ai problemi ambientali ed è all avanguardia sul fronte del risparmio energetico negli ambienti industriali, attraverso l ottimizzazione ed il controllo dei processi produttivi. Dimostra il proprio impegno oltre che attraverso una costante innovazione di prodotto e di processo, anche realizzando soluzioni e servizi per la didattica sulle energie rinnovabili. 2

3 Mentre alcuni Paesi Europei, la Germania in primis, da tempo hanno introdotto i temi dello sviluppo sostenibile e le sue ricadute nei curricula scolastici e nella formazione professionale, in Italia siamo lontanissimi da questo approccio. Festo, con il supporto di Lucas-Nuëlle mgh, invita le Istituzioni italiane a colmare questo gap, e propone il primo programma di apprendimento strutturato secondo gli standard tedeschi, e dedicato produzione energetica da fonti rinnovabili, ed al risparmio energetico attraverso le tecnologie di controllo e monitoraggio. Il nostro programma è incentrato sulla didattica laboratoriale, e sviluppa il sapere operativo necessario ai nuovi tecnici delle energie rinnovabili. Fa uso di accurati sistemi di simulazione al banco, componentistica industriale e software interattivo, fortemente integrati tra loro. E un sistema modulare, con possibilità di creare percorsi flessibili, adatti a diversi livelli e figure. Guida gli insegnanti a strutturare percorsi didattici efficaci sulle nuove tecnologie. 3

4 FOTOVOLTAICO I Il fotovoltaico è diventato una concreta alternativa ai sistemi di produzione energetica tradizionali. Questo corso introduce gli allievi non solo ai principi di questa tecnologia, ma permette anche di sperimentare il funzionamento di un piccolo impianto isolato, simulandone tutte le grandezze fondamentali. Contenuti didattici Principi fisici e tecnologici del fotovoltaico Differenti tipi di pannelli e tecnologie fotovoltaiche Differenti metodi di collegamento tra moduli Misura e registrazione di parametri al variare delle condizioni di irradiazione Tensioni e correnti al variare delle temperature ambientali Batterie solari Progetto e collaudo di un impianto isolato 4

5 Software multimediale interattivo E lo strumento didattico fondamentale, che completa il dispositivo hardware ed il valore aggiunto che marca la differenza in termini di facilità d uso ed efficacia per l insegnamento rispetto a sistemi similari; e che rende il trainer utilizzabile anche in autoapprendimento. I vantaggi Fondamenti teorici e sperimentazioni integrati con il tool software multimediale interattivo Simulazione realistica del ciclo solare Funzionamento anche in assenza di sole attraverso l emulatore fotovoltaico. Grazie ad esso posso utilizzare componenti e strumenti di misura reali in laboratorio Project work con componentistica industriale Raccolta dati, visualizzazione ed elaborazione con interfaccia PC 5

6 FOTOVOLTAICO II (advanced) Un project work che permette la simulazione realistica dell impianto durante tutto un ciclo solare. Contiene gli emulatori fedeli che permettono di effettuare gli esperimenti in interno e indipendentemente dall illuminazione solare. Il corso software multimediale avanzato propone i fondamenti teorici, le esperienze pratiche di misura, e la valutazione dei dati su PC integrati in un unico pacchetto. Contenuti didattici Installazione di sistemi fotovoltaici Allineamento ottimale dei pannelli fotovoltaici Differenti metodi di collegamento tra moduli Progetto e collaudo di un impianto isolato sotto carico diretto Progetto e collaudo di un impianto isolato con batterie tampone Progetto e collaudo di un impianto isolato per la generazione di 230V AC in rete Progetto e collaudo di un impianto isolato 6

7 Il software Lab Assistant Fondamenti teorici e capacità pratiche integrati con il tool software multimediale Interactive Lab Assistant Simulazione realistica del ciclo solare Funzionamento anche in assenza di sole attraverso l emulatore fotovoltaico. Grazie all emulatore posso utilizzare componenti e strumenti di misura reali in laboratorio Project work con componentistica industriale Raccolta dati, visualizzazione ed elaborazione con interfaccia PC Modulo fotovoltaico con simulatore di ciclo solare Angolo posizione solare regolabile in base alla latitudine, giorno e ora del giorno Angolo di installazione dei pannelli regolabile Moduli a tecnologia Si-policristallino da 10W Lampada alogena ad intensità variabile da 500W Simulazione realistica del corso solare 7

8 Emulatore solare La presenza di tre simulatori solari indipendenti consentono esperimenti in laboratorio anche in assenza di sole Potenza luminosa emessa regolabile Diodi di bypass per collegamento dell impianto alla rete Potenza attiva 120 VA Componenti industriali Controllore di carica degli accumulatore Inverter per condizionamento del segnale fuori-rete Inverter per impianti collegati alla rete Operazioni con strumentazione di misura 8

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10 IMPIANTI EOLICI I L'energia elettrica è prevalentemente prodotta da generatori trifase. Ciò vale non solo per le centrali elettriche tradizionali, ma anche per alimentatori e turbine a vento. La forza motrice ( forza del vento) che i suoi effetti sul sistema di generazione possono essere accuratamente emulati in ogni aspetto grazie ad una coppia di macchine elettriche servo controllate, collegate tra loro, gestite dal pacchettto software WindSim. Contenuti didattici Principi di propulsione eolica e fondamenti sugli impianti di generazione Differenti tipi di generatori eolici Costruire e testare un modello di impianto simulato di generazione eolica con motore asincrono double-feed Gestione impianto e regolazione delle grandezze in uscita tensione, frequenza) al variare delle condizioni del vento. Determinazione delle condizioni operative ottimali al variare delle condizioni del vento. Misure, diagnostica ed intervento in caso condizioni di errore o guasto dell impianto eolico. 10

11 Software WindSim misurazione, calcolo e visualizzazione delle variabili meccaniche ed elettriche (velocità, coppia, potenza meccanica, corrente, tensione, attiva, apparente e reattiva, l'efficienza, fattore di potenza) Misura di tensione e corrente (ivi compresi i valori RMS anche per forme d'onda non sinusoidale) Programmazione dei valori limite di velocità o di coppia per impedire il caricamento inopportuno della macchina in prova. Funzionamento in tutti e quattro i quadranti (visualizzazione di coppia generata) funzioni di rampa controllata da PC per esperimenti con carico definito arbitrariamente Generatore asincrono con strumenti di misura integrati Unità di controllo con due inverters servocontrollati Controllo generatore nei modi sub-synchronous e super-synchronous Interruttore integrato per l inserzione della potenza in rete Controllo automatico della Potenza Attiva e Apparente, delle frequenza e della tensione Sincronismo manuale e automatico Misura e visualizzazione di tutte le variabili di sistema Simulazione di malfunzionamenti, diagnosi e interventi 11

12 AEROGENERATORE ISOLATO (EOLICO II) Piccoli impianti eolici sino a 5 kw vengono oggi impiegati per fornire tensione DC in impianti isolati dalla rete, dove l energia viene immagazzinata in accumulatori. Le correnti AC vengono ottenute a valle tramite inverters. Questo sistema serve ad emulare l effetto di un impianto eolico di questo tipo utilizzando la macchina di test d il software Windsim. Contenuti didattici Comprendere schema e funzionamento di un piccolo impianto di generazione eolica. Esplorare i fondamenti fisici del processo di trasformazione energetica. Progettare ed avviare un piccolo impianto eolico. Studio dell impianto al variare della forza del vento. Accumulo di energia elettrica ed ottimizzazione dell impianto. Gestione di un impianto eolico isolato per la produzione della 230 V AC. Sistemi di generazione ibrida eolico-fotovoltaico. 12

13 Software interattivo Lab assistant Esercitazioni guidate passo-passo Attraenti animazioni per illustrare i principi fisici Test di verifca durante il corso per misurare i progressi dell allievo Misure dei dati supportate da PC, avviabili direttamente dal manuale 13

14 CELLE A COMBUSTIBILE Le celle a combustibile sono considerate dall'intera comunità scientifica una tecnologia di conversione energetica a basso impatto ambientale e ad alto rendimento. Tali benefici diverranno concreti non appena le tecnologie specifiche raggiungeranno gli obiettivi proposti dal mondo della ricerca e dell'industria in termini di costi di produzione, affidabilità e durata. Contenuti didattici Funzionali e principio di funzionamento delle celle a combustibile Registrare le caratteristiche di una cella a combustibile Imparare a spiegare i processi elettrochimici di elettrolisi (della legge di Faraday, primo e secondo) Leggi di Faraday e determinare l'efficienza energetica di una cella a combustibile Serie e la configurazione in parallelo delle celle a combustibile Considerazioni riguardanti il potere delle celle a combustibile Funzionali ei principi di funzionamento delle celle elettrolitiche Registrare la caratteristica VI del elettrolizzatore Leggi di Faraday e determinare l'efficienza energetica di un elettrolizzatore 14

15 Software interattivo Lab assistant Esercitazioni guidate passo-passo Attraenti animazioni per illustrare i principi fisici Test di verifca durante il corso per misurare i progressi dell allievo Misure dei dati supportate da PC, avviabili direttamente dal manuale Componenti 4 moduli solari Si-monocristallino, 6 V/40 ma 1 batteria solare ricaricabile, 12V/1.2 Ah 1 caricabatteria microcontrollato, per la regolazione, la scarica e la protezione contro i sovraccarichi 1 fan PC 12V e 12 V Lampada a LED per uso come carichi fissi 1 Carico variabile per la registrazione di curve caratteristiche 1 Lampada 120 W riflettore ad oscuramento variabile 1 CD ROM con licenza software Labsoft 15

16 TECNOLOGIA delle CELLE A COMBUSTIBILE (Advanced) Mentre prosegue la ricerca sulle applicazioni delle celle a combustibile, ne vengono confermate le potenzialità, specie in campo automobilistico. Questo pannello didattico permette di sperimentare in sicurezza sia la generazione di idrogeno, che l immagazzinamento dell energia in celle a combustibile. Animazioni, esperimenti guidati ed approfondimenti inclusi nel software supportano efficacemente l insegnamento. Contenuti didattici Schema e principio di funzionamento delle celle a combustibile Analizzare le caratteristiche di una cella a combustibile Apprendere i processi elettrochimici di elettrolisi (leggi di Faraday) Determinare l'efficienza energetica di una cella a combustibile Configurazioni serie e parallelo delle celle a combustibile Schema e principi di funzionamento delle celle elettrolitiche Studio delle caratteristiche V-I di un elettrolizzatore Determinare l'efficienza energetica di un elettrolizzatore 16

17 Stack 50-VA Flussometro per misure di gas idrogeno Ventola a velocità variabile per raffreddamento delle celle a combustibile Rilevazione e misura di tutte le grandezze fomdamentali dell impianto I vantaggi Teoria ed esercitazioni sperimentali integrate nel corso multimediale interattivo Sperimentazione in assoluta sicurezza Stack 50-VA Elettrolizatore ad alta efficienza Vari tipi di carico disponibili Studio delle caratteristiche al variare del carico 17

18 Contatti: