CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Conoscere e comprendere le principali problematiche legate alla transizione energetica, comprese quelle tecnologiche, economiche, sociali e legali.
CONOSCENZA E COMPRENSIONE APPLICATE: Essere in grado di inferire implicazioni e impatto dell'evoluzione di fattori chiave nello scenario energetico.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Essere in grado di identificare i fattori critici in un determinato scenario energetico, identificare potenziali soluzioni e proporre possibili pro e contro di tali soluzioni.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Essere in grado di comunicare in modo chiaro le motivazioni, le dinamiche chiave e i potenziali scenari evolutivi della transizione energetica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Conoscere ed essere in grado di consultare e comprendere le principali fonti di informazione nel campo dell'energia e della transizione energetica.

Conoscenze di base di fisica, e chimica

Il corso si compone di due moduli: un modulo sulle Tecnologie per le Energie Rinnovabili (3 CFU) e un modulo dedicato a una panoramica sullo stato attuale e sulle dinamiche della transizione energetica (3 CFU). Quest'ultimo modulo coincide con la Summer School sull'Energia "Giacomo Ciamician", un corso residenziale di 5 giorni tenutosi all'inizio di giugno in val Pusteria, Italia.

Il primo modulo presenta una panoramica sulle principali tecnologie per lo sfruttamento delle RES e il loro ruolo potenziale nella transizione energetica: Solare termico e fotovoltaico, eolico, idroelettrico (anche con accumulo mediante pompaggio) geotermico e delle correnti marine e delle onde.

Il secondo modulo del corso, ovvero la Summer School on Energy "Giacomo Ciamician", copre i seguenti argomenti:
La Scuola è un corso residenziale di cinque giorni e copre i seguenti argomenti:

L'energia come sfida sociale globale. In una serie di conferenze tenute da scienziati di fama internazionale, presentiamo lo stato attuale del sistema energetico, la sua relazione con altre questioni globali e le tendenze e gli indicatori chiave; identifichiamo quindi i punti deboli del sistema dal punto di vista tecnico, economico e sociale e delineiamo alcune delle possibili soluzioni e scenari futuri, tra cui quello dell'economia dell'idrogeno.
Tecnologie per la transizione energetica. Questo ciclo di lezioni fornisce una panoramica su alcune delle principali fonti di energia rinnovabile: idroelettrica, eolica, geotermica, biomasse. Un focus speciale sarà dedicato alla tecnologia e all'economia dell'energia solare fotovoltaica come una delle principali tecnologie di energia rinnovabile e un caso di studio modello. Sarà inoltre fornita una revisione critica di alcune controverse tecnologie emergenti e riemergenti, come i biocarburanti, l'energia nucleare, la cattura e lo stoccaggio del carbonio. Il ruolo dell'efficienza energetica e del risparmio energetico è presentato anche in una serie di casi pratici dimostrati a diversi livelli della filiera energetica.
L'integrazione di sistemi elettrici, stoccaggio e trasporto. Man mano che il bilancio energetico si sposta verso un aumento dell'uso dell'elettricità, viene descritta la recente e futura evoluzione dei sistemi di dispacciamento e distribuzione dell'energia elettrica e vengono presentate le corrispondenti tecnologie abilitanti, incluso il ruolo chiave delle reti intelligenti e delle tecnologie di stoccaggio, e la loro relazione con l'imminente elettrificazione del settore dei trasporti.
Frontiere della ricerca energetica e temi speciali. Scienziati di fama internazionale presentano la loro ricerca di frontiera sui temi energetici e la loro visione; esperti del settore presentano la loro esperienza e le prospettive per il futuro dell'energia.
Le lezioni occupano mezza giornata per cinque giorni consecutivi. L'altra metà è normalmente dedicata al networking, alle discussioni, al lavoro su incarichi.

Note e slides.
Tecnologie delle energie rinnovabili
D. Cocco, C. Palomba e P. Puddu
SGEditoriali Padova

Per il primo modulo:
1. ENERGIA SOLARE
Solare termico: Grandezze geometriche del sistema terra-sole;
valutazione del potenziale solare;
Tecnologie di conversione termica;
Collettore piano: perdite, prestazioni ed efficienza.
Solare Termodinamico: Collettori parabolici; sistemi Fresnel ; impianti
termodinamici a ciclo Rankine; olio diatermico e sali fusi; progetto
Archimede.
Fotovoltaico: L’energia fotovoltaica: principi fisici; la cella fotovoltaica;
impianti fotovoltaici
2. ENERGIA EOLICA
Caratteristiche della fonte eolica e potenziale energetico disponibile; La turbina eolica ad asse orizzontale;
Turbine eoliche ad asse verticale, esempi di integrazione in edifici, wind
farm.
3. UTILIZZAZIONE ENERGETICA DELLE BIOMASSE
Definizione e classificazione delle Biomasse; utilizzo della biomassa per la
produzione di energia;
Combustione, gassificazione e pirolisi; Cicli ORC;
Produzione di biogas da fermentazione anaerobica dei rifiuti organici e da
rifiuti solidi urbani;
produzione di biocombustibili da colture energetiche; filiera del biodiesel,
del bioetanolo e del biogas.
4. ENERGIA IDROELETTRICA
Utilizzo dell'energia idraulica; Caratteristiche degli impianti idroelettrici;
Tipologie di impianti idroelettrici;
Impianti di accumulo con pompaggio;

5. COMPLEMENTI
Energia dalle onde e dalle correnti marine
Calcolo dei costi (energetici) di produzione dei sistemi alimentati con
energia rinnovabile e NON.

Per il modulo Scuola Estiva:

Riscaldamento globale: prove, rischi e mitigazione
Un futuro sostenibile si basa su E3: energia, ambiente e occupazione
Regolamentare la transizione energetica nell'UE in tempi turbolenti
Filiera energetica
Transizione energetica, (in)giustizia sociale e ruolo delle comunità di energia rinnovabile
Il mercato dell'energia
La sostenibilità nella politica dei finanziamenti europei: buone pratiche
Tecnologie energetiche alternative e rinnovabili: panoramica
Materie prime nella transizione energetica
Impatto ambientale delle fonti energetiche
Energia idroelettrica
Stoccaggio di energia
La svolta del fotovoltaico
Tecnologie fotovoltaiche attuali e future
Risparmio energetico ed efficienza energetica
Efficienza energetica: il punto di vista di un ingegnere (casi di studio)
Energia eolica
Tecnologie abilitanti per l'elettrificazione: micro e nanogriglie
Tecnologie abilitanti per l'elettrificazione: tecnologie dell'informazione e della comunicazione
Tecnologie abilitanti per l'elettrificazione: convertitori di commutazione
Decarbonizzare il sistema dei trasporti
Tecnologie per i veicoli elettrici
Economia dei veicoli elettrici
L'economia dell'idrogeno ei colori dell'idrogeno
Progressi della ricerca: nanocatalizzatori per la produzione di carburante sostenibile
Combustibili dalla riduzione di CO2

Lezioni frontali; durante la scuola estiva seminari, discussioni e lavori di gruppo.

Per il primo modulo:
Un esame orale, che comprende domande teoriche e la discussione dei casi
presentati durante il corso.
Per la Scuola estiva: esame scritto finale con domande a risposta multipla, con una o due domande per ciascun seminario svolto durante la scuola.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell'Agendo 2030 per lo Sviluppo Sostenibil e delle Nazioni Unite