Energia: tecnologia e ingegneria

La definizione e il raggio di azione dell’elettronica non sono semplici da inquadrare. Secondo alcuni autori si può definire l’elettronica come lo studio del moto degli elettroni al di fuori dei metalli. L’elettronica è la scienza e la tecnica concernente l’emissione e la propagazione degli elettroni nel vuoto o nella materia. In questo vocabolario sono raccolte oltre 200 voci in ordine alfabetico per descrivere tramite testi divulgativi e semplici immagini tutti i principali termini con cui si confronta chi ci cimenta per passione, studio, professione o business al vasto settore dell’elettronica.

I volumi di Impianti Elettrici 1, 2 ed Esercizi trattano degli argomenti fondamentali inerenti il progetto, la verifica e l’esercizio dei sistemi elettrici di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica. Per quanto possibile le trattazioni teoriche esposte sono accompagnate e sostenute dalla interpretazione fisica dei fenomeni e sono accompagnate da esempi numerici che hanno lo scopo di avvicinare ad una sensibilità parametrica. I testi sono rivolti agli allievi del II anno del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica ed Ingegneria Energetica, ma anche ai professionisti che operano nel campo di sistemi elettrici di potenza. Il volume Impianti Elettrici 2 tratta: della stabilità angolare dei generatori sincroni/transitori elettromeccanici; della regolazione della frequenza delle reti elettriche di potenza; delle sovratensioni e del coordinamento dell’isolamento; della regolazione della tensione.

Negli ultimi anni, l’impatto dei costi energetici per le imprese è notevolmente aumentato ed è diventato uno dei fattori critici per la competitività sul mercato. Si rendono necessarie misure correttive importanti e immediate, imposte dai nuovi equilibri finanziari e dagli accordi internazionali. L’efficientamento energetico è un’attività che deve essere gestita come ogni “facility” da realtà ad altissima specializzazione. Partendo dal concept sullo sviluppo sostenibile del prof. ing. Ettore Maraschi, gli autori ci portano a conoscere il “Metodo EME”, concepito per l’ottimizzazione e l’efficientamento energetico integrati.

Chiunque si approcci al mondo della superconduttività, per interesse personale o per motivi di studio e lavoro, viene catturato dalla magia di questo fenomeno: nello stato superconduttore, gli elettroni si muovono all'interno del materiale senza trovare resistenza, quindi una volta creata una corrente elettrica, essa persiste indefinitamente nel tempo, senza mai estinguersi e senza dissipare. In realtà, molteplici meccanismi microscopici entrano in gioco e possono da una parte limitare le potenzialità dello stato superconduttore nelle varie applicazioni pratiche, dall'altra fornire opportunità per migliorare le prestazioni dei materiali superconduttori. Questo manuale, pur mantenendo un carattere divulgativo, si pone l'intento di entrare più nello specifico su alcuni aspetti, introducendo il lettore ai materiali usati nelle applicazioni su larga scala della superconduttività: per esempio nel trasporto di potenza, nella fabbricazione di magneti ad altissimo campo e nella fusione nucleare. Dopo un'introduzione qualitativa dei meccanismi di base della superconduttività, sono descritte le principali applicazioni su larga scala, sia quelle attuali che quelle in via di realizzazione; quindi il focus si sposta sui materiali superconduttori più utilizzati e più vantaggiosi nelle diverse applicazioni; infine, si fa un cenno a materiali di interesse per possibili sviluppi futuri, primo fra tutti il sogno della superconduttività a temperatura ambiente, che non sembra più così lontano. Ilaria Pallecchi ha conseguito Laurea e Dottorato di Ricerca in Fisica presso l'Università di Genova ed è ricercatrice presso l'istituto SPIN (SuPerconducting and other INnovative materials and devices institute) del Consiglio Nazionale delle Ricerche. La sua attività di ricerca riguarda i meccanismi di trasporto elettronico, termoelettrico, termico e di spin nella materia. Valeria Braccini ha conseguito Laurea e Dottorato di Ricerca in Fisica presso l'Università di Genova. È attualmente ricercatrice presso l'istituto SPIN del Consiglio Nazionale delle Ricerche e si occupa di fabbricazione e caratterizzazione di materiali superconduttori in particolare sotto forma di film sottili. Andrea Malagoli ha conseguito la Laurea in Fisica e il Dottorato di Ricerca in Scienza dei Materiali presso l'Università di Genova. È attualmente primo tecnologo presso l'istituto SPIN del Consiglio Nazionale delle Ricerche e si occupa di superconduttività applicata e sviluppo di fili e nastri superconduttori.

"Fotovoltaico per professionisti" è frutto di anni di attività nel settore fotovoltaico e rappresenta il tentativo di fornire un manuale che sia in grado di illustrare i vari argomenti, approfondendone gli aspetti tecnici importanti pur cercando di rendere comprensibili le parti più complesse. L'opera è suddivisa in 12 capitoli che affrontano le diverse tematiche cercando di conciliare la teoria con la pratica impiantistica e tenendo conto della vasta e articolata normativa che si è andata formando nel corso degli anni. Un intero capitolo è dedicato al tema della sicurezza nei suoi vari aspetti, per via della rilevanza che tale argomento riveste anche in questo specifico settore. Nei vari capitoli si è comunque cercato di suggerire, quando possibile, anche soluzioni originali che possano essere di stimolo al lettore per guardare oltre l'applicazione delle pratiche impiantistiche già sperimentate e collaudate

L'opera presenta una piattaforma innovativa per la gestione delle informazioni tecniche sull'ambiente costruito, capace di rendere facilmente accessibili grandi moli di dati attraverso modelli navigabili multiscalari (GIS e BIM). Nell'ambito esemplificativo della riqualificazione energetica degli edifici, vengono discussi requisiti, strumenti e metodi per la realizzazione di un database spaziale, mostrandone un'applicazione per l'attivazione di uno strumento di supporto alla decisione finalizzato alla valutazione alternativa di scenari trasformativi. Infine, viene proposto un caso studio sull'edificato del centro storico di Pavia, con riferimento specifico al patrimonio universitario, un esempio di grande interesse sia per valore culturale, che per vastità e varietà.

L’energia elettrica è un genere di prima necessità a cui non si può più rinunciare, questa ci permette di migliorare la gestione e la qualità della quotidianità, di contro però, la produzione di energia elettrica è una delle protagoniste sulla problematica dell’inquinamento e del surriscaldamento globale a causa dei quantitativi di anidride carbonica prodotta e immessa nell’atmosfera. Il libro proposto tratta una nuova visione di produzione di energia elettrica da fonte eolica. In particolare, analizza l’installazione di turbine eoliche ad hoc sulle strade e/o sulle gallerie, il quale potrebbe permettere la produzione di energia elettrica sfruttando l’energia cinetica posseduta dal vento generato da un ipotetico flusso veicolare.

L'auto elettrica non è più un esperimento tecnologico né un fenomeno di nicchia, perché sulla trazione ibrida e puramente elettrica i produttori automotive stanno spendendo ingenti risorse per sviluppare e soprattutto produrre secondo le economie di scala veicoli in grado di affrontare la sfida che l'urgente necessità di tutelare l'ambiente impone a tutti. Il risultato è che i rivenditori hanno un ampio portafoglio di veicoli elettrici che quasi pareggia quello delle auto a motorizzazioni tradizionali. Sicuramente sarà questa la direzione del futuro, perché il motore endotermico è già arrivato al limite delle sue possibilità, in fatto di contenimento delle emissioni inquinanti; l'elettrico, al contrario, è ad emissioni zero (ZEV) almeno se l'elettricità si ricava da fonti rinnovabili. Risulta inoltre più semplice ed economico sul piano meccanico e su quello elettronico la sua complessità non è tanto maggiore, se si considera che per elevare l'efficienza del motore endotermico e ridurne le emissioni inquinanti è stato obbligatorio aggiungere moltissima elettronica. Questo volume evidenzierà tali aspetti, facendo un'introduzione sul perché dell'auto elettrica, sulla relativa economia e adottabilità su larga scala, per poi entrare nella tecnica delle due famiglie principali: la ibrida (nelle sue declinazioni) e la full-electric, che di fatto è la vera auto elettrica, dato che nella ibrida funziona anche il motore endotermico e che la mobilità puramente elettrica è limitata, se non fittizia quando si parla di Mild Hybrid. Verrà dato spazio sia ai tipi di motore e al powertrain, ossia alla catena cinematica delle due famiglie, nonché alle tecniche di ottenimento dell'elettricità (accumulo in batterie e supercondensatori, produzione mediante fuel-cell, frenata rigenerativa) necessaria alla propulsione; un apposito capitolo è dedicato all'impianto elettrico, che differisce in base al tipo di veicolo e che per i servizi si sta standardizzando a 48V.

Il libro può essere utilizzato nei corsi universitari che affrontano le tematiche dei flussi compressibili, è suddiviso in sette capitoli. In particolare, i primi cinque capitoli sono dedicati agli esercizi i) sui flussi quasi-unidimensionali stazionari, ii) sull'applicazione della teoria delle caratteristiche, iii) sui flussi unidimensionali non stazionari (flussi in piccole perturbazioni, espansioni, urti e problema di Riemann), iv) sugli schemi numerici dei flussi compressibili (schemi upwind alle differenze finite e schemi ai volumi finiti alla Godunov), v) sui flussi bidimensionali (teoria di Ackeret, espansioni, urti obliqui, interazioni, flussi su profili ed ali). Il sesto capitolo contiene una miscellanea di esercizi non riconducibili ai temi dei capitoli precedenti (strato limite compressibile e flussi transonici). Infine, l'ultimo capitolo propone degli esercizi di ricapitolazione. Tutti gli esercizi sono forniti di risposta, mentre per alcuni esercizi particolari viene fornito lo svolgimento. Infine, il libro è corredato dalle tabelle dei flussi compressibili necessarie per la soluzione degli esercizi.