Hybrid energy systems and energy storage Investigation and Modeling for energy efficiency and energy transition

Il Gruppo di “Macchine e sistemi per l’energia e l’ambiente” ha svolto e svolge attività di ricerca sui seguenti sistemi energetici e tecnologie:

• Energy storage: BESS, Thermal Energy Storage, LAES
  • Nell’ambito della transizione energetica l’accumulo di energia svolge un ruolo fondamentale sia per far incontrare produzione e domanda di energia, sia per offrire flessibilità al sistema elettrico in presenza di fonti rinnovabili non programmabili
  • Gestione di colonnine di ricarica elettriche come accumulo distribuito per aumentare la flessibilità dei sistemi energetici.
• Microgas turbines
  • Modellazione e prova sperimentale di microturbine Turbec T100. Allestimento di banco prova sperimentale per test di cogenerazione presso TURBEC Italia (a Porto Recanati); sperimentazione di sistemi di inlet air cooling (sistemi fogging e ad espansione diretta )per aumento delle prestazioni delle microturbine. Studio di applicazioni trigenerative. Storia: le microturbine Turbec T100 sono state ideate dal gruppo svedese VOLVO. Ora sono del Gruppo Ansaldo. All’inizio degli anni 2000, nasce TURBEC Italia, i cui stabilimenti produttivi erano siti a Porto Recanati presso il Gruppo G.I.&E.
• Internal combustion engines
  • Studio e realizzazione di soluzioni di iniezione diretta a bassa ed alta pressione per motorizzazioni due tempi.  Sviluppo di un originale impianto di iniezione ad alta pressione a colpo d’ariete (WH-GDIS- Water Hammer – Gasoline Direct Injection System). Realizzazione di prototipi di motori 2T ad iniezione diretta.
  • Analisi della combustione di miscele gasolio-biodiesel in motori ad accensione per compressione. Rilevazioni delle prestazioni meccaniche con miscele a diverso contenuto di biodiesel da B100 a diesel puro, analisi degli effetti sul sistema di iniezione. Simulazione dell’impianto di iniezione e confronto numerico sperimentale.
  • Modellizzazione di soluzioni di Thermal Management.
  • Modellizzazione di soluzioni di microcogenerazione con motori a combustione interna a gas. Confronto tecnico economico di soluzioni a giri fissi e variabili.
  • Studio e simulazione di motori a combustione interna in ambito cogenerativo e trigenerativo
• PAT – Pump as Turbines
  • Studio dell’utilizzo di pompe come turbine per sfruttare i salti di pressione (al posto delle valvole di laminazione) per aumentare l’efficienza di sistemi idraulici in ambito industriale e in acquedotti. Essendo la maggior parte delle applicazioni, one-of-a-kind, la soluzione risulta essere più economica rispetto alla progettazione di turbine idrauliche.
• Poligeneration
  • Questa è una delle linee di attività di ricerca storiche del gruppo di ricerca. La poligenerazione consiste nella produzione di più vettori energetici a partire da un’unica fonte. Rientrano in questo campo la cogenerazione (produzione simultanea di energia elettrica e termica) la trigenerazione (produzione simultanea di energia elettrica, termica e frigorifera), nonché l’utilizzo del calore di scarto per desalinizzare l’acqua.
• Hydrogen e power-to-gas
  • L’idrogeno è il vettore di notevole interesse per la transizione energetica Europea, anche in considerazione delle priorità definite anche in ambito europeo (Horizon Europe) ed internazionale (Mission Innovation), è da intendere secondo tre principali declinazioni: green production, storage and handling, e final use (energy, mobility, industry).