Ottimizzazione e progettazione di un sistema di cogenerazione statica di energia elettrica tramite celle ad effetto Seebeck

Togni, Andrea (2016) Ottimizzazione e progettazione di un sistema di cogenerazione statica di energia elettrica tramite celle ad effetto Seebeck. [Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria meccanica [L-DM270] - Forli', Documento ad accesso riservato.
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Abstract

La presente trattazione descrive l’ottimizzazione del prototipo di un generatore termoelettrico da integrare in caldaie a biomassa. La tecnologia termoelettrica consente di generare potenza elettrica a partire da un flusso di calore. Sebbene tale tecnologia presenti caratteristiche di elevata affidabilità e silenziosità, essa richiede ulteriori sforzi tecnologici nella ricerca dell’integrazione ottimale con un impianto termico, ed è inoltre necessaria una progettazione accurata dell’elettronica di controllo. Nella prima sezione del testo vengono descritti i principi fisici alla base di questa tecnologia e le tecniche per la conversione della potenza generata dai moduli termoelettrici (o ad effetto Seebeck) al fine di renderla fruibile da una tipica utenza domestica. Nel secondo capitolo si riporta lo stato dell’arte dell’applicazione della tecnologia termoelettrica in caldaie a biomassa e alcuni casi di implementazione recenti, sottolineando le configurazioni utilizzate, i principali problemi riscontrati nello sviluppo e nella sperimentazione, e le modifiche conseguentemente adottate per superarli. Il terzo capitolo analizza il prototipo sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Bologna e descrive il processo di dimensionamento dei componenti meccanici e le proposte di ottimizzazione a seguito dei risultati dei primi collaudi. Viene infine sviluppato un modello matematico per confrontare, in funzione dei costi di produzione e di esercizio, le possibilità di sostituzione dei metodi di generazione di energia elettrica convenzionali con l’impianto di cogenerazione termoelettrica realizzato, considerando anche aspetti di impatto ambientale. Tali analisi e ottimizzazioni consistono in un primo miglioramento necessario a rendere la tecnologia termoelettrica applicabile alle caldaie a biomassa stand-alone e a permettere una generazione continua di energia elettrica nelle regioni in cui le infrastrutture sono poco affidabili.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea)
Autore della tesi
Togni, Andrea
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Cogenerazione, termoelettricità, impatto potenziale, biomasse, generatori termoelettrici, moduli termoelettrici, effetto Seebeck, termocoppie, energie rinnovabili
Data di discussione della Tesi
14 Luglio 2016
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