FESTO 4 R-Energy
Nuova energia per la Scuola
1
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
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
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
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
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
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
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
9
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
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
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
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
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
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
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
• 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
Contatti:
[email protected]
+39335.78.09.778
+39335.78.09.777
18
