Course Syllabus
Descrizione del modulo
Il modulo intende analizzare le potenzialità dell’energia solare all’interno della transizione energetica. L’obiettivo è quello di fornire agli studenti le competenze di base per poter comprendere al meglio le potenzialità della conversione fotovoltaica dell’energia solare, attraverso la descrizione delle diverse tipologie di celle solari attualmente in commercio. All’interno di questo percorso verranno illustrati vantaggi e svantaggi delle varie tecnologie, i loro potenziali campi di applicazione e la descrizione di come funziona un impianto fotovoltaico e di come si valuta suo rendimento. La piena sostenibilità di questa fonte inesauribile di energia rinnovabile verrà altresì dimostrata descrivendo l’attuale processo di recupero e di riciclo dei pannelli solari a fine vita.
Obiettivo generale
Educare alla sostenibilità in campo energetico e introdurre una serie di competenze adeguate a tutti in modo da poter affrontare in maniera critica la tematica dell’energia correlata a quella del cambiamento climatico. Acquisizione di conoscenze tecnico-scientifiche di base per poter valutare le attuali tecnologie e affrontare la transizione energetica. Acquisizione di competenze di base nel campo ambientale e relativa capacità di comunicazione.
Abilità e competenze specifiche
Conseguire abilità specifiche nel campo scientifico relative ai dispositivi fotovoltaici, con particolare attenzione ai dispositivi attualmente in commercio. Familiarizzare con i processi produttivi per la realizzazione di dispositivi e impianti fotovoltaici e saper valutare il loro impatto in termini di sostenibilità e di integrazione nelle città e negli ambienti rurali. Acquisire competenze linguistiche e comunicative atte a promuovere la sostenibilità, nello specifico legata allo sfruttamento dell’energia solare come fonte inesauribile di energia in un processo di transizione energetica sostenibile. Sviluppare competenze tali da permettere di adottare misure per ridurre l'inquinamento e applicare queste abilità e competenze acquisite in materia ambientale nella lotta al cambiamento climatico attraverso comportamenti e scelte sostenibili.
Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda 2030 dell’ONU
Il modulo proposto è coerente con alcuni Goals dell’Agenda 2030: goal 7: Energia pulita e accessibile; goal 11: Città e comunità sostenibili; goal 13: I cambiamenti del clima.
In particolare, è ascrivibile alle iniziative volte a:
Goal 7.2 Aumentare considerevolmente entro il 2030 la quota di energie rinnovabili nel consumo totale di energia
Goal 11.3 Entro il 2030, potenziare un’urbanizzazione inclusiva e sostenibile e la capacità di pianificare e gestire in tutti i paesi un insediamento umano che sia partecipativo, integrato e sostenibile
Goal 11.6 Entro il 2030, ridurre l’impatto ambientale negativo pro-capite delle città, […]
Suddivisione degli incontri
Incontro 1. 2 ore, L’energia fotovoltaica nel panorama attuale delle energie rinnovabili: stato dell’arte e prospettive future.
Incontro 2. 2 ore, Come funziona una cella solare? Caratteristiche generali e principi di funzionamento dei dispositivi fotovoltaici.
Incontro 3. 2 ore, Tipologie di celle solari in commercio (celle a silicio cristallino e cella a film sottili per integrazione architettonica DSSC).
Incontro 4. 2 ore, Nuovi materiali e nuovi tipologie di celle linee di ricerca attuali.
Incontro 5. Moduli e impianti fotovoltaici: come quantificare l’energia prodotto da un impianto fotovoltaico domestico e come calcolare il suo ritorno economico ed energetico + processi di riciclo di pannelli fotovoltaici a fine vita.
Incontro 6 1 ora, FOTOVOLTAICO everywhere: il fotovoltaico delle città e campagne del futuro: dall’integrazione architettonica in edifici, allo sfruttamento della illuminazione indoor fino all’Agrivoltaico. 1 ora, Previsione da 1 Terawatt (1000 GW) attuale a 70 TW di capacità installata nel 2050 necessari per raggiungere gli obiettivi climatici stabiliti nell'accordo di Parigi del 2015.
Segue visita ai laboratori di ricerca se il numero dei partecipanti lo consente.
Numero di partecipanti
Non è previsto alcun limite numerico ai partecipanti.
Il modulo è erogato da remoto.
Lingua utilizzata negli incontri
Italiano
Periodo di erogazione del modulo
maggio-giugno 2023
Modalità di accertamento degli esiti del processo di apprendimento
Test online a domande chiuse e test a domande aperte nelle sessioni di esame.
Dipartimento di afferenza del docente
Dipartimento di scienza dei materiali
Sustainable Development Goals
Module description
The module aims at analysing the potential of solar energy within the energy transition. The aim is to provide students with the basic skills to be able to better understand the potential of photovoltaic conversion of solar energy by describing the different types of solar cells currently on the market. The advantages and disadvantages of the various technologies, their potential fields of application and a description of how a photovoltaic system works and how its performance is evaluated will be explained. The full sustainability of this inexhaustible source of renewable energy will also be demonstrated by describing the current recovery and recycling process of end-of-life solar panels.
General goal
Sustainability education in the field of energy and acquisition of an appropriate set of skills for everyone to be able to deal critically with the issue of energy related to climate change. Acquisition of basic technical-scientific knowledge in order to be able to assess current technologies and deal with the energy transition. Acquisition of basic environmental skills and related communication skills.
Specific skills and competences
Acquisition of specific skills in the scientific field related to photovoltaic devices, with a focus on devices currently on the market. Becoming familiar with the production processes for the realisation of photovoltaic devices and systems and to be able to assess their impact in terms of sustainability and integration in cities and rural environments. Acquiring language and communication skills to promote sustainability, specifically related to the exploitation of solar energy as an inexhaustible source of energy in a sustainable energy transition process. Development of skills to take measures to reduce pollution and apply these acquired environmental skills and competences in the fight against climate change through sustainable behaviour choices.
Sustainable Development Goals of the 2030 UN Agenda
The proposed module is consistent with some Goals of Agenda 2030: Goal 7: Clean and Affordable Energy; Goal 11: Sustainable Cities and Communities; Goal 13: Climate Change.
In particular, it is ascribable to initiatives aimed at:
Goal 7.2 Increase substantially by 2030 the share of renewable energy in total energy consumption
Goal 11.3 By 2030, strengthen inclusive and sustainable urbanisation and the capacity to plan and manage participatory, integrated and sustainable human settlement in all countries
Goal 11.6 By 2030, reduce the negative per capita environmental impact of cities, [...]
Breakdown of meetings
Meeting 1. * 2 hours*, Photovoltaic energy in the current renewable energy scenario: state of the art and future prospects.
Meeting 2. 2 hours, How does a solar cell work? General characteristics and operating principles of photovoltaic devices.
Meeting 3. 2 hours, Types of solar cells on the market (crystalline silicon cells and thin film cells for building integration).
Meeting 4. 2 hours, New materials and new types of cells: current research lines.
Meeting 5. 2 hours, Photovoltaic modules and plants: how to quantify the energy produced by a domestic photovoltaic plant and how to calculate its economic and energy return + recycling processes of photovoltaic panels at the end of their life.
Meeting 6. 1 hour, Photovoltaics everywhere: the photovoltaics of the cities and countryside of the future: from architectural integration in buildings to the exploitation of indoor lighting up to Agrivoltaics. 1 hour, Forecast from 1 Terawatt (1000 GW) today to 70 TW of installed capacity in 2050 needed to reach the climate objectives set in the 2015 Paris agreement.
Next, visit to research laboratories if the number of participants allows it.
Number of participants
There is no limit to the number of participants.
The module is held remotely.
Language used in meetings
Italian
Delivery period of the module
May - June 2023
Methods of assessing the outcomes of the learning process
Closed-question tests and open-question tests in specific exam's sessions.
Department of affiliation of the teacher
Dipartimento di scienza dei materiali
Sustainable Development Goals
Staff
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Simona Olga Binetti
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Norberto Manfredi
