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Unità Tecnica Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria UTTEI

Gian Piero Celata Responsabile UTTEI

Giornate informative Horizon 2020 Casaccia 9 ottobre 2013

Mission UTTEI

• Ricerca & Sviluppo tecnologie per la messa a punto di componenti, sistemi, e processi ai fini dell’efficienza energetica per una società low carbon e a supporto dell’industria nazionale per lo sviluppo sostenibile

L’UT è costituita da 122 persone, in maggior parte laureati, poi diplomati tecnici ed amministrativi

CINQUE LABORATORI

Processi per la combustione sostenibile (32 persone)

Veicoli a basso impatto ambientale (18 persone)

Robotica (18 persone)

Termofluidodinamica (17 persone)

Sistemi sperimentali per l’uso razionale dell’energia (17 persone)

TRE COORDINAMENTI TECNICI

Uso sostenibile dei combustibili fossili

Tecnologie innovative per l’ecoindustria

Sistemi di accumulo elettrico

Staff di Direzione, coordinatori, servizio tecnico-gestionale, segreteria e segreterie di laboratorio (20 persone)

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Struttura organizzativa

Smart cities

Processi di combustione (testing & numerics) e CCS

Veicoli a basso impatto ambientale

Testing sistemi di accumulo (stazionario e autotrazione)

Efficienza energetica nell’illuminazione (sviluppo, testing, efficientamento) e negli elettrodomestici

Uso della CO2 come refrigerante naturale (air conditioning, refrigerazione domestica e industriale), fonti rinnovabili per la climatizzazione (solar cooling and heating)

Trasferimento del calore per applicazioni spaziali, industriali, microfluidica e nanofluidica

Robotica (security, assistenza ai disabili e agli anziani)

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Principali temi di ricerca

Identificazione di linee strategiche sulla base della domanda e dell’expertise ENEA: Sviluppo di un modello di smart town nel quale le tecnologie smart sono associate con l’illuminazione pubblica efficientata con tecnologie innovative e competitive (Progetto Lumiére) Integrazione della rete di illuminazione pubblica con altre reti smart, quali: i) mobilità pubblica (e-mobility, infomobility….); ii) monitoraggio ambientale (qualità dell’aria, misure climatiche…); iii) monitoraggio energetico e diagnostica remota di rete di edifici pubblici; iv) participazione sociale dei cittadini (beni culturali, turismo sostenibile,….) Sviluppo di un network di ricerca Italiano ed integrazione con i principali European networks (EERA, EII, …..) Sviluppo di progetti piloti da replicare ed espandere a livello urbano con il coinvolgimento di stakeholders pubblici e privati

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Smart cities

Air Quality

TRAFFIC MONITORING & INFOMOBILITY

Lighting Control

SOCIAL PARTICIPATION

INTERACTIVE BUILDINGS NETWORK

AIR QUALITY MONITORING

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Smart cities: il modello ENEA

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Smart village Casaccia

L’impianto è concepito per lo sviluppo di un modello integrato di Smart Village in grado di qualificare servizi smart applicabili anche in ambito urbano e include funzionalità di Smart Lighting, Smart Buildings Network, Smart Mobility e Piattaforma ICT

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In progetto

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Aree Parco

Piani di riqualificazione

Impianti Sportivi

Scuole

Edifici e utenze pubbliche e

centri direzionali

Monumenti di maggior pregio

Percorso proposto per lo SMART RING

PROGETTO PRESENTATO NELL’AMBITO DEL PROTOCOLLO D’INTESA TRA ENEA E COMUNE

DELL’AQUILA PER LE ATTIVITA’ DI RICOSTRUZIONE POST-SISMA SIGLATO IL 14 OTTOBRE 2010

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Smart ring L’Aquila

La R&D per l’uso sostenibile dei combustibili fossili prevede la sperimentazione per una maggiore efficienza di combustione (tecnologie avanzate: MILD, OxyC, Trapped Vortex…; cicli di conversione: capture ready, ipercritici per CO2), diagnostica della fiamma (progettazione di bruciatori), produzione di nuovi combustibili (idrogeno, syngas, CTL), impianti a emissione zero basati sulla CCS (sorbenti liquidi e solventi liquidi innovativi) Sviluppo di modellistica della combustione (RANS o LES) su piattaforme parallele per lo studio di flussi reattivi mono e multifase e la progettazione di dispositivi UTTEI è fortemente presente nei tavoli CCS a livello internazionale (EERA, SET Plan, CSLF, IEA, ZEP…), e nazionale Sotacarbo

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Processi di combustione e CCS

Combustione in turbine a NG

Potenza : 1,15 MWt

Pressione: 1 – 10 bar

Preriscaldamento : 425°C

Bruciatore : ANSALDO V64-3A

Pot. Preriscaldatore : 200 kW

H camino : 11 m

Combustione MILD

Strategie di combustioneTrapped Vortex

per bruciatori di turbine a gas e di post-

combustione.

Combustibile:NG,H2,Syngas

GESSICA Generatore sperimentale di Syngas da Carbone Reattore di gassificazione del tipo a letto fisso updraft 5kg/h

Piattaforma pilota

SOTACARBO

Coproduzione di H2 ed

energia elettrica da carbone

Combustione di H2 e Syngas

Potenza : ~100 kWt

Pressione: 1 bar

Pot. dissociatore: 230 kW (34 l/h)

QH2/QO2 : 40 Mm3/h / 20 Nm3/h

Pot.Caldaia : 180kWt (225 kg/h)

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Combustione e CCS - laboratori

Carbone * elettricità

* H2

* CO2 concentrata

* Zero or near-Zero emissions

Sviluppo di sistemi avanzati di

gassificazione del carbone per

produzione di energia elettrica

e cattura della CO2

ZECOMIX, piattaforma sperimentale presso il CR Casaccia

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Combustione e CCS - laboratori

Velocimetria Laser locale

(LDV) e planare (PIV)

Studio della turbolenza

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Combustione – diagnostica LDV e PIV

Il Sistema CRESCO Il Codice HeaRT CRESCO - Portici

Combustione di flussi Multifase(solido-gas)

Combustione di Syngas

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Combustione e CCS - CFD

Il programma di R&D in questo settore è articolato in quattro diverse linee Testing funzionali, anche del tipo abuse test, di batterie e celle (di diversa tipologia), e supercapacitori per l’accumulo elettrico (autotrazione e stazionario), second life delle batterie Testing a banco e su strada di veicoli (auto e moto) in termini di consumi ed emissioni; interventi sul combustibile per la riduzione delle emissioni di CO2(miscele metano-idrogeno) Testing per veicoli elettrici e ibridi (motore, batteria, generatore, sistema di controllo – BMS) Sviluppo di sistemi a ricarica rapida

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Veicoli a basso impatto ambientale


Lab. di prova accumulatori


Banco a rulli per veicoli Sistema di recupero energia

con supercondensatori

Motorizzazione ibrida

Esecuzione di prove e studi su prototipi per: il risparmio energetico nell'illuminazione (pubblica, residenziale, terziario) con test di laboratorio, qualificazione illuminotecnica e ricerca innovativa (LED/OLED); la qualificazione energetica di elettrodomestici del freddo e cottura (direttiva europea Ecodesign ed Etichettatura Energetica) Progetto Lumiére per l’efficientamento della pubblica illuminazione (vie, piazze)

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria

Sistemi sperimentali per l’uso razionale dell’energia

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Uso razionale dell’energia – verifiche energetico-

ambientali elettrodomestici del freddo e forni elettrici ICELAB e FIRELAB - Esecuzione prove per determinare il consumo energetico e le prestazioni degli elettrodomestici del freddo e dei forni elettrici, valutare l'impatto delle condizioni dell'ambiente esterno e delle abitudini degli utenti su prestazioni e consumi, valutare l'efficienza dei componenti, effettuare studi sperimentali su prototipi innovativi

Tecnologie avanzate per l’Energia e l’Industria Uso razionale dell’energia – verifiche energetico-

ambientali di sistemi di illuminazione CORVO - Esecuzione prove per consumo energetico, caratteristiche radiometriche, fotometriche e prestazioni di sorgenti luminose, apparecchi e sistemi in differenti condizioni di lavoro Studi sperimentali su prototipi innovativi; verifiche sperimentali di software Illuminotecnico; studi sulla percezione del colore e della luce


Termofluidodinamica

Il programma di R&D in questo settore è articolato in quattro diverse linee Uso della CO2 come refrigerante naturale (pompe di calore, frigoriferi, industria freddo: macchine da gelato, banchi supermarket…) Uso di fonti rinnovabili per la climatizzazione (solar cooling & heating, pompe di calore ad assorbimento H2O-NH3, tubi di calore, pannelli a tubi evacuati) Termofluidodinamica in microscala (microfluidica) e nella nanofluidica per il miglioramento del trasferimento di calore Termofluidodinamica per applicazioni spaziali (prove di ebollizione in assenza di gravità)


Termofluidodinamica – CO2 e solar cooling


Termofluidodinamica – microfluidica, nanofluidica, space

Impianti MICROBO BOEMIA HETNA


Robotica

Il programma di R&D in questo settore è articolato in tre diverse linee SECURITY sistemi mobili intelligenti per applicazioni in ambiente terrestre e marino in supporto, ad esempio, alle forze armate per il peace keeping/peace enforcement, interventi di disaster recovery, environment restoration, protezione da attacchi terroristici … SUPPORTO ALLA PERSONA sistemi di interfaccia uomo-robot, in realtà virtuale e potenziata, e ad interazione multisensoriale per la rieducazione di soggetti con disabilità, per il supporto funzionale-emotivo per anziani (robot companion) …; FRUIZIONE E CONSERVAZIONE DEI BENI CULTURALI sistemi mobili e di percezione sensoriale per l’accesso a siti archeologici o di altra natura inaccessibili, per l’individuazione di beni culturali sommersi o sepolti; sistemi di assistenza per la diagnostica, la manutenzione ed il restauro di opere d’arte...

Progetto HARNESS (Human telecontrolled Adaptive Robotic NEtwork of SensorS)

Finanziamento: Istituto Italiano di Tecnologia (Genova)

Sviluppo di sistemi di monitoraggio ed esplorazione sottomarina basati su sciami (swarm) di minisub di costo contenuto, in grado di trasmettere i dati raccolti sul fondale con bande passanti molto più elevate di quanto sino ad ora realizzato

• Simulatore • Protocolli di comunicazione • Controllo di swarm • Interfaccia uomo-swarm

Un possibile scenario sottomarino oggetto di osservazione

Possibili applicazioni

• sorveglianza anti-intrusioni di porti (trasmissione alta velocità) • esplorazione rapida del fondale marino (parallelismo e grande banda passante di comunicazione) • individuazione e controllo di sorgenti di inquinamento marino • controllo della flora e fauna marina, monitoraggio del blooming algale • controllo delle pipes sottomarine • instaurazione di canali di trasmissione ad alta velocità (canali video, telecontrollo in zone profonde)

sensing

High speed data transmission


Robotica – Sciami di robot sottomarini


Robotica – Sciami di robot sottomarini

FASP piegatura lamiere per costruzione navale

MASCOT 4 manipolazione a distanza di oggetti radiattivi, o comunque pericolosi WIRO master

RAS teleguida con controllo di velocità Per esplorazione e logistica in Antartide


Robotica – Altre applicazioni

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VII Programma Quadro

PARTECIPAZIONE UTTEI A VII PROGRAMMA QUADRO

14 PROGETTI + 7 A LIVELLO DI COINVOLGIMENTO

2 PROGETTI JP E EUROSTAT

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