LABORATORI DI SETTORE
(SCUOLA SUPERIORE)
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Laboratorio per lo studio dell'energia solare
cod. MePA:
SIADLAB4520
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34750,00 €
IVA esclusa
Il Laboratorio per lo studio dell'energia solare è dedicato alla sperimentazione su energia fotovoltaica e solare termica, permettendo di analizzare come la radiazione solare possa essere convertita in energia elettrica o termica. Gli studenti possono studiare celle e pannelli fotovoltaici, regolatori, inverter, batterie, sistemi solari termici e produzione di corrente tramite idrogeno. La lampada per simulazione solare e il luxmetro consentono inoltre di riprodurre e misurare differenti condizioni di illuminazione durante le prove.
In sintesi
Energia fotovoltaica
Il trainer modulare permette di analizzare celle solari, pannelli, regolatore, inverter, batteria e flussi di potenza.
Solare termico
L'unità dedicata permette di studiare il riscaldamento dell'acqua, il sistema a termosifone, il pompaggio e l'efficienza termica.
Simulazione e misure
Lampada solare e luxmetro consentono di modificare e misurare l'illuminazione per valutare la risposta dei sistemi alle diverse condizioni ambientali.
Energia fotovoltaica: dalla cella solare alla gestione della potenza
Il trainer modulare permette di approfondire i parametri coinvolti nella conversione diretta della radiazione solare in energia elettrica. Le esercitazioni partono dallo studio della singola cella e arrivano alla configurazione dei pannelli e alla gestione dell'energia prodotta.
Gli studenti possono determinare corrente inversa, resistenza parallela e resistenza in serie della cella senza illuminazione, analizzare la tensione a circuito aperto in funzione del flusso luminoso e studiare la disposizione delle celle all'interno di un pannello.
Il percorso comprende inoltre configurazioni in serie e parallelo, studio del regolatore, inverter con connessione alla rete e inverter ibrido, fino all'analisi del bilancio energetico tra batteria, carico e rete.
Il laboratorio permette di seguire l'intero percorso dell'energia solare: radiazione, conversione fotovoltaica, regolazione, accumulo, inversione, utilizzo del carico e produzione termica, mettendo in relazione misure sperimentali e comportamento dei sistemi.
Obiettivi didattici
- Comprendere i principi dell'energia solare fotovoltaica e termica e le relative applicazioni.
- Acquisire competenze pratiche nella gestione e installazione di sistemi fotovoltaici e solari termici.
- Analizzare l'efficienza dei componenti misurando e interpretando i parametri tecnici.
- Studiare il bilancio energetico tra batteria, carico e rete e identificare i relativi flussi di potenza.
- Simulare differenti condizioni ambientali per valutare la resa energetica dei pannelli solari.
- Integrare teoria e pratica attraverso attività di misurazione, regolazione e configurazione degli impianti.
- Approfondire il ruolo delle energie rinnovabili nella sostenibilità e nella transizione ecologica.
Attività ed esperienze didattiche
Principi dell'energia solare
Studio dei principi fondamentali dell'energia solare e della conversione della radiazione in energia elettrica.
Caratterizzazione delle celle
Determinazione della corrente inversa, della resistenza parallela e della resistenza in serie di una cella solare senza illuminazione.
Illuminazione e tensione Voc
Studio della dipendenza della tensione a circuito aperto dal flusso luminoso e misurazione dell'energia solare.
Serie e parallelo dei pannelli
Analisi della disposizione delle celle e attività di configurazione dei pannelli fotovoltaici in serie e in parallelo.
Regolatore e inverter
Studio dei parametri del regolatore, dell'inverter con connessione alla rete e della configurazione dell'inverter ibrido.
Batteria e ricarica
Studio del processo di ricarica della batteria dalla rete di laboratorio tramite inverter ibrido e del relativo punto di scarica critico.
Flussi di potenza
Analisi dei flussi di potenza tra batteria, carico e rete al variare della domanda energetica mediante carico resistivo variabile.
Solare termico
Studio del sistema a termosifone, del riscaldamento dell'acqua senza pompa e del sistema di pompaggio tradizionale.
Temperatura ed efficienza
Monitoraggio delle variazioni della temperatura dell'acqua e calcolo dell'efficienza di conversione dell'energia solare in energia termica.
Energia solare e idrogeno
Attività con il kit dedicato per comprendere la produzione di corrente solare tramite idrogeno.
Analisi dei dati sperimentali
Estrazione, elaborazione e interpretazione dei valori misurati durante le differenti prove sperimentali.
Sostenibilità energetica
Analisi dell'impatto ambientale delle energie rinnovabili e del loro ruolo nella transizione ecologica.
Energia solare termica e riscaldamento dell'acqua
L'unità didattica per l'energia solare termica permette di analizzare la trasformazione della radiazione solare in energia termica utilizzabile e di confrontare differenti modalità di circolazione dell'acqua.
Le attività comprendono lo studio del funzionamento del sistema a termosifone, nel quale il riscaldamento dell'acqua avviene senza pompe, e l'analisi di un sistema di pompaggio tradizionale.
Attraverso il monitoraggio della temperatura è possibile registrare le variazioni durante il riscaldamento e determinare l'efficienza con cui il sistema converte l'energia solare in energia termica.
Competenze sviluppate
Le attività permettono di sviluppare capacità nell'analisi dei sistemi fotovoltaici, nella configurazione dei pannelli, nello studio di regolatori e inverter e nella valutazione dei flussi energetici tra rete, accumulo e carico.
La parte dedicata al solare termico permette di approfondire riscaldamento dell'acqua, trasferimento di energia e valutazione dell'efficienza dei sistemi nelle differenti condizioni operative.
Le esercitazioni di misura e simulazione permettono inoltre di raccogliere ed elaborare dati sperimentali e di mettere in relazione intensità luminosa, condizioni operative e prestazioni energetiche.
Simulazione della radiazione solare e bilancio energetico
La lampada per simulazione della luce solare consente di svolgere le prove anche riproducendo differenti livelli di irraggiamento, mentre il luxmetro permette di misurare il flusso luminoso utilizzato durante gli esperimenti.
Le variazioni della luce possono essere messe in relazione con la tensione a circuito aperto e con gli altri parametri del sistema fotovoltaico, permettendo di studiare la risposta delle celle a differenti condizioni.
Le esercitazioni sull'inverter ibrido permettono inoltre di approfondire il bilancio energetico tra batteria, carico e rete mediante gli amperometri e voltmetri analogici incorporati nel kit.
Componenti del laboratorio
| Q.tà | Descrizione |
|---|---|
| 1 | Trainer modulare per l'energia solare fotovoltaica: per studiare, in maniera approfondita, tutti i parametri coinvolti nella conversione diretta della radiazione solare in energia elettrica |
| 1 | Unità didattica per l'Energia Solare Termica: sistema didattico progettato per trasformare l'energia solare in energia termica utilizzabile |
| 1 | Kit didattico per la produzione di corrente solare tramite idrogeno |
| 1 | Lampada per simulazione luce solare |
| 1 | Luxmetro |
| 1 | PC |
Domande sul laboratorio
Quali tecnologie solari possono essere studiate?
Il laboratorio comprende sia un trainer modulare per energia solare fotovoltaica sia un'unità didattica dedicata all'energia solare termica.
È possibile studiare batteria, inverter e collegamento alla rete?
Sì. Le attività comprendono regolatore, inverter con connessione alla rete, inverter ibrido, ricarica della batteria e analisi dei flussi di potenza tra batteria, carico e rete.
Il laboratorio permette di simulare differenti condizioni di illuminazione?
Sì. È prevista una lampada per simulazione della luce solare e un luxmetro per misurare il flusso luminoso durante le prove.
È previsto anche lo studio dell'idrogeno?
Sì. La dotazione comprende un kit didattico dedicato alla produzione di corrente solare tramite idrogeno.
La nostra mission
Promuovere e introdurre le tecnologie didattiche a servizio degli studenti ed educatori, supportandoli nei progetti, nella realizzazione e nell’evoluzione della scuola del futuro.
