Personale docente

Andrea Lazzaretto

Professore associato confermato

ING-IND/09

Indirizzo: VIA VENEZIA, 1 - PADOVA . . .

Telefono: 0498276747

Fax: 0498277599

E-mail: andrea.lazzaretto@unipd.it

  • presso Ufficio prof. Andrea Lazzaretto, via Venezia 1, II piano
    Si riceve su appuntamento inviando un messaggio a: andrea.lazzaretto @unipd.it.

Università degli Studi di Padova: Laurea in Ingegneria Meccanica, 1986; Dottorato in Energetica, 1992, Post-dottorato in Ingegneria Industriale, 1993-1994.
Tennessee Technological University di Cookeville TN- USA: Research Scholar (Gen - Mag 1991).
Ottobre 1993: Membro del corpo docente per l'European Master of Science Degree in Ingegneria Meccanica presso l'Università Tecnica di Danzica (Polonia).
Dal 1994 Ricercatore, e quindi (dal 2004) professore Associato di Sistemi Energetici presso Università di Padova

Vincitore dell'ASME Edward F. Obert Award negli anni 1998, 2007 e 2018 per un "outstanding paper" sulla termodinamica e termodinamica applicata. Nel 2001 ha ricevuto una Nomination per il Young Scientist Award assegnato dall'International Center for Applied Thermodynamics per il contributo complessivo dato nel campo della termodinamica applicata. Fellow dell'American Society of Mechanical Engineers dal 2010 (membro dal 1999).

Associate Editor dell'International Journal of Energy Resources Technology dell'ASME dal 2006 al 2016. Associate Editor del International Journal of Thermodynamics dal 2011 al 2012.
Membro dell'Advisory Board dell'International Journal of Thermodynamics dal 2003, dell’International Center for Applied Thermodynamics dal 2005, dell'International Journal of Energy and Environmental Engineering (Springer) dal 2010 al 2016.
Membro dell’Executive committee dell'Advanced Energy Systems Division dell'ASME dal 2012 al 2015 e dal 2017 a oggi.
Membro dell’Award committee dell'Advanced Energy Systems Division dell'ASME nel 2016.
Presidente del Systems Analysis Technical Committee dell'Advanced Energy Systems Division dell'ASME nel periodo 2009-2011.

Symposium chair dell'Energy track dei congressi internazionali IMECE2009 e IMECE2012, co-chair della stessa track dell'IMECE2011. Co-editor degli atti del congresso internazionale ECOS2007.
Membro del comitato scientifico delle conferenze internazionali ECOS: 2002-Berlino, 2005 Trondheim-Norvegia, 2006 Heraklion Grecia, 2007 Padova, 2008 Cracovia Polonia, 2009 Foz de Iguazù-Brasile, 2010 Losanna-Svizzera, 2011 Novi Sad, Serbia, 2012 Perugia, 2013 Guilin, Cina, 2014 Turku, Finlandia, 2015 Pau, France, 2016 Portorose, Slovenia, 2017 San Diego, CA-USA, 2018 Guimaraes, Portogallo).
Chairman di sessioni panel o tecniche in conferenze internazionali IMECE - ASME ed ECOS.
E' responsabile di accordi bilaterali tra Università di Padova e Università Tecnica di Berlino, EPFL di Losanna e Università Tecnica di Atene nell'ambito del programma Erasmus della UE.
Svolge abitualmente attività di revisione per molte riviste e congressi internazionali. Ha svolto revisione di libri per John Wiley and Sons e Springer, Woodheads Publishing.

Gli interessi di ricerca prevalenti riguardano simulazione, ottimizzazione, aspetti ambientali e analisi dei malfunzionamenti di sistemi di produzione e recupero di energia: impianti a vapore, turbine a gas in ciclo semplice, combinato o ad aria umida, microturbine, impianti IGCC, impianti di decompressione di gas naturale, impianti cogenerativi, celle a combustibile, cicli di potenza ad idrogeno, impianti a fluido organico, impianti a CO2 supercritica. L'attività di ricerca riguarda inoltre lo studio dei criteri di progetto di turbomacchine (ventilatori e turbine radiali) e di imbarcazioni a vela da regata. E' autore o co-autore di più di 190 pubblicazioni, per la maggior parte su riviste internazionali e atti di congressi internazionali.

Selezione di pubblicazioni su rivista internazionale 2010-2016:

Toffolo A., Lazzaretto A., Morandin M., 2010, “The HEATSEP method for the synthesis of thermal systems: An application to the S-Graz cycle”, Energy, Vol. 35, Issue 2, February, 976-981.

Lazzaretto A., Toffolo A., Morandin A., von Spakovsky M.R., 2010, “Criteria for the decomposition of energy systems in local/global optimizations”, Energy, Vol. 35, Issue 2, February, 1157-1163.

Morandin M., Toffolo A., Lazzaretto A., Maréchal F., Ensinas A. V., Nebra S. A., 2011, “Synthesis and parameter optimization of a combined sugar and ethanol production process integrated with a CHP system”, Energy, Vol. 36, Issue 6, June, 3675-3690.

Gobbato P., Masi M., Toffolo A., Lazzaretto A., Cocchi S., 2011, "Numerical simulation of a hydrogen fuelled gas turbine combustor", Int. J. of Hydrogen Energy, Vol. 36, Issue 13, 7993-8002.

Toffolo A., Lazzaretto A., von Spakovsky M. R., 2012, "On the nature of the heat transfer feasibility constraint in the optimal synthesis/design of complex energy systems", Energy, Vol. 41, Issue 1, May, 236-243.

Gobbato P., Masi M., Toffolo A., Lazzaretto A., Tanzini G., 2012, "Calculation of the flow field and NOx emissions of a gas turbine combustor by a coarse computational fluid dynamics model", Energy, Vol. 45, Issue 1, September 2012, 445-455.

Rech S., Toffolo A., Lazzaretto A., 2012, "TSO-STO: A two-step approach to the optimal operation of heat storage systems with variable temperature tanks", Energy, Vol. 45, Issue 1, September 2012, 366-374.

Manente G., Toffolo A., Lazzaretto A., Paci M. 2013, “An Organic Rankine Cycle off-design model for the search of the optimal control strategy, Energy, Volume 58, 1 September 2013, 97-106.

Toffolo A., Lazzaretto A., Manente G., Rossi N., Paci M., 2014, “A multi-criteria approach for the optimal selection of working fluid and design parameters in Organic Rankine Cycle systems”, Applied Energy, Vol. 121, 15 May 2014, 219-232.

Manente G., Lazzaretto A., 2014, Innovative biomass to power conversion systems based on cascaded supercritical CO2 Brayton cycles Biomass and Bioenergy, Vol. 69, October, 155-168.

Da Lio L., Manente G., Lazzaretto A., 2014, New efficiency charts for the optimum design of axial flow turbines for Organic Rankine cycles, Energy, Vol. 77, 1 December, 447-459.

Soffiato M., Frangopoulos C.A., Manente G., Rech S., Lazzaretto A., 2015, Design optimization of ORC systems for waste heat recovery on board a LNG carrier, Energy Conversion & Management, Vol. 92, 1 March, 523-534.

Maronese S., Ensinas A.V., Lazzaretto A., Marechal F., 2015, Optimum biorefinery pathways selection using the Integer-Cuts Constraint method applied to a MILP problem. Industrial & Engineering Chemistry Research, 54 (28), 7038-7046.

Mazzi N., Rech S., Lazzaretto A., 2015, Off-Design Dynamic Model of a Real Organic Rankine Cycle System Fuelled by Exhaust Gases from Industrial Processes, Energy, Vol. 90, Part 1, October, 537-551

Marsullo M., Mian A., Ensinas A., Manente G., Lazzaretto A., Marechal F., 2015, Dynamic modeling of the microalgae cultivation phase for energy production in open raceway ponds and flat panel photobioreactors, Frontiers in Energy Research, Vol. 3, Article 41, September.

Da Lio L., Manente G., Lazzaretto A., 2016, Predicting the optimum design of single stage axial expanders in ORC systems: Is there a single efficiency map for different working fluids? Applied Energy, Vol. 167, 1 April,44-58.

Analisi del comportamento di progetto e fuori progetto di sistemi di conversione di energia di vario tipo e complessità alimentati da fonti fossili e rinnovabili. Fra questi: impianti con turbina a gas, impianti a vapore, impianti ORC (Organic Rankine Cycles), motori a combustione interna, impianti solari a concentrazione. In aggiunta agli impianti predetti, vengono studiati impianti per la produzione combinata di energia elettrica, calore e freddo quali: impianti gas-vapore a gas naturale o con gassificatore integrati o meno con impianti solari a concentrazione, impianti cogenerativi basati su motori a combustione interna o microturbine, impianti di potenza che integrano motori a combustione interna con sistemi ORC o sistemi ad assorbimento, impianti alimentati a biomassa per la produzione di energia elettrica, calore e di altri combustibili (ad es.,etanolo o combustibili ad alto tenore di idrogeno).

Accumuli di energia termica, potenziale, meccanica: tecniche e modelli per l'ottimizzazione dell'integrazione tra sistemi di conversione dell'energia e utenze in presenza di accumuli.

Metodi di analisi e ottimizzazione di sistemi energetici: metodi exergoeconomici, metodi emergetici, metodi di analisi del ciclo di vita, metodi di ottimizzazione termodinamica, economica e ambientale che considerano uno o più obiettivi alla volta.

Analisi delle prestazioni e metodi di progettazione di turbomacchine con l'ausilio di simulazioni fluidodinamiche e prove sperimentali in laboratorio: ventilatori radiali, assiali e a deflusso trasversale, espansori radiali e assiali.

Analisi fluidodinamiche e sperimentazione di combustori di turbine a gas con particolare attenzione ai fenomeni di pulsazione di fiamma e alle emissioni.

Proposte di tesi di Laurea Magistrale nell'area tematica dei Sistemi Energetici

Tema: Sviluppo di soluzioni tecnologiche innovative e componenti per l'impiego di fumi derivanti da combustione di biomassa (cicli supercritici a CO2 o altro).

Tema: Studio delle varie opzioni di integrazione di impianti termici con sistemi solari a concentrazione. Le opzioni da analizzare dal punto di vista termodinamico, tecnologico, economico e ambientale riguardano sia gli impianti termici sia la tecnologia solare considerata.

Tema: Accumuli di energia termica, aria compressa e acqua. Analisi di configurazioni di impianto innovative, e confronto tra prestazioni termodinamiche, energetiche e ambientali.

Tema: Ricerca delle configurazione e della gestione ottimizzate di insiemi di impianti di conversione di energia che impiegano fonti rinnovabili (sole, vento, biocombustibili) o tradizionali per soddisfare utenze domestiche (con impianti di teleriscaldamento) e industriali, considerando variazioni stocastiche sia delle fonti sia di prezzi e costi del mercato elettrico (Smart Power Systems).

Tema: Ricerca delle configurazioni di sistema con impianti a flash singolo o multiplo e/o binari che massimizzano lo sfruttamento di risorse geotermiche minimizzando le emissioni di CO2 e altri gas in atmosfera.

Tema: Costruzione di modelli dinamici di off-design di sistemi basati su ciclo Rankine con fluido operativo organico(ORC).

Tema: Ricerca e sviluppo di componenti (espansori e pompe) innovativi per impianti ORC.

Tema: Ricerca del comportamento ottimo dal punto di vista termodinamico ed economico di impianti ORC tenendo conto dei vincoli imposti dal comportamento ottimale dei suoi componenti. Consiste nel costruire modelli monodimensionali di progetto e fuori progetto dei componenti che si integrino nei modelli del sistema complessivo.

Tema: Accoppiamento ottimale di cicli ORC a sorgenti termiche di varia natura (industriali, da motori a combustione interna terrestri o navali, geotermiche). Si vogliono individuare i cicli termodinamici (e i relativi fluidi operativi) più idonei (in termini di massimizzazione della potenza generata e di minimizzazione dei costi) all'accoppiamento con i flussi termici resi disponibili da sorgenti diverse.

Tema: Evoluzione del metodo HEATSEP (che separa la sezione di scambio termico interno dal resto del sistema) per l'ottimizzazione della configurazione e dei parametri di progetto di sistemi energetici.
La tesi cerca criteri ottimali per individuare configurazioni di sistemi energetici di varia complessità in relazione a uno più obiettivi (massimo rendimento, minimo costo, minimo impatto ambientale) tenendo conto dei criteri di accoppiamento ottimale dei flussi termici scambiati internamente o esternamente al sistema con il criterio HEATSEP.

Tema: Confronto tra diversi metodi per l'allocazione di risorse in sistemi energetici: "extended exergy analysis", Analisi exergoeconomica/ambientale, "Life Cycle Analysis".

Tema: Progettazione ottimizzata di giranti di ventilatori assiali o a deflusso trasversale (cross-flow) tramite sperimentazione in laboratorio.

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Proposte di tesi di Laurea Triennale nell'area tematica degli Impianti Energetici

Tesi sui diversi argomenti del corso, relativi alle varie tipologie di impianti per generazione di potenza, calore o combustibili che impiegano fonti fossili o rinnovabili (biomasse, sole, vento).

SI COMUNICA CHE LA PRIMA LEZIONE DEL CORSO DI SISTEMI ENERGETICI SI TERRA'LUNEDI' 25 SETTEMBRE ALLE ORE 14.30 IN AULA 0E (complesso Vallisneri)