Tipo Insegnamento:
Ins. uff. con erogazioni e cop.
Durata (ore):
30
CFU:
3
SSD:
SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
Sede:
BRESCIA
Url:
Ingegneria delle Tecnologie per l’Impresa Digitale/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2024
Course Catalogue:
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (17/02/2025 - 06/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Le moderne reti elettriche stanno diventando ogni giorno più complesse, anche in seguito alla crescente presenza di generazione distribuita da fonti rinnovabili e di sistemi di accumulo distribuiti, operanti in mercati liberalizzati in presenza di molteplici attori di sistema. Tale evoluzione sta richiedendo sempre di più l’adozione di sistemi di misura e controllo distribuiti, accessibili, sicuri e dotati di capacità di calcolo ed automazione avanzati. Di conseguenza il ruolo delle tecnologie dell’informazione e dell’automazione, dalla misura e comunicazione fino all’adozione di sistemi di diagnosi ed ottimizzazione in tempo reale, anche mediante l’adozione di tecniche di intelligenza artificiale, sta diventando sempre più rilevante, come evidenziato dalla sempre crescente richiesta di esperti di tecnologie dell’informazione ed automazione da parte di imprese operanti nel settore elettrico. Tali tecnologie risultano sempre più rilevanti nel mondo elettrico (tanto da definire una vera e propria transizione digitale del settore energetico), rappresentando di fatto uno degli elementi chiave della futura transizione energetica. L'obiettivo dell’insegnamento è quindi quello di fornire agli studenti provenienti dall’area dell’ingegneria dell’informazione e dell’automazione industriale le competenze di base per poter comprendere il complesso ecosistema delle moderne reti elettriche, dall’adozione di nuovi paradigmi di gestione delle reti alle relative tecnologie di comunicazione ed automazione.
Prerequisiti
Sono necessarie conoscenze (di base) di analisi matematica, fisica e teoria dei circuiti, con particolare riferimento ai sistemi trifase in corrente alternata. La conoscenza dei principi base di funzionamento e della struttura delle reti elettriche è preferibile ma non fondamentale per la comprensione dei contenuti dell’insegnamento.
Metodi didattici
L’insegnamento è composto da lezioni frontali che trattano argomenti teorici, completate da esercitazioni in aula che consistono nell’applicazione di alcune delle tecniche di analisi e dimensionamento che sono state affrontate nella parte di teoria.
Verifica Apprendimento
Ogni prova d'esame prevede la presentazione e discussione di elaborati di progetto su dei casi di studio assegnati dal docente durante l’insegnamento e, contestualmente, di quesiti teorici sui temi affrontati durante le lezioni.
Testi
Si consiglia l’adozione dei seguenti libri di testo:
- Daniele Cocco, Pierpaolo Puddu, Tecnologie delle Energie Rinnovabili, Libreriauniversitaria.it Edizioni, 2022
- Roger A. Messenger, Amir Abtahi, Photovoltaic Systems Engineering, 4th Edition, 2020, CRC Press
-Nihal Kularatna, Kosala Gunawardane, Energy Storage Devices for Renewable Energy-Based Systems: Rechargeable Batteries and Supercapacitors, 2nd Edition, Academic Press, 2021
- Bernd M. Buchholz, Zbigniew A. Styczynski, Smart Grids: Fundamentals and Technologies in Electric Power Systems of the future, 2020, Springer
- Alfredo Vaccaro, Silvia Iuliano, Metodi Matematici per la Gestione dei Sistemi Elettrici, Società Editrice Esculapio, 2024.
I lucidi delle lezioni e altro materiale utile sono resi disponibili sul sito di e-learning (elearning.unibs.it).
- Daniele Cocco, Pierpaolo Puddu, Tecnologie delle Energie Rinnovabili, Libreriauniversitaria.it Edizioni, 2022
- Roger A. Messenger, Amir Abtahi, Photovoltaic Systems Engineering, 4th Edition, 2020, CRC Press
-Nihal Kularatna, Kosala Gunawardane, Energy Storage Devices for Renewable Energy-Based Systems: Rechargeable Batteries and Supercapacitors, 2nd Edition, Academic Press, 2021
- Bernd M. Buchholz, Zbigniew A. Styczynski, Smart Grids: Fundamentals and Technologies in Electric Power Systems of the future, 2020, Springer
- Alfredo Vaccaro, Silvia Iuliano, Metodi Matematici per la Gestione dei Sistemi Elettrici, Società Editrice Esculapio, 2024.
I lucidi delle lezioni e altro materiale utile sono resi disponibili sul sito di e-learning (elearning.unibs.it).
Contenuti
La transizione verso sistemi energetici decarbonizzati e sostenibili sta cambiando radicalmente il modo in cui le reti elettriche sono progettate e gestite. Il consumo mondiale di energia elettrica sta aumentando rapidamente, a seguito dell’elettrificazione delle economie emergenti, della diffusione di piccoli dispositivi elettrici (ad esempio, l’elettronica di consumo) e della sostituzione di utilizzatori alimentati da fonte fossile con equivalenti elettrici (ad esempio, le pompe di calore che sostituiscono il riscaldamento a gas). Inoltre, la generazione di elettricità da fonti energetiche rinnovabili, l’adozione del paradigma distribuito e la deregolamentazione dei mercati energetici stanno rivoluzionando radicalmente il settore elettrico, portando alla concettualizzazione delle reti elettriche di prossima generazione, ovvero le cosiddette reti intelligenti (o SMART GRID). L’insegnamento ripercorre tutti gli aspetti fondamentali dei moderni sistemi elettrici, dalla produzione, distribuzione e consumo di energia elettrica da parte degli utenti finali, sottolineando tutte le principali novità e criticità introdotte dalla decarbonizzazione ed elettrificazione degli attuali sistemi energetici, e introduce il concetto di rete intelligente come insieme di risorse e metodologie volte a risolvere i problemi identificati.
Dopo aver ripreso brevemente la struttura delle reti elettriche convenzionali, l’insegnamento fornisce la descrizione delle principali tecnologie per la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili e delle loro principali criticità, evidenziandone l’impatto sulle reti elettriche ed introducendo quindi il paradigma di SMART GRID. Particolare attenzione è posta alle due principali tecnologie emergenti a livello mondiale (e soprattutto italiano) sia per diffusione che per capacità installata, ovvero il fotovoltaico e l’eolico. Per ciascuna delle due tecnologie vengono affrontate e descritte le principali tecniche di dimensionamento ed analisi delle prestazioni. A complemento dell’analisi delle fonti rinnovabili, l’insegnamento descrive sinteticamente le principali tecnologie di accumulo di energia elettrica e ne descrive le principali applicazioni nelle reti elettriche. Infine, l’insegnamento definisce l’ontologia delle SMART GRID introducendo i modelli standard di riferimento e descrivendo le relazioni fra i vari componenti di una rete elettrica intelligente, le principali funzioni di automazione e coordinamento dei dispositivi di protezione e le tecniche di gestione dei flussi di energia (Demand Side Management). Infine, l’insegnamento descrive il campo di utilizzo di tecnologie informatiche innovative (ad es., metodi di machine learning ed intelligenza artificiale) per la previsione, analisi e diagnostica dei componenti e sistemi elettrici, dai dispositivi distribuiti alle strutture di rete.
Dopo aver ripreso brevemente la struttura delle reti elettriche convenzionali, l’insegnamento fornisce la descrizione delle principali tecnologie per la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili e delle loro principali criticità, evidenziandone l’impatto sulle reti elettriche ed introducendo quindi il paradigma di SMART GRID. Particolare attenzione è posta alle due principali tecnologie emergenti a livello mondiale (e soprattutto italiano) sia per diffusione che per capacità installata, ovvero il fotovoltaico e l’eolico. Per ciascuna delle due tecnologie vengono affrontate e descritte le principali tecniche di dimensionamento ed analisi delle prestazioni. A complemento dell’analisi delle fonti rinnovabili, l’insegnamento descrive sinteticamente le principali tecnologie di accumulo di energia elettrica e ne descrive le principali applicazioni nelle reti elettriche. Infine, l’insegnamento definisce l’ontologia delle SMART GRID introducendo i modelli standard di riferimento e descrivendo le relazioni fra i vari componenti di una rete elettrica intelligente, le principali funzioni di automazione e coordinamento dei dispositivi di protezione e le tecniche di gestione dei flussi di energia (Demand Side Management). Infine, l’insegnamento descrive il campo di utilizzo di tecnologie informatiche innovative (ad es., metodi di machine learning ed intelligenza artificiale) per la previsione, analisi e diagnostica dei componenti e sistemi elettrici, dai dispositivi distribuiti alle strutture di rete.
Lingua Insegnamento
italiano
Altre informazioni
nulla da aggiungere
Corsi
Corsi
Ingegneria delle Tecnologie per l’Impresa Digitale
Laurea Magistrale
2 anni
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