OBIETTIVI FORMATIVI

The main aim of the course is to discuss both the practical and theoretical aspects of strategies for managing energy. More precisely the milestones for the course could be declined as follows: Strategies for controlling energy flows; Optimization and management strategies; Practical aspects applied to smart energy microgrid.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del corso gli studenti:

- avranno acquisito conoscenze sull'evoluzione dei sistemi per generazione, trasporto, distribuzione ed utilizzo dell'energia elettrica

- avronno acquisito una conoscenza dei sistemi utilizzati per la gestione di una infrastruttura energetica

- saprenno applicare sempici tecniche per la gestione ottimale di un sistema di generazione e consumo dell'energia (quale una microrete)

- sapranno applicare semplici tecniche per il dimensionamento di massima

PREREQUISITI

Il corso non richiede prerequisiti, tuttavia la conoscenza di Matlab può essere utile per lo svolgimento di esercitazioni e progetti di ricerca.

MODALITA' DIDATTICHE

Durante le lezioni frontali verranno alternati contenuti teorici e l'applicazione pratica delle metodologie relative alla strategia di gestione dell'energia, basati su semplici esempi. Verranno inoltre proposti progetti di lavoro, in cui verrà chisto di sviluppare alcuni degli esempi applicativi presentati a lezione. Le esperienze di simulazione utilizzeranno l'ambiente Matlab® per la soluzione di problemi energetici realistici.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Evoluzione delle infrastrutture energetiche .  Evoluzione storica dell'infrastruttura elettrica a partire dalle reti elettriche tradizionali, presentando anche le principali innovazioni tecnologiche. Sistemi ed infrastrutture innovative: smart grid, virtual power plant, microreti, ecc... 

Dispositivi e sistemi in un'infrastruttura energetica evoluta. Saranno descritte le principali tecnologie adottate nelle installazioni di generazione distribuita e nelle micro-reti intelligenti. L'attenzione sarà focalizzata sugli impianti che producono energia elettrica (campi fotovoltaici, idroelettrici ed eolici), energia termica calda (collettori solari termici, caldaie, pompe di calore) e fredda (ad esempio sistemi ad assorbimento). Inoltre, verranno analizzate le tecnologie di cogenerazione e di trigenerazione, nonché i sistemi di accumulo elettrico.

Gestione ottimale.  Verrà affrontato il concetto si soluzione ottimale di un problema energetico, la sua formalizzazione, il concetto di variabili decisionale e della modellizzazione di un sistema. La formalizzazione del problema generale di ottimizzazione sarà discussa introducendo un sistema il cui obiettivo principale è ridurre al minimo i costi complessivi di produzione, tenendo presenti i vincoli a cui esso è soggetto. Gli esempi riguarderanno in particolare il caso di sistemi di generazione distribuita e microreto. 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. Delfino, F., et al., Microgrid Design and Operation: Toward Smart Energy in Cities, Artech House power engineering series, 2018
2. Bracco, S., et al., “An Energy Management System for the Savona Campus Smart Polygeneration Microgrid,” IEEE Systems Journal, Vol. 99, 2015.
3. Bonfiglio, A., et al., “An Optimization Algorithm for the Operation Planning of the University of Genoa Smart Polygeneration Microgrid,” Proceedings of IREP 2013 Symposium-Bulk Power System Dynamics and Control–IX, Rethymnon, Greece, August 25−30, 2013
4. Bonfiglio, A., et al., “Definition and Experimental Validation of a Simplified Model for a Microgrid Thermal Network and Its Integration into Energy Management Systems,” Energies, Vol. 9, 2016, p. 914.
5. Bendato, I., et al., “A Real-Time Energy Management System for the Integration of Economical Aspects and System Operator Requirements: Definition and Validation,” Renewable Energy, Vol. 102, 2017, pp. 406–416