PRESENTAZIONE

L'insegnamento fornisce le conoscenze per lo sviluppo di modelli di simulazione e ottimizzazione di sistemi energetici ed elettrici complessi: impianti di generazione di energia elettrica e termica, sistemi di accumulo a batterie, microreti e nanoreti poligenerative, hub di ricarica di veicoli elettrici, comunità energetiche, edifici prosumer. I modelli matematici saranno sviluppati in aula ed implementati avvalendosi di strumenti informatici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le competenze teoriche e metodologiche necessarie per lo sviluppo di modelli di simulazione e ottimizzazione dei sistemi energetici ed elettrici complessi. Il corso si propone di fornire agli studenti le capacità di modellare diverse tecnologie di generazione ed accumulo di energia in condizioni operative fuori progetto e transitorie, attraverso l'uso di software dedicati, e di sviluppare modelli matematici di ottimizzazione per la progettazione e la gestione di comunità energetiche, microreti, nanoreti e infrastrutture di ricarica intelligente per veicoli elettrici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'obiettivo principale dell'insegnamento è quello di consentire agli studenti di acquisire competenze nello sviluppo di modelli di ottimizzazione e di simulazione di sistemi per la produzione, distribuzione e stoccaggio di energia, con un'attenzione particolare al settore delle smart grids/microgrids/nanogrids, delle comunità energetiche e della mobilità elettrica. Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito competenze nel simulare il funzionamento di impianti di generazione elettrica e termica, in condizioni di funzionamento sia off-design (ai carichi parziali) che in transitorio, attraverso l'utilizzo di software di calcolo dedicati. Inoltre, essi acquisiranno competenze anche nello sviluppare modelli per la progettazione (Optimal Design) e la gestione operativa (Energy Management Systems) di sistemi di generazione distribuita e smart grids/microgrids/nanogrids, comunità energetiche e sistemi di mobilità elettrica.

PREREQUISITI

Conoscenze sugli impianti di produzione dell'energia.

Conoscenze di elettrotecnica, di sistemi elettrici e sistemi energetici.

Conoscenze di analisi matematica e teoria dei sistemi.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni teoriche ed applicative. Forte interazione tra studenti e docente durante le lezioni.

Esercitazioni al calcolatore (con utilizzo di Matlab, Simulink, Simscape, Yalmip, HomerPro, HomerGrid, Recon).

PROGRAMMA/CONTENUTO

All'interno dell'insegnamento verranno affrontate le seguenti tematiche:

- sviluppo di modelli stazionari e dinamici per la simulazione del funzionamento in off-design (carichi parziali) e in transitorio di componenti di impianto e/o impianti di generazione di energia

- sviluppo di modelli di simulazione di circuiti elettrici

- smart grids/microgrids/nanogrids: aspetti tecnologici ed economici, la Smart Polygeneration Microgrid del Campus di Savona

- modellistica di sistemi di accumulo di energia elettrica, impianti cogenerativi e trigenerativi, impianti alimentati a fonte rinnovabile

- sistemi di mobilità elettrica (veicoli elettrici ed infrastrutture di ricarica, tecnologie vehicle-to-grid V2G e vehicle-to-building V2B, Smart Charging di veicoli elettrici)

- sviluppo di modelli di ottimizzazione per la progettazione, pianificazione e gestione di sistemi di generazione distribuita, smart grids/microgrids/nanogrids e comunità energetiche

- sviluppo di Energy Management Systems per smart grids/microgrids/nanogrids e comunità energetiche

- tecnologie per la Smart City: smart buildings connessi a smart microgrids, e-mobility, demand response

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense e materiale fornito dal docente.

Libri consigliati dal docente.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/10170/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste nella presentazione di un elaborato scritto riguardante un modello di ottimizzazione o di simulazione sviluppato dallo studente (eventualmente anche in gruppo con altri studenti) e in una prova orale consistente nella risposta a domande teoriche e/o alla risoluzione di esercizi numerici.

La valutazione positiva dell'elaborato scritto permette di sostenere la prova orale.

Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Verifica dell'acquisizione delle conoscenze teoriche e delle metodologie pratiche indispensabili per lo sviluppo di modelli di ottimizzazione e di simulazione di sistemi di generazione distribuita, microreti, comunità energetiche e sistemi di mobilità elettrica.

ALTRE INFORMAZIONI

Per seguire le lezioni è necessario che gli studenti abbiano installato il software Matlab/Simulink/Simscape sul proprio computer.