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 vengono 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. Gli studenti acquisiranno le competenze per simulare il funzionamento di impianti di generazione elettrica e termica, in condizioni di funzionamento sia off-design (ai carichi parziali) che in transitorio, e di reti elettriche, attraverso l'utilizzo di software di calcolo dedicati. Inoltre, essi acquisiranno le competenze per 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 infrastrutture per la ricarica intelligente di veicoli elettrici.

PREREQUISITI

Conoscenze sugli impianti di produzione dell'energia.

Conoscenze 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, Matpower, Simulink, Simscape, Yalmip, HomerPro, Recon).

PROGRAMMA/CONTENUTO

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

- sviluppo di modelli matematici 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 e reti elettriche di distribuzione

- 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

- mobilità elettrica (veicoli elettrici ed infrastrutture di ricarica, tecnologie vehicle-to-grid V2G, vehicle-to-building V2B e vehicle-to-home V2H, 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, edifici prosumer dotati di logiche di demand response, comunità energetiche e hub di ricarica di veicoli elettrici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense e materiale fornito dal docente.

Libri consigliati dal docente.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/10170

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 durante la quale allo studente è richiesto di rispondere 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 certificazioni valide per Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all'inizio dell'insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell'insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. I contatti del docente e referente di Scuola per la disabilità sono disponibili al seguente link:

https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita

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.