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 è progettato per fornire agli studenti le competenze teoriche e metodologiche necessarie per lo sviluppo di modelli di simulazione e ottimizzazione del sistema energetico. L'insegnamento mira a fornire agli studenti le capacità di modellare diverse tecnologie del sistema energetico in condizioni operative transitorie e fuori progetto, attraverso l'uso di software dedicati, e di sviluppare modelli matematici di ottimizzazione per la progettazione e il funzionamento di comunità energetiche, microreti, nanoreti e infrastrutture di ricarica intelligenti 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, DIgSILENT).

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/11917/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 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.

Si invitano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali a contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi. Si rammenta inoltre che la richiesta di misure compensative/dispensative per gli esami dovrà essere inviata, usando il modulo al seguente link
https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back ,
al docente del corso, al referente DIME (federico.scarpa@unige.it) e al settore (inclusione.studenti@info.unige.it) almeno 7 giorni lavorativi prima della prova, come da linee guida presenti al link https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi

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.