Programmi e Insegnamenti

 
Seleziona l'Anno Accademico:    2012/20132013/20142014/20152015/20162016/20172017/2018

IA/0011 - ENERGETICA ELETTRICA E VEICOLI ELETTRICI

Anno Accademico 2017/2018

Docente
ALFONSO DAMIANO (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/82]  INGEGNERIA ELETTRICA [82/00 - Ord. 2010]  PERCORSO COMUNE990
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE10100
Obiettivi

Il Corso si propone di analizzare le problematiche associate all'uso e alla produzione razionale dell'energia considerando gli aspetti tecnico economici, gestionali e ambientali con l’obiettivo di fornire gli strumenti per una corretta pianificazione energetica elettrica. A tal fine, viene dapprima sviluppata una analisi di contesto del sistema energetico e della sua evoluzione e successivamente vengono richiamate le nozioni di base e le configurazioni impiantistiche dei sistemi di produzione, trasmissione, distribuzione, trasformazione ed utilizzazione dell’energia elettrica con una specifica attenzione ai sistemi di mobilità elettrica.
In tale contesto vengono introdotti e analizzati i principi alla base del Energy Management mediante l'utilizzo di esempi applicativi.
Il corso prevede l’analisi di sistema con valutazioni di carattere tecnico economico dei principali componenti dei sistemi energetici elettrici, soprattutto in riferimento ai sistemi di conversione, gestione ed utilizzo dell’energia elettrica. In particolare, si analizzano le strutture di produzione dell’energia elettrica da fonte fossile e da fonte rinnovabile, valutandone gli effetti e le criticità tecniche ed economiche riportando le soluzioni proposte nella più recente letteratura tecnica. Tali valutazioni sono propedeutiche allo sviluppo delle attività di pianificazione energetica elettrica, che costituiscono il tema caratterizzante il corso. In tale contesto, saranno valutate i potenziali effetti dello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili e della diffusione dei veicoli elettrici e/o elettrici ibridi.
In particolare relativamente a al tema dei veicoli elettrici il corso si propone di far conoscere e comprendere i principi della meccanica della locomozione, il funzionamento dei propulsori termici, e degli azionamenti elettrici e dei suoi componenti fondamentali, la conversione dell'energia a bordo veicolo ed il funzionamento dei diversi schemi di propulsione dei veicoli. Inoltre intende fornire gli elementi di pianificazione dei sistemi di ricarica.
Conoscenza e capacità di comprensione :
Conoscenza e comprensione degli aspetti teorici e applicativi relativi ai processi di produzione, uso, conversione e pianificazione dell’energia elettrica.
Conoscenza e comprensione dei principi generali della meccanica della locomozione e delle strutture dei veicoli elettrici e ibridi con particolare attenzione alle classificazione e alla struttura dei sistemi di propulsione alla caratteristiche dei sistemi di ricarica e alla loro pianificazione.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Capacità di analizzare i sistemi energetici e i sistemi di mobilità elettrica ed i relativi strumenti di pianificazione.

Autonomia di giudizio:
Capacità di valutare correttamente le performance delle varie tipologie di sistemi energetici e di veicoli elettrici sulla base delle loro caratteristiche tecniche
Abilità comunicative:
Capacità di discutere, con interlocutori specialisti, sia delle problematiche inerenti il dispositivo (struttura) sotto esame sia delle possibili soluzioni da intraprendere
Capacità di apprendere:
Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione dei documenti tecnici e della bibliografia scientifica di settore

Obiettivi

Il Corso si propone di analizzare le problematiche associate all'uso e alla produzione razionale dell'energia considerando gli aspetti tecnico economici, gestionali e ambientali con l’obiettivo di fornire gli strumenti per una corretta pianificazione energetica elettrica. A tal fine, viene dapprima sviluppata una analisi di contesto del sistema energetico e della sua evoluzione e successivamente vengono richiamate le nozioni di base e le configurazioni impiantistiche dei sistemi di produzione, trasmissione, distribuzione, trasformazione ed utilizzazione dell’energia elettrica con una specifica attenzione ai sistemi di mobilità elettrica.
In tale contesto vengono introdotti e analizzati i principi alla base del Energy Management mediante l'utilizzo di esempi applicativi.
Il corso prevede l’analisi di sistema con valutazioni di carattere tecnico economico dei principali componenti dei sistemi energetici elettrici, soprattutto in riferimento ai sistemi di conversione, gestione ed utilizzo dell’energia elettrica. In particolare, si analizzano le strutture di produzione dell’energia elettrica da fonte fossile e da fonte rinnovabile, valutandone gli effetti e le criticità tecniche ed economiche riportando le soluzioni proposte nella più recente letteratura tecnica. Tali valutazioni sono propedeutiche allo sviluppo delle attività di pianificazione energetica elettrica, che costituiscono il tema caratterizzante il corso. In tale contesto, saranno valutate i potenziali effetti dello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili e della diffusione dei veicoli elettrici e/o elettrici ibridi.
In particolare relativamente a al tema dei veicoli elettrici il corso si propone di far conoscere e comprendere i principi della meccanica della locomozione, il funzionamento dei propulsori termici, e degli azionamenti elettrici e dei suoi componenti fondamentali, la conversione dell'energia a bordo veicolo ed il funzionamento dei diversi schemi di propulsione dei veicoli. Inoltre intende fornire gli elementi di pianificazione dei sistemi di ricarica.

Conoscenza e capacità di comprensione :
Conoscenza e comprensione degli aspetti teorici e applicativi relativi ai processi di produzione, uso, conversione e pianificazione dell’energia elettrica.
Conoscenza e comprensione dei principi generali della meccanica della locomozione e delle strutture dei veicoli elettrici e ibridi con particolare attenzione alle classificazione e alla struttura dei sistemi di propulsione alla caratteristiche dei sistemi di ricarica e alla loro pianificazione.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Capacità di analizzare i sistemi energetici e i sistemi di mobilità elettrica ed i relativi strumenti di pianificazione.

Autonomia di giudizio:
Capacità di valutare correttamente le performance delle varie tipologie di sistemi energetici e di veicoli elettrici sulla base delle loro caratteristiche tecniche
Abilità comunicative:
Capacità di discutere, con interlocutori specialisti, sia delle problematiche inerenti il dispositivo (struttura) sotto esame sia delle possibili soluzioni da intraprendere
Capacità di apprendere:
Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione dei documenti tecnici e della bibliografia scientifica di settore

Prerequisiti

Conoscenza degli argomenti svolti nei corsi di Analisi, Fisica, Elettrotecnica e Fisica Tecnica

Contenuti

Il modulo di Energetica Elettrica è caratterizzato dai seguenti contenuti: Le risorse energetiche per la produzione dell’energia elettrica e loro distribuzione e potenzialità. Produzione dell’energia elettrica con l’impiego di risorse rinnovabili e autoconsumo locale secondo i paradigmi delle microreti e delle reti intelligenti e loro integrazione con i sistemi combinati di generazione. Accumulo dell’energia (elettrochimica, potenziale, cinetica e termica).
Gestione ottimizzata dei flussi di potenza e dei carichi.
La pianificazione energetica elettrica. Bilanci energetici. Valutazione tecnico-economica degli investimenti in campo energetico.
Impostazione di studi di fattibilità. Metodi di valutazione di ritorno economico dell’investimento. Le ESCO.
Il modulo di Veicoli Elettrici è caratterizzato dai seguenti contenuti: cenni di meccanica della locomozione e principi di dinamica del veicolo. Cenni ai sistemi di propulsione endotermici. Struttura, configurazioni, componenti e caratteristiche tecniche dei veicoli elettrici. Veicoli elettrici Ibridi. Cenni di pianificazione della mobilità elettrica e paradigmi associati all’integrazione della mobilità elettrica con i sistemi energetici elettrici.

Metodi Didattici

Modulo di Energetica Elettrica
Le risorse per la produzione dell’energia elettrica e il fabbisogno energetico di utenze industriali, residenziali e del terziario avanzato. Richiami al mercato dell’energia. Analisi del sistema energetico elettrico e del mercato energetico elettrico italiano e regionale.
( 10 ore frontali )
Produzione dell’energia elettrica con l’impiego di risorse rinnovabili, accumulo dell’energia, microreti e autoconsumo anche con sistemi combinati di generazione.
( 10 ore frontali 5 ore esercitazioni)
Gestione ottimizzata dei flussi di potenza generata e dei carichi.
( 5 ore frontali 5 ore esercitazioni)
La pianificazione energetica elettrica. Bilanci energetici. Valutazione tecnico-economica degli investimenti in campo energetico.
( 10 ore frontali 2 ore esercitazioni)
Studi di fattibilità Energetici Elettrici. Metodi di valutazione di ritorno economico dell’investimento. Le ESCO.
.( 10 ore frontali 3 ore esercitazioni)
numero ore di lezione frontale: 45;
numero ore di esercitazione: 15.

Modulo di Veicoli Elettrici

Introduzione ai veicoli elettrici: motivazioni, obiettivi, opportunità (2 ore frontali)
Principi di dinamica del veicolo: modello longitudinale; forze resistenti; prestazioni del veicolo; modalità di funzionamento; cicli di guida, stima dei consumi e caratteristiche di un sistema di propulsione (6 ore frontali)
Cenni sui sistemi di propulsione termici: caratteristiche, mappe di efficienza, sistemi di trasmissione (2 ore frontali)
Veicoli elettrici: configurazioni; principali componenti, sistemi di accumulo, convertitori elettronici di potenza, macchine elettriche, sistemi di trasmissione; funzionamento, frenatura rigenerativa (8 ore frontali)
Veicoli elettrici ibridi: configurazioni, architetture, strategie di gestione e controllo (6 ore frontali)
Cenni di pianificazione della mobilità elettrica: sistemi di ricarica, problematiche e opportunità, vehicle-to-grid (4 ore frontali)
Esercitazioni numeriche su Matlab-Simulink: introduzione, software per la simulazione, modello longitudinale veicolo (2 ore esercitazioni), sistema di propulsione elettrico con mappe di efficienza (2 ore esercitazioni), sistema di propulsione elettrico con SimDrive (6 ore esercitazioni), cicli di guida, simulazioni e analisi dei risultati (2 ore esercitazioni)

numero ore di lezione frontale: 28;
numero ore di esercitazione: 12.

Verifica dell'apprendimento

Il corso prevede una prova di verifica orale basata sull'accertamento e verifica delle conoscenze impartite durante lo svolgimento delle lezioni frontali e delle esercitazioni.

Testi

G. Petrecca: "Industrial Energy Mamagement: Principles and Application
Ehsani, Gao, Emadi: Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cells Vehicles; CRC Press 2010
L. Guzzella and A. Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems: Introduction to Modeling and Optimization, 2 edizione. Berlin: Springer-Verlag, 2009.
[A. Emadi, Advanced Electric Drive Vehicles. CRC Press, 2015.

Altre Informazioni

Verranno utilizzati come supporto alla didattica presentazioni che verranno rese disponibili sul sito docente

credits unica.it | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy

Nascondi la toolbar