Programmi e Insegnamenti

 

70/LM-0052 - IMPIANTI DI PRODUZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
EMILIO ​GHIANI (Tit.)
FABRIZIO GIULIO LUCA ​PILO
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento
ITALIANO​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/82] ​ ​INGEGNERIA ELETTRICA [82/00 - Ord. 2010] ​ ​PERCORSO COMUNE990
[70/84] ​ ​INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2018] ​ ​PERCORSO COMUNE990
Obiettivi

- Conoscenza e comprensione:
Conoscenza approfondita e comprensione degli aspetti teorici e applicativi fondamentali sui sistemi di produzione dell'energia elettrica e la loro gestione dal punto di vista dei produttori e degli operatori del sistema elettrico.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Capacita di progettare un impianto di produzione di energia da fonti rinnovabili e della connessione alla rete elettrica, oltre a saper valutare i ricavi della vendita dell'energia prodotta.
- Autonomia di giudizio:
Capacita di valutare il corretto funzionamento di impianto di produzione di energia da fonti rinnovabili, capacita di interagire come operatore nel mercato elettrico italiano.
- Abilità comunicative:
Capacita di comunicare le informazioni tecniche in forma sia orale che scritta. Capacita di discutere problemi e soluzioni con interlocutori specialisti e non specialisti.
- Capacità di apprendimento:
Capacita di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione di bibliografia tecnica e scientifica, manuali di costruttori, norme tecniche e di legge.

Prerequisiti

Impianti Elettrici, Distribuzione e Utilizzazione dell’Energia, Sistemi Elettrici per l’Energia

Contenuti

- Generalità sugli impianti di produzione dell’energia elettrica
Centrali Termoelettriche e Idroelettriche. Modelli dinamici dei diversi tipi di centrale per la definizione dei regolatori della frequenza del sistema elettrico e delle potenze attive erogate dai gruppi di produzione. Circuiti elettrici e ausiliari delle centrali.
- Coordinamento economico della produzione
Economic Dispatching e Hydro-Thermal Coordination. Calcolo dei Flussi di Potenza. Metodi di Ottimizzazione dei Sistemi Elettrici: metodo di Lagrange, Karush-Kuhn-Tucker, Gradiente, Ottimizzazione Dinamica, altri.
- Mercato Elettrico
Evoluzione storica dell'industria elettrica in ltalia. La liberalizzazione del mercato dell'energia elettrica. Concetti di economia delle imprese e mercati, curve di domanda e offerta, elasticità, costi fissi, variabili e marginali, Social Welfare. Modelli di mercato elettrico in Italia e nel mondo (Spot Markets, Forward Markets, Real Time Markets). Mercato centralizzato a doppia asta. Impatto dei vincoli e congestioni della rete di trasmissione sul prezzo dell'energia. Prezzi zonali e prezzo unico nazionale. Dispacciamento delle Fonti Rinnovabili e impatto sul prezzo dell’energia. Mercato Elettrico Italiano. MGP, MI, MSD. Esercitazioni pratiche con zone di mercato.
- Impianti a fonti rinnovabili: Generazione distribuita, reti attive e microreti energetiche
Impianti a fonti energetiche rinnovabili (FER) di grande taglia e per GD.
Impianti Fotovoltaici: calcolo della potenza producibile, norme UNI e database ENEA/PVGIS. Dimensionamento Tecnico componenti dell’impianto fotovoltaico, accoppiamento Stringhe Inverter. Dimensionamento elettrico cavi, interruttori e trasformatori. Esempi di dimensionamento.
Impianti Eolici: calcolo della potenza producibile, analisi statistica del vento in un determinato sito, funzioni di distribuzione di probabilità, curve di Weibull, velocita media e velocità cubica media. Aspetti di progetto tecnico ambientali (rumore, impatto sulla flora e fauna, vincoli regionali e comunali), caratteristiche aerogeneratori Asincrono, DFIG, Direct Drive. Regolazioni di passo e imbardata. Curva di potenza e regolazioni, sistemi di frenatura. Esempi di dimensionamento.
Impianti Idroelettrici: analisi topografica e idrologica, calcolo della potenza producibile mediante applicazione del principio di Bernoulli, cavitazione, potenza di concessione. Componenti dell’impianto e dimensionamento. Impianti idroelettrici su canali e in acquedotti. Esempi di dimensionamento.
Analisi Tecnico Economica per la valutazione del tempo di ritorno dell’investimento per impianti a FER. Connessione dell’impianto di produzione alla rete di trasmissione in alta tensione. Impatto sulla rete e gestione attiva, smart grids. Dimensionamento di una Microrete Energetica con sistemi di Accumulo con il software HOMER. Norme CEI 0-16 e CEI 0-21. Norme del GSE e dell’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas e il Sistema Idrico AEEGSI.
- Esercitazione
Progettazione elettrica di un impianto di produzione alimentato da fonti rinnovabili (Eolico, Fotovoltaico). Sviluppo di elaborati progettuali mediante uso di software CAD e per il dimensionamento elettrico professionale

Contenuti

- Generalità sugli impianti di produzione dell’energia elettrica
Centrali Termoelettriche e Idroelettriche. Modelli dinamici dei diversi tipi di centrale per la definizione dei regolatori della frequenza del sistema elettrico e delle potenze attive erogate dai gruppi di produzione. Circuiti elettrici e ausiliari delle centrali.
- Coordinamento economico della produzione
Economic Dispatching e Hydro-Thermal Coordination. Calcolo dei Flussi di Potenza. Metodi di Ottimizzazione dei Sistemi Elettrici: metodo di Lagrange, Karush-Kuhn-Tucker, Gradiente, Ottimizzazione Dinamica, altri.
- Mercato Elettrico
Evoluzione storica dell'industria elettrica in ltalia. La liberalizzazione del mercato dell'energia elettrica. Concetti di economia delle imprese e mercati, curve di domanda e offerta, elasticità, costi fissi, variabili e marginali, Social Welfare. Modelli di mercato elettrico in Italia e nel mondo (Spot Markets, Forward Markets, Real Time Markets). Mercato centralizzato a doppia asta. Impatto dei vincoli e congestioni della rete di trasmissione sul prezzo dell'energia. Prezzi zonali e prezzo unico nazionale. Dispacciamento delle Fonti Rinnovabili e impatto sul prezzo dell’energia. Mercato Elettrico Italiano. MGP, MI, MSD. Esercitazioni pratiche con zone di mercato.
- Impianti a fonti rinnovabili: Generazione distribuita, reti attive e microreti energetiche
Impianti a fonti energetiche rinnovabili (FER) di grande taglia e per GD.
Impianti Fotovoltaici: calcolo della potenza producibile, norme UNI e database ENEA/PVGIS. Dimensionamento Tecnico componenti dell’impianto fotovoltaico, accoppiamento Stringhe Inverter. Dimensionamento elettrico cavi, interruttori e trasformatori. Esempi di dimensionamento.
Impianti Eolici: calcolo della potenza producibile, analisi statistica del vento in un determinato sito, funzioni di distribuzione di probabilità, curve di Weibull, velocita media e velocità cubica media. Aspetti di progetto tecnico ambientali (rumore, impatto sulla flora e fauna, vincoli regionali e comunali), caratteristiche aerogeneratori Asincrono, DFIG, Direct Drive. Regolazioni di passo e imbardata. Curva di potenza e regolazioni, sistemi di frenatura. Esempi di dimensionamento.
Impianti Idroelettrici: analisi topografica e idrologica, calcolo della potenza producibile mediante applicazione del principio di Bernoulli, cavitazione, potenza di concessione. Componenti dell’impianto e dimensionamento. Impianti idroelettrici su canali e in acquedotti. Esempi di dimensionamento.
Analisi Tecnico Economica per la valutazione del tempo di ritorno dell’investimento per impianti a FER. Connessione dell’impianto di produzione alla rete di trasmissione in alta tensione. Impatto sulla rete e gestione attiva, smart grids. Dimensionamento di una Microrete Energetica con sistemi di Accumulo con il software HOMER. Norme CEI 0-16 e CEI 0-21. Norme del GSE e dell’Autorità per l’Energia Elettrica il Gas e il Sistema Idrico AEEGSI.
- Esercitazione
Progettazione elettrica di un impianto di produzione alimentato da fonti rinnovabili (Eolico, Fotovoltaico). Sviluppo di elaborati progettuali mediante uso di software CAD e per il dimensionamento elettrico professionale

Metodi Didattici

Lezioni frontali tradizionali e con l’ausilio di strumenti multimediali.
Visite guidate presso impianti di produzione di energia elettrica.
Sviluppo di esercitazioni pratiche al calcolatore.

Metodi Didattici

Lezioni frontali tradizionali e con l’ausilio di strumenti multimediali.
Visite guidate presso impianti di produzione di energia elettrica.
Sviluppo di esercitazioni pratiche al calcolatore sui software per dimensionamento di impianti elettrici.

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta e orale.
Esercitazione di progetto.
Per superare l'esame, riportare quindi un voto non inferiore a 18/30, lo studente deve dimostrare di
aver acquisito una conoscenza sufficiente di tutti gli argomenti presentati a lezione, e sviluppare in modo soddisfacente l'esercitazione di progetto.
Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito
una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, nonché sviluppare in modo eccellente l'esercitazione di progetto.

Testi

R. Caldon, F. Bignucolo: Impianti di produzione dell’energia elettrica. Criteri di scelta e dimensionamento. Esculapio. I Ed.2018
N. Faletti - P. Chizzolini: Trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Vol. I e II. Ed. Pàtron
F. Iliceto: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron
C. Genesio - E. Volta: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron
C. L. Wadhwa: Electrical Power Systems. Ed. J. Wiley & Sons
A. J. Wood, B. Wollenberg, “Power Generation, operation and control”, Pergamon Press, 1993
N. Jenkins et al., “Embedded Generation”, IEE press, 2000
H. Lee Willis, W. G. Scott, “Distributed power generation”, Marcel Dekker, 2000.
D. Kirshen, G. Strbac, “Power System Economics”, Wiley, 2004
Manuali dei costruttori
Dispense e materiale didattico del docente

Altre Informazioni

Slide lezioni, esercitazioni con traccia della soluzione, testi di esame, accesso alle norme CEI e risorse internet dai siti degli operatori del sistema elettrico nazionale.

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

Nascondi la toolbar