Obiettivi Formativi

Fornire una conoscenza generale sui sistemi di generazione di energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili (FER) con particolare approfondimento sui sistemi eolici e fotovoltaici, sul loro funzionamento e sulle molteplici interazioni esistenti col sistema elettrico. Sviluppare la capacità di applicare le nozioni apprese a problemi ingegneristici specifici, stimolando la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi legati alla producibilità di generatori da FER utilizzando metodi analitici, grafici e di simulazione numerica, fornendo inoltre le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica. Sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di analisi critica dei risultati di elaborazioni analitiche o simulazioni, e la capacità di svolgere ricerche bibliografiche. Sviluppare la capacità comunicativa con linguaggio tecnico appropriato, la capacità di interagire con esperti del settore e la capacità di comunicare le proprie conoscenze anche a interlocutori non specialisti. Far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento autonomo delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche del settore delle energie rinnovabili.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni in laboratorio, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Prerequisiti

Basi teoriche di elettrotecnica.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale. La prova orale è incentrata sugli argomenti trattati durante il corso. Essa ha il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico e indi valutare le facoltà logico-deduttive acquisite dallo studente. Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta durante la prova orale.

Programma del Corso

-INTRODUZIONE: Le energie rinnovabili. Produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. La rete di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Il mercato elettrico. Sistemi di accumulo dell'energia elettrica. Meccanismi di incentivazione. Smart e micro grid. -IMPIANTI EOLICI: Componenti di un aerogeneratore e dispositivi di controllo. Alternatori. Convertitori Statici di Potenza. Trasformatori. Turbine eoliche a velocità costante ed a velocità variabile. Controllo della velocità e della potenza generata. Effetti sulla rete elettrica. Schemi di controllo. Analisi di producibilità. Criteri di progettazione. -IMPIANTI FOTOVOLTAICI: Radiazione diretta, diffusa, riflessa e totale. Stima della radiazione media. Funzionamento di una cella fotovoltaica. Tipi di celle fotovoltaiche. Rendimento. Punto di massima potenza. Influenza dell'irraggiamento e della temperatura. Moduli, stringhe e campi fotovoltaici. Connessione in serie ed in parallelo. Struttura degli impianti fotovoltaici: inverter centralizzato, convertitore di stringa, moduli AC e moduli DC. Inverter: struttura a singolo e doppio stadio, con o senza trasformatore di isolamento. Filtri. Protezione contro sovracorrenti, sovratensioni e per contatti diretti e indiretti. Impianti grid-connected e ad isola. Rendimento. Valutazione della producibilità. Schemi di impianto. Criteri di progettazione. -IMPIANTO MINI E MICRO-IDROELETTRICI: Tipi di turbine. Curve di rendimento. Tipologie di impianto. Analisi di producibilità. Criteri di progettazione. -IMPIANTI DI GENERAZIONE CHE SFRUTTANO LE CORRENTI MARINE E LE MAREE E L’ENERGIA DELLE ONDE: Tipologie di impianto.