Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W001554] - SISTEMI DI ACCUMULO DELL'ENERGIA E LORO GESTIONESISTEMI DI ACCUMULO DELL'ENERGIA E LORO GESTIONE
Gabriele COMODI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM09] INGEGNERIA MECCANICA Master Degree (2 years) - [IM09] MECHANICAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2022-2023
Anno regolamentoAnno regolamento: 2021-2022
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: D - A scelta dello studente
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/09 - SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Lo studente deve aver frequentato, preferibilmente (non obbligatoriamente), il corso di “impianti di conversione energetica”

The student must have preferably (not mandatory) attended the course of “energy conversion systems”


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Il corso consiste in 48 ore di lezione così suddivise:
30 lezioni di teoria
8 di esercitazione
10 di laboratorio

The course consists of 48 hours of class lectures, divided as the following:
30 hours of theory
8 hours of exercises
10 hours of laboratory


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il corso fornisce una conoscenza approfondita dei principali sistemi di accumulo dell’energia nelle sue varie forme: elettrica, termica e frigorifera.

Il corso fornisce anche una conoscenza e comprensione approfondita del ruolo degli accumuli come tecnologie abilitante della transizione energetica e per l’utilizzo massiccio delle rinnovabili non programmabili (fotovoltaico, eolico e mini-idroelettrico in primis).

Per questo il corso fornisce anche una conoscenza approfondita delle strategie di gestione degli accumuli a seconda di: i) iloro utilizzo (nelle reti energetiche o presso gli utenti finali; abbinati ad impianti di conversione energetica con produzione programmabile e non); ii) dell’obiettivo preposto (massimizzazione utilizzo rinnovabili, massimo ritorno economico.)


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

Saper scegliere e dimensionare sistemi di accumulo di energia idonei alle diverse applicazioni;

Saper sviluppare una strategia di schedulazione della carica e della scarica a seconda dei diversi obiettivi posti (massimizzazione autoconsumo rinnovabili, massimizzazione del profitto economico);

Saper valutare l’applicazione di accumuli di energia innovativi non ancora in commercio ma studiati ad oggi a livello di concept

Saper sviluppare una strategia di schedulazione ottimale per soddisfare la domanda di energia da parte di un impianto integrato equipaggiato con: uno o più sistemi di conversione energetica e uno o più sistemi di accumulo dell’energia


Competenze trasversali.

La capacità di affrontare e risolvere problemi di progettazione e ottimizzazione contribuirà a sviluppare le capacità critiche dello studente nonché a formulare giudizi con autonomia.


Knowledge and Understanding.

The course provides an in-depth knowledge of the main storage systems for energy vectors: electricity, thermal and cooling energy.

The course also provides in-depth knowledge and understanding of the role of storage as an enabling energy transition technology and for the massive use of non-programmable renewables (photovoltaic, wind and mini-hydroelectric in the first place).

For this reason, the course also provides in-depth knowledge of storage management strategies according to: i) their use (in energy networks or at end users; combined with energy conversion systems with programmable and non-programmable production); ii) the final objective function (maximization of use renewable, maximum economic profit.)


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

At the end of the course the student will be able to:

1. Know how to select and size energy storage systems suitable for different applications;

2. Know how to develop a charging and discharging scheduling strategy according to the various objectives set (maximizing renewable self-consumption, maximizing economic profit);

3. Knowing how to evaluate the application of innovative energy storage not yet on the market but to date investigated by scientific community at the concept level

4. Know how to develop an optimal scheduling strategy to meet the energy demand from an integrated system equipped with: one or more energy conversion and one or more energy storage systems


Transversal Skills.

The ability to face and solve design and optimization problems will help develop the student's critical skills as well as make judgments independently.



PROGRAMMA PROGRAM

Introduzione: tipologie di sistemi di accumulo e loro ruolo nel nuovo contesto di transizione energetica;

Sistemi di accumulo termici: sistemi a calore sensibile; sistemi a cambiamento di fase

Sistemi di accumulo elettrici: batterie;

Sistemi di accumulo meccanici: CAES, LAES, volani

Power-to-hydrogen: elettrolizzatori, fuel cells

Power-to-X

Aggregatori e virtual power plants

Esercitazioni su dimensionamento e scelta di sistemi di accumulo

Algoritmi di gestione e programmazione

Introduzione: tipologie di sistemi di accumulo e loro ruolo nel nuovo contesto di transizione energetica;

Sistemi di accumulo termici: sistemi a calore sensibile; sistemi a cambiamento di fase

Sistemi di accumulo elettrici: batterie;

Sistemi di accumulo meccanici: CAES, LAES, volani

Power-to-hydrogen: elettrolizzatori, fuel cells

Power-to-X

Aggregatori e virtual power plants

Esercitazioni su dimensionamento e scelta di sistemi di accumulo

Algoritmi di gestione e programmazione

Introduction: types of storage systems and their role in the new context of energy transition;

Thermal storage systems: sensible heat themal energy sorage; phase change materials

Electric storage systems: batteries;

Mechanical storage systems: CAES, LAES, flywheels

Power-to-hydrogen: electrolysers, fuel cells

Power-to-X

Aggregators and virtual power plants

Exercises on sizing and choice of storage systems

Management and scheduling algorithms


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L'esame consiste in una prova scritta ed in una discussione orale per la conferma del voto ottenuto allo scritto. La prova scritta consterà di uno o più esercizi e di una o più domande di teoria. In casi particolari (per esempio studenti portatori di handicap con difficoltà a scrivere o studenti stranieri) l'esame potrà consistere in una prova orale.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per ciascuna domanda della prova scritta verranno valutate: 1) la correttezza numerica e metodologica nello svolgimento dell’esercizio; 2) la pertinenza della risposta con l'oggetto della domanda; 3) la completezza e l'esaustività della risposta in riferimento alla domanda; 4) la padronanza dei concetti e della terminologia ingegneristica; 5) la chiarezza espositiva


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Il voto sarà assegnato in trentesimi, con possibilità di lode. La votazione minima per passare l’esame è 18/30.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Per superare l’esame lo studente deve dimostrare di avere una buona conoscenza della materia: dei principali sistemi di accumulo dell’energia; della loro applicazione nelle reti energetiche e negli usi finali; delle principali tecniche di programmazione e di gestione. Deve inoltre dimostrare di saper applicare le conoscenze teoriche acquisite. La lode verrà assegnata agli studenti che sapranno dimostrare ottima padronanza di linguaggio, capacità di esposizione scritta o orale, un utilizzo appropriato della terminologia ingegneristica.


Learning Evaluation Methods.

The final exam consists in a written examination and in an oral discussion to confirm the vote of the written examination.

The written examination will consist in one or more exercises and in one or more demands of theory. Disabled persons with difficulties in writing or foreign students can take an oral examination.


Learning Evaluation Criteria.

Following criteria are used for the evaluation of the answers: 1) numerical and methodological correctness in carrying out the exercise; 2) relevance with the question; 3) completeness; 4) correct use of engineering terminology; 5) clearness


Learning Measurement Criteria.

The final vote will be assigned with a score in the scale of 30, with the opportunity to award a praise for the best students. Minimum vote to pass the exam is 18/30. a vote ranging between 0-30


Final Mark Allocation Criteria.

To pass the exam, the student must demonstrate a good knowledge of the subject: the main energy storage systems; their application in energy networks and final uses; the main programming and management techniques. He must also demonstrate that he can apply the theoretical knowledge acquired. Honors will be awarded to students who will be able to demonstrate excellent command of language, written or oral presentation skills, an appropriate use of engineering terminology.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Appunti e slides delle lezioni (https://learn.univpm.it);

slides of the lectures (https://learn.univpm.it);


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2022-2023
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2022-2023

 


Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427