Il corso ha l’obiettivo di fornire una visione integrata dell’impatto della mobilità elettrica sulle reti elettriche, approfondendo sia gli aspetti tecnici che quelli economici e di controllo. Gli studenti acquisiranno competenze per analizzare il fabbisogno energetico derivante dall’elettrificazione dei trasporti, progettare soluzioni per la gestione intelligente della rete (Smart Grid, Microgrid, Virtual Power Plant) e valutare strategie di integrazione dei veicoli elettrici, incluse le tecnologie Vehicle-to-Grid e Vehicle-to-Ship. Verranno inoltre trattate le architetture di controllo digitale, il ruolo dei sistemi di accumulo e le soluzioni innovative per la connessione di utenti terzi all’infrastruttura pubblica.

Nessuno

Introduzione: Impatto della E-Mobility sulla rete elettrica
Esempio calcolo energia richiesta da EVs
Smart grid, microgrid e Virtual Power Plant
Business models
Sistemi digitali di controllo nelle microgrid
Controllo gerarchico nelle microgrid e
Gestione delle microgrid con presenza di accumuli
Connecting third party users to the public infrastructure
Dimensionamento accumuli a bordo
Vehicle-to-Ship

"Electric Vehicle Integration into Modern Power Networks", Rodrigo Garcia-Valle, João A. Peças Lopes, Springer, 2013
"Wireless Power Transfer Using Magnetic and Electric Resonance Coupling Techniques", Takehiro Imura, Springer, 2020
Slides mostrate a lezione e rese disponibili agli studenti

Introduzione: Impatto della E-Mobility sulla rete elettrica
Breve introduzione sulla necessità dell'elettrificazione del settore trasporti.
Descrizione generale dell'impatto dell'introduzione di EV su larga scala nella rete, tecniche per mitigarne l'impatto.
Particolarizzazione degli effetti della e-mobility su: generazione, trasmissione, distribuzione e utente finale.
Particolarizzazione delle tecniche per mitigare gli effetti della e-mobility sulla rete: ToU, V2G, pianificazione...

Esempio calcolo energia richiesta da EVs
Esempio metodologia stocastica di calcolo dell'impatto della E-Mobility sulla rete, considerando diversi scenari di diffusione degli EV e diverse strategie di ricarica.

Smart grid, microgrid e Virtual Power Plant
Definizioni di Smart grid, microgrid e Virtual Power Plant.
Struttura e funzioni di una microgrid.
Tipologie di controllo di un Virtual Power Plant.

Business models
Obbiettivi di funzionamento di una microgrid.
Accenni al mercato dell'energia e attori coinvolti nello stesso.
Sviluppo microgird.
Esempi di progetti pilota per l'integrazione nel mercato degli EV.

Sistemi digitali di controllo nelle microgrid
Struttura del controllo, ruolo delle reti di comunicazione, architettura di controllo (centralizzata, decentralizzata, distribuita)

Controllo gerarchico nelle microgrid e Panoramica sui sistemi di accumulo
Seconda parte della lezione sul controllo digitale nelle microgrid con focus sul controllo gerarchico (layer primario, secondario, terziario e centrale).
Tecnologie e usi sistemi di accumulo (nomenclatura e parametri fondamentali)

Gestione delle microgrid con presenza di accumuli
Modalità di interconnessione dei sistemi di accumulo con la rete di distribuzione. Controllo degli inverter per l'accumulo e approfondimento sul controllo in droop in reti in AC. Soluzioni ibride e loro vantaggi. Esempi di implementazioni.

Connecting third party users to the public infrastructure
Problematica delle congestioni sulle linee olandesi e possibili soluzioni per il recupero di energia dai trasporti pubblici (metro, trolleybus)

Dimensionamento accumuli a bordo
Metodologie per il dimensionamento degli accumuli a bordo. Esempio: vaporetto e grande nave all-electric

Vehicle-to-Ship
Esempio di soluzione Vehicle to Grid applicata al mondo delle navi, e in particolare ai traghetti all electric. Valutazioni tecno-economiche su diverse soluzioni per l’alimentazione di navi ro-ro e confronto usando i principali indicatori economici

Lezioni frontali

La verifica finale avviene tramite esame tradizionale costituito da un colloquio volto a verificare le conoscenze e la maturità raggiunte dal candidato nell’ambito degli argomenti dell’insegnamento.
La valutazione terrà conto della capacità dello studente di esporre in modo chiaro e circostanziato gli argomenti proposti dal docente.