Insegnamento

Gestione reti di produzione e distribuzione dell'energia

Docente
Prof. Santiangeli Adriano

Settore scientifico Disciplinare

ING-IND/35

CFU

6

Descrizione dell'insegnamento

Il corso di “Gestioni reti di produzione e distribuzione dell’energia” si propone di trasmettere allo studente “l’immagine” di una rete energetica nella sua interezza e complessità. Partendo da necessarie nozioni di base sia sui sistemi energetici che sui vettori energetici, che consentano di acquisire concetti e terminologie fondamentali, il corso affronta la questione delle reti elettriche.
Il corso si può considerare articolato fondamentalmente in quattro parti: una prima parte incentrata sui sistemi energetici (definizione e struttura); una seconda sui vettori energetici con la loro definizione e l’indicazione delle loro principali caratteristiche e con un’analisi dei principali (combustibili fossili: petrolio e suoi derivati, gas naturale e carbone; combustibili rinnovabili: biodiesel, etanolo, metanolo, syngas da gassificazione biomasse, biogas da fermentazione e digestione biomasse; l’energia elettrica; l’idrogeno); una terza sul mercato elettrico (dalle origini alle sue evoluzioni) con l’analisi dei principali sistemi di produzione energetica, l’attenzione ai problemi dell’ambiente ed alle politiche per una maggiore efficienza energetica; una quarta e ultima parte sulle smart grids (dalla loro ideazione e definizione alle principali caratteristiche che la identificano). In questo modo lo studente è “accompagnato” nel passaggio dai sistemi tradizionali ai nuovi e sempre più “imprescindibili” sistemi di reti elettriche intelligenti che, grazie alle sempre più diffusa penetrazione di nuove tecnologie di generazione e di trasporto di energia elettrica da fonti rinnovabili, reciteranno un ruolo da protagonista negli assetti energetici futuri.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)

Il corso di “Gestioni reti di produzione e distribuzione dell’energia” ha la finalità di fornire allo studente tutte quelle nozioni di base, tecniche, metodologiche e normative, che consentano un approccio sistematico alla materia della gestione delle reti di produzione e distribuzione dell’energia.
Le principali conoscenze (Descrittore di Dublino 1) acquisite riguardano essenzialmente i concetti chiave dei sistemi energetici, le caratteristiche dei sistemi di trasporto e di stoccaggio dell’elettricità, la conoscenza dei parametri di determinazione del vettore o del mix di vettori energeticamente più idonei per un determinato sistema energetico; la conoscenza delle dinamiche della nascita del mercato elettrico e del suo sviluppo comprese le soluzione e le connesse
problematiche del nucleare, la coscienza della fondamentale importanza di politiche di efficienza energetica e dell’attenzione all’ambiente. Passando dai monopoli alla liberalizzazione ed alle motivazioni di un sentito e funzionale rinnovamento delle reti elettriche, fino a quelle intelligenti.
Le principali abilità acquisite (capacità di applicare le conoscenze acquisite, Descrittore di Dublino 2) trovano la loro efficacia nel fatto che gli studenti avranno le capacità di saper riconoscere da un lato e gestire dall’altro un sistema energetico, in tutte le sue componenti, sapendo condurre analisi comparate di diversi sistemi di gestione e potendo evidenziare l’importanza di specifiche caratteristiche delle reti considerabili ormai irrinunciabili (caratteristiche delle smart grids: Flessibili, Accessibili, Affidabili, Convenienti).
La verifica della capacità di apprendimento verrà effettuata tramite le prove d’esame, nonché sulla base delle discussioni tenute nell’ambito delle aule virtuali riguardanti gli esercizi svolti dal docente.
L’Aula virtuale è ideata e realizzata in doppia modalità, prevedendo sia la fruizione in presenza sia in streaming per gli studenti collegati in modalità telematica, con discussione finale. L’Aula virtuale ha lo scopo di affiancare e supportare lo studente con una interazione diretta con lo stesso atta a fornirgli un’ulteriore possibilità per poter fugare ogni dubbio e incertezze dovesse emergere di volta in volta.
Quest’ultima si svolge nelle due ore come una esercitazione/ricevimento frontale.

Prerequisiti

Non sono richiesti requisiti specifici.

Contenuti dell'insegnamento

Prima Parte

  • I Sistemi Energetici (definizione, dimensione, struttura)
  • Le risorse energetiche (non rinnovabili, rinnovabili)
  • Cenni su Processi e le tecnologie per la trasformazione e la conversione
  • Cenni su Processi e tecnologie per il trasporto e lo stoccaggio dell’energia
Seconda Parte
  • I vettori energetici (definizione, caratterizzazione)
  • Analisi dei principali vettori energetici (fossili, rinnovabili, elettricità, idrogeno, fluidi termovettori, trasmissione meccanica, fluidi pressovettori, energia radiante)
Terza Parte
  • Mercato elettrico (le origini, nel dopoguerra)
  • Le reti elettriche (l’evoluzione delle reti elettriche, gli impianti di generazione di tipo tradizionale, l’energia Nucleare, l’energia da fonti rinnovabili, lo sfruttamento dell’idrogeno)
  • La salvaguardia dell'ambiente (gli effetti sul territorio degli impianti elettrici)
  • L’efficienza energetica e le politiche per una maggiore efficienza energetica
  • Il processo di liberalizzazione del mercato elettrico
Quarta Parte
  • Il rinnovamento delle reti elettriche (la politica energetica, una visione condivisa)
  • L’origine delle reti intelligenti (il soddisfacimento dei bisogni, la gamma di attori coinvolti)
  • Le reti intelligenti
  • La Piattaforma Tecnologica Europea
  • La necessita della cooperazione (le reti sul modello di Internet, la gestione attiva della rete elettrica, elementi chiave in una strategia flessibile

Attività didattiche

Le attività didattiche si articolano in didattica erogativa e didattica interattiva.
Per quanto riguarda la didattica erogativa, l'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 ore di videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in formato .pdf. Le 19 videolezioni riguardano in particolare sia argomenti di teoria sia applicazioni pratiche. Queste ultime, mediante le apposite video esercitazioni fornite, consentono allo studente di ampliare e testare il proprio bagaglio teorico-pratico e altresì di aumentare la capacità di misurare le competenze acquisite, cosa che è fondamentale per lo studente di Ingegneria.
È di centrale importanza per lo studente migliorare la capacità di analisi e di sintesi che si sviluppa durante il corso, sia mediante la teoria che con la pratica.
Per quanto riguarda la didattica interattiva, l’'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Sono a tal proposito previste aule virtuali di due ore che consentono una interazione sincrona con lo studente. In particolare, il docente con le aule virtuali potrà rendicontare agli studenti, attraverso gli esami fatti, i test di verifica ed autovalutazione, quali sono i maggiori punti di sofferenza nella loro preparazione, per poter quindi intervenire su specifiche tematiche con ulteriori spiegazioni ed esercizi pratici.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame si svolge in forma scritta. La prova ha una durata di 90 minuti.
La prova è costituta fondamentalmente da cinque quesiti sugli argomenti svolti durante il corso, con risposta aperta (non a risposta multipla). Ogni quesito è conforme ai tre descrittori di Dublino.
Sono altresì previste prove di verifica e di autoverifica intermedie erogate in modalità distance learning che riguardano lo svolgimento di test di autoapprendimento.
Sebbene le prove di verifica e di autoverifica intermedie non contribuiscono alla formulazione del giudizio finale e non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d’esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004, esse sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuale. Infatti, la prova finale e le prove di verifica e di autoverifica intermedie consentono nel loro insieme di accertare la capacità di conoscenza e comprensione, la capacità di applicare le competenze acquisite, la capacità di esposizione, la capacità di apprendere e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.

Libri di testo

Il materiale didattico è disponibili on-line sul Virtual Campus ed è costituito da video lezioni e dispense. Per la preparazione completa dell’esame è sufficiente fare riferimento a tale materiale.
Per approfondimenti si può fare riferimento ai testi indicati nel programma:

  • Sustainablility Science vol. 2 no. 2 - Springer October 2007: «A “measurable” definition of sustainable development based on closed cycles of resources and its application to energy systems» Fabio Orecchini – Sustain Sci (2007) 2:245-252 – DOI 10.1007/s11625-007-0035-8
  • European Technology Platform SmartGrids - European Commission - EUR 22040 - Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2006 - ISBN 92-79-01414-5
  • Zorzoli G. Battista: “Il mercato elettrico. Dal monopolio alla concorrenza” 2005, Franco Muzzio Editore (collana Energie)

 

Ricevimento studenti

Previo appuntamento (a.santiangeli@unimarconi.it).