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| Corso | Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-30 |
| Curriculum | GESTIONE ENERGETICA SOSTENIBILE |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2022/2023 |
| Corso | Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-30 |
| Curriculum | GESTIONE ENERGETICA SOSTENIBILE |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2022/2023 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-IND/32 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Secondo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative caratterizzanti |
| Docente | ROSARIO CARBONE |
| Obiettivi | Il corso è finalizzato al completamento delle conoscenze maturate nei corsi di Elettrotecnica e di Elettronica, con l’apprendimento di nozioni sui dispositivi elettronici di potenza e sulle configurazioni circuitali fondamentali per la conversione statica dell'energia elettrica, sia nella fase di utilizzazione che nella fase di generazione. I contenuti sono fortemente applicativi ed indirizzati alla comprensione del ruolo dell’elettronica di potenza nelle applicazioni elettriche moderne. Il superamento dell’esame dovrebbe garantire allo studente l’acquisizione della capacità di progettare semplici circuiti elettronici di potenza, per la conversione statica dell’energia in vari settori applicativi, quali quello della generazione fotovoltaica o dell’azionamento a velocità variabile di motori funzionanti in corrente continua o anche in corrente alternata. La prova d'esame consiste in una verifica scritta ed in una prova orale. A quest’ultima si può accedere anche nel caso di insufficienza della prova scritta, sia per accertare i motivi del mancato superamento della stessa sia per verificare se lo studente è comunque nelle condizioni di poter superare con esito positivo l’esame complessivo. La prova scritta è a domande aperte; si valutano le capacità critiche raggiunte dallo studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tale prova ha la durata massima di due ore e lo studente non può fare uso né di libri né di manuali. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta e in un colloquio sugli argomenti del programma del corso; in essa si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato, nonché la capacità di esposizione dei contenuti teorici che stanno alla base delle varie tipologie di esercizi presenti nella prova scritta. Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite; Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso. |
| Programma | Nella prima parte, vengono analizzate le caratteristiche peculiari dei dispositivi elettronici di potenza maggiormente diffusi nelle applicazioni di media e grande potenza: diodi di potenza, SCR, BJT, GTO, IGBT... E’ anche affrontato il problema della dissipazione di potenza in tali dispositivi e del dimensionamento dei relativi scambiatori di calore. Nella seconda parte, vengono presentate ed analizzate in dettaglio le principali configurazioni circuitali per la conversione statica dell’energia elettrica. In particolare vengono presi in esame i seguenti convertitori, anche denominati a commutazione naturale: Convertitori alternata/continua (raddrizzatori): raddrizzatori a diodi a semplice e doppia semionda con trasformatore a presa centrale, a ponte monofase, trifase ed esafase; raddrizzatori controllati a tiristori monofasi e trifasi, anche nel funzionamento da inverter (convertitore alternata/continua); dual converter (a quattro quadranti) monofasi e trifasi. Nella terza parte, vengono presentati ed analizzati in dettaglio i convertitori (raddrizzatori ed inverter) denominati a commutazione forzata. In particolare vengono presi in esame i raddrizzatori monofasi e trifasi con controllo ad anticipo dello spegnimento, con controllo simmetrico, con controllo detto PWM, lineare e sinusoidale. Vengono altresì considerati gli inverter a tensione impresa con modulazione PWM sinusoidale. Nell’ultima parte, vengono presentati ed analizzati in dettaglio i convertitori continua/continua. In particolare è affrontato lo studio dei chopper, nella configurazione Buck converter, Boost converter e Buck-Boost converter. Lo studio affronta anche il problema del corretto dimensionamento dei filtri LC presenti in questi convertitori per il conseguimento delle specifiche desiderate, soprattutto in termini di stabilizzazione delle tensioni e delle correnti di carico. |
| Testi docente | Rashid: “Power Electronics: circuits, devices and applications”. Appunti dalle lezioni. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Corso | Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-30 |
| Curriculum | GESTIONE ENERGETICA SOSTENIBILE |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2022/2023 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-IND/33 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Secondo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative caratterizzanti |
| Erogazione | 1000349 IMPIANTI ELETTRICI UTILIZZATORI E FOTOVOLTAICI in Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28 LM-28 CARBONE ROSARIO |
| Docente | Rosario CARBONE |
| Obiettivi | Il corso, a carattere essenzialmente applicativo, analizza le questioni salienti della progettazione a norma ed in sicurezza degli impianti elettrici utilizzatori di media e di bassa tensione; le nozioni sono specificamente estese ed applicate agli impianti fotovoltaici per la generazione distribuita di energia elettrica dal sole. Vengono, preliminarmente, analizzate le questioni inerenti la costituzione degli impianti ed i criteri per la loro progettazione. Viene, quindi, affrontato il tema della pericolosità dei contatti elettrici per le persone. Successivamente, dopo aver posto attenzione alla classificazione degli impianti elettrici, vengono analizzati tutti gli apparati e le scelte progettuali idonee a garantire la protezione delle persone contro i predetti contatti elettrici pericolosi. Obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti le competenze sufficienti a dimensionare e sovrantintedere alla gestione ed alla manutenzione di impianti elettrici utilizzatori di media complessità. Il superamento dell’esame dovrebbe garantire allo studente l’acquisizione della capacità di dimensionare “a regola d’arte” un semplice impianto elettrico utilizzatore e a progettare la sicurezza delle persone contro i contatti elettrici pericolosi, anche in presenza di un impianto fotovoltaico di auto-produzione. MODALITA' DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE La prova d'esame consiste in una verifica scritta ed in una prova orale. A quest’ultima si può accedere anche nel caso di insufficienza della prova scritta, sia per accertare i motivi del mancato superamento della stessa sia per verificare se lo studente è comunque nelle condizioni di poter superare con esito positivo l’esame complessivo. L'esame scritto verterà su tre argomenti, scelti a caso e in modo personalizzato per ogni studente, tra i seguenti: 1. Costituzione delle reti di distribuzione per impianti elettrici utilizzatori e peculiarità dei diversi tipi di rete (10 pt); 2. Norme e criteri per il dimensionamento delle reti di distribuzione per impianti elettrici utilizzatori, con esempi applicativi (10 pt); 3. Ruolo, costituzione, funzionamento dei Sistemi di protezione delle linee elettriche in cavo contro con le sovracorrenti (10 pt); 4. Criteri di scelta dei sistemi di protezione delle linee elettriche contro le sovracorrenti di sovraccarico e di cortocircuito, con esempi applicativi (10 pt); 5. Leggi e norme tecniche per la sicurezza delle persone; pericolosità per l’uomo della corrente elettrica, della tensione elettrica e dei diversi tipi di contatti elettrici; messa in sicurezza delle persone contro i contatti diretti (10 pt); 6. Messa in sicurezza delle persone contro i contatti indiretti nei sistemi TT, TN e IT (10 pt). 7. Ruolo, costituzione, tipi e funzionamento degli impianti fotovoltaici (10 pt); 8. Criteri di dimensionamento e di protezione degli impianti fotovoltaici (10 pt); 9. La protezione delle persone nei vari tipi di impianti fotovoltaici integrati in un impianto elettrico utilizzatore (10 pt). La prova scritta è a domande aperte; si valutano le capacità critiche raggiunte dallo studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tale prova ha la durata massima di due ore e lo studente non può fare uso né di libri né di manuali. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta e in un colloquio sugli argomenti del programma del corso; in essa si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato, nonché la capacità di esposizione dei contenuti teorici che stanno alla base delle varie tipologie di esercizi presenti nella prova scritta. Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione: 30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti; 21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti; 18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite; Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso. |
| Programma | Generalità sulla costituzione di un tipico impianto elettrico utilizzatore di media e di bassa tensione. Criteri per la progettazione degli impianti elettrici utilizzatori. Generalità sulla generazione dell'energia elettrica e sulla generazione distribuita di energia elettrica dalle fonti rinnovabili. Costituzione degli impianti fotovoltaici per la generazione di energia elettrica in corrente alternata dal sole e criteri per la progettazione degli stessi. Analisi degli elementi costitutivi fondamentali dei predetti impianti anche in relazione alla loro funzione (generatori, trasformatori, linee e reti di distribuzione, sistemi di protezione contro le sovracorrenti e contro le sovratensioni, quadri di distribuzione, quadri di campo, inverter, protezioni, dispositivi di interfaccia, ...). Pericolosità della corrente elettrica. Dalle curve di pericolosità della corrente alle curve di pericolosità della tensione. Ambienti ordinari ed ambienti non ordinari. Classificazione degli impianti e criteri e modalità di collegamento a terra delle masse. Analisi della pericolosità dei contatti elettrici in caso di guasto, nelle diverse situazioni impiantistiche possibili (guasti nei sistemi TT, guasti nei sistemi TN sia lato BT che lato MT, guasti lato continua e lato alternata negli impianti fotovoltaici senza e con trasformatore di disaccoppiamento galvanico). Protezioni contro i contatti diretti. Protezione contro i contatti indiretti (nei sistemi di tipo TT, nei sistemi di tipo TN, nei sistemi di tipo IT e negli impianti fotovoltaici). Protezioni senza interruzione automatica del circuito guasto. Protezione mediante interruzione automatica del circuito guasto. Costituzione, funzionamento e caratteristiche peculiari del relè differenziale. Costituzione e dimensionamento dell'impianto di terra. Verifiche per la sicurezza degli impianti elettrici utilizzatori. |
| Testi docente | Appunti dalle lezioni. Norma CEI 64-8. V. Carrescia: “Fondamenti di sicurezza elettrica”. Edizioni TNE, Torino. Guida Blu n.15: Fotovoltaico. Edizioni TNE. Quaderno di applicazione tecnica n.10: Impianti Fotovoltaici. ABB. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
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