Il corso si propone di introdurre gli aspetti ingegneristici dei diversi sistemi di accumulo dell'energia (Energy Storage Systems, ESS) per i sistemi elettrici, con particolare enfasi sui sistemi di accumulo elettrochimico dell'energia (Electrochemical Energy Storage Systems, EESS).
Prerequisiti
Nessuno
Metodi didattici
Lezioni frontali alla lavagna, supportate da materiale multimediale. Le presentazioni PowerPoint sono rese disponibili agli studenti. Kiro è utilizzato per lo scambio di informazioni e di ulteriore materiale didattico. 14 lezioni di due ore ciascuna, con esperienze di laboratorio virtuale presso EESCoLab.
Verifica Apprendimento
L'esame è orale e consiste in due o tre domande aperte sugli argomenti previsti dal programma del corso, trattati durante le lezioni.
Testi
Materiale didattico: le slide messe a disposizione degli studenti coprono integralmente tutti gli argomenti richiesti ai fini dell'esame.
Contenuti
Accumulo di energia stazionario e mobile (ES) nel contesto della transizione energetica (direttive internazionali e comunitarie per la mitigazione dei cambiamenti climatici). Sviluppi futuri e sistemi di accumulo di energia a lunga durata (LDES). Tecnologie di accumulo dell'energia elettrica: impianti idroelettrici di pompaggio, accumulo ad aria compressa, accumulo termico, accumulo cinetico, accumulo magnetico superconduttivo, accumulo elettrostatico, accumulo elettrochimico. Confronti tecnico-economici. Aspetti ingegneristici dei sistemi di accumulo elettrochimico dell'energia (EESS): • Batterie chiuse (CB): batterie ricaricabili pre-litio, al litio e post-litio; • Batterie a flusso (FB): a base di vanadio, a base di bromo, a base di altri metalli ed elettroliti organici; • Idrogeno e celle a combustibile (HFC): elettrolizzatori, gestione dell'idrogeno, celle a combustibile, sistemi integrati e rigenerativi. Integrazione dei sistemi di accumulo elettrochimico: sistemi ausiliari d'impianto (Balance of Plant, BOP). Modelli numerici a parametri concentrati e modelli multifisici. Sistemi di gestione delle batterie (BMS): controllo, ottimizzazione e protezione. Tecniche diagnostiche: stato di carica (SOC), spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS), stato di salute (SOH). Fine vita (EOL), rigenerazione e riutilizzo in seconda vita.
Lingua Insegnamento
INGLESE
Altre informazioni
Testi di riferimento: Tecnologia delle Celle a Combustibile. Dispensa per la Scuola Nazionale di Elettrotecnica, Guarnieri M. "G. Gasparini", 2008." Capitoli selezionati da: L. Cabeza et al. (a cura di), Encyclopedia of Energy Storage, Elsevier, 2022.
