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Gruppi associati

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» Sistemi Elettrici per i Trasporti (SET)
» Sistemi elettrici per l'energia

Sezione Elettrica

La sezione elettrica del Dipartimento di Energia è costituita da ricercatori appartenenti ai settori scientifico-disciplinari di Sistemi elettrici per l’energia, Elettrotecnica e Misure elettriche ed elettroniche.

E’ strutturata in 5 gruppi di ricerca le cui tematiche riguardano principalmente i fondamenti metodologici, gli strumenti di indagine, le applicazioni (anche nei campi delle misure e dell’ICT) dei sistemi elettrici per l’energia, finalizzati alla produzione, trasmissione, distribuzione e utilizzazione dell'energia elettrica.
Le linee di attività della sezione, suddivisi per gruppi di ricerca, sono nel seguito elencate.

Gruppo Convertitori, Macchine ed Azionamenti Elettrici

Il gruppo Convertitori, Macchine ed Azionamenti elettrici studia gli aspetti di progetto e modellizzazione di macchine elettriche standard ed innovative; inoltre si occupa di convertitori statici, di azionamenti elettrici e dei loro sistemi di controllo.
Le macchine elettriche, nei tipi statico e rotante, sono esaminate sia con approcci di tipo teorico-analitico, sia con simulazioni numeriche basate su codici FEM, sia con attività sperimentale di validazione e caratterizzazione.
L'attenzione è agli aspetti di ottimizzazione energetica, di qualità delle forme d'onda ai morsetti e della coppia, di perseguimento di opportune funzioni obiettivo delle prestazioni.
Gli studi sono prevalentemente, anche se non esclusivamente, orientati alle macchine sincrone a magneti permanenti, con avvolgimenti convenzionali o innovativi (per questi ultimi sussiste un brevetto).
Nel campo degli azionamenti si è studiato molto il controllo sensorless. Inoltre, si stanno approfondendo molti aspetti di progetto e controllo delle micro-reti isolate, alimentate da convertitori elettronici e non comunicanti tra loro.
» Competenze del Gruppo Convertitori, Macchine ed Azionamenti Elettrici

Gruppo Elettrotecnica

Il gruppo Elettrotecnica conduce attività di ricerca sia nell’ambito dello studio dell’impatto di tecnologie ICT sui sistemi elettrici, sia in quello relativo all’analisi dei sistemi elettrici stessi.
La ricerca copre un vasto spettro di tematiche che vanno dallo studio e sviluppo di avanzate tecniche analitiche e numeriche applicate alla progettazione di sistemi di comunicazione satellitare, all’impiego di algoritmi di ottimizzazione di tipo evoluzionistico per applicazioni in alta frequenza per sistemi di antenne di tipo non convenzionale, alla modellistica e sintesi di dispositivi e sistemi di interesse per l’ingegneria, fino allo studio di tecnologie per il monitoraggio di sistemi di produzione e distribuzione dell'energia derivante da fonti di tipo rinnovabile.
L’attività del gruppo riguarda inoltre l’analisi della dinamica di sistemi elettro-meccanici complessi, la modellizzazione multi fisica di sistemi di illuminazione a LED e dei diversi componenti che caratterizzano un sistema fotovoltaico, nonché lo studio degli effetti dei campi elettromagnetici sia in bassa che alta frequenza, prendendo in considerazione fenomeni di inquinamento elettromagnetico derivanti da disturbi condotti ed irradiati che possano impattare sulla qualità dell’energia elettrica stessa.
» Competenze del gruppo Elettrotecnica

Gruppo Misure elettriche ed elettroniche

Il gruppo di Misure elettriche ed elettroniche si occupa dello studio e della realizzazione di sistemi diagnostici per il monitoraggio e il controllo di processi complessi distribuiti nello spazio. Si studiano e realizzano sistemi di acquisizione multicanale e di elaborazione multiprocessore su bus VME, VXI, PXI per la diagnosi, il controllo e la protezione dei processi.
Sono state sviluppate diverse applicazioni nel campo della diagnosi e controllo per esperimenti di fusione nucleare e per il monitoraggio e la protezione delle reti elettriche di potenza per sistemi civili, navali e avionici.
» Competenze del gruppo Misure elettriche ed elettroniche

Gruppo Sistemi elettrici per l'energia

L’attività di ricerca del gruppo Sistemi elettrici per l’energia riguarda tematiche che coprono interamente la filiera elettrica, dalla produzione agli usi finali dell’energia elettrica, non esclusa l’attenzione ai presunti effetti dei campi elettromagnetici a bassa frequenza.
In particolare nel campo della trasmissione sono affrontati gli aspetti inerenti lo sviluppo di modelli e procedure per la pianificazione e l’esercizio in sicurezza dei sistemi di trasmissione in un contesto liberalizzato. Relativamente alla sicurezza, l’attività di ricerca è orientata a definire modelli per la regolazione gerarchica delle tensioni (regolazione primaria, secondaria e terziaria). Altro tema riguarda le relazioni che sussistono tra il comportamento strategico degli operatori del mercato elettrico e i vincoli di trasmissione: tali relazioni sono studiate mediante l’impiego della teoria dei giochi.
Nel campo della distribuzione, il gruppo di ricerca è attivo nella valutazione dell’impatto della generazione distribuita (GD) sul sistema elettrico, analizzando gli interventi che, già a breve termine, dovrebbero essere attuati sulle reti di distribuzione per consentire una maggior penetrazione della GD. Le direzioni di ricerca sono indirizzate sia ad un orizzonte a lungo termine, “Smart Grid”, sia ad un orizzonte più immediato in cui si tratteggia la necessaria evoluzione delle attuali reti di distribuzione verso modelli di reti attive in grado di cogliere fin da subito le opportunità offerte dalla GD (includendo in questo dimensione a più breve termine sia gli aspetti normativo/regolatori, sia le problematiche sui relativi sistemi di comunicazione).
Nel campo degli usi finali dell’energia elettrica, l’attività di ricerca è dedicata alla gestione dei carichi elettrici, intesa come studio di strategie per il controllo del carico al fine di migliorare il livello di qualità della tensione di alimentazione delle utenze finali, nonché alla razionalizzazione degli usi finali dell'energia e tecniche di risparmio energetico. Vengono analizzate le moderne tecnologie negli impianti di illuminazione, produzione di calore e raffrescamento, nonché l'impiego di sistemi di accumulo innovativi.
» Competenze del gruppo Sistemi elettrici per l’energia

Gruppo Sistemi elettrici per i trasporti

Le attività di ricerca condotte dal gruppo Sistemi elettrici per i trasporti (SET) riguardano lo studio dei sistemi elettrici di potenza sia degli impianti fissi, sia di bordo per la propulsione, il controllo e la gestione dei servizi ausiliari di diverse tipologie di mezzi di trasporto.
Nell'ambito della trazione elettrica ferroviaria, le ricerche sono focalizzate sulla sicurezza e la qualità della tensione di alimentazione delle nuove linee ferroviarie 2x25 kVca Alta Velocità/Alta Capacità e delle linee tradizionali 3 kVcc attraverso modelli di simulazione validati da misure in campo.
Nel trasporto metropolitano e suburbano si stanno studiando nuovi sistemi per il recupero dell'energia di frenatura dei veicoli con l'applicazione di metodi di accumulo innovativi come i supercondensatori. Vengono inoltre condotti studi sulle metodologie di progettazione degli impianti di trazione, delle sottostazioni elettriche e dei provvedimenti per ridurre l'effetto delle correnti vaganti, con particolare riguardo alle nuove linee metropolitane automatiche.
In campo navale le ricerche sono volte fondamentalmente allo studio degli impianti e degli apparecchi di bordo, caratterizzati da un funzionamento in isola, e di terra per i servizi portuali.
Un altro ambito di ricerca è quello degli impianti aeroportuali, in cui il gruppo svolge studi prevalentemente di power quality e di automazione a servizio degli impianti elettrici di potenza e di quelli speciali.
» Competenze del gruppo di Sistemi elettrici per i trasporti