Esperienza pluridecennale nel settore del fotovoltaico
Il gruppo di ricerca è operativo da oltre 25 anni sul rilievo sperimentale delle prestazioni elettriche di generatori e di impianti fotovoltaici.
Le attività di ricerca del gruppo sono sempre relative alla generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili, in particolare solare fotovoltaico ed eolico. Esse possono essere divise in 6 macro-aree, che riguardano tutti gli aspetti della pianificazione e del funzionamento ottimali di queste tecnologie.
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Pianificazione delle fonti rinnovabili e comunità energetiche: l’attività di ricerca prevede la pianificazione dell’installazione su vasta scala di sistemi fotovoltaici, turbine eoliche e sistemi di accumulo per intere regioni geografiche, sulla base di dati GIS relativi alla geografia, al clima e alla dislocazione delle reti elettriche. Relativamente alle comunità energetiche, vengono studiate e simulate micro-reti alimentate da generazione fotovoltaica con accumulo elettrochimico. Gli utenti attivi, pur restando connessi alla rete elettrica di distribuzione, massimizzano l’autosufficienza e l’autoconsumo per minimizzare gli scambi con la rete e, di conseguenza, le possibili perturbazioni sul sistema elettrico.
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Progettazione innovativa degli impianti: la progettazione innovativa degli impianti prevede il miglioramento dei componenti e del loro funzionamento (come il miglioramento nell’inseguimento del punto di massima potenza MPPT), ma anche applicazioni nuove come l’agrivoltaico, cioè la combinazione di agricoltura e produzione di energia rinnovabile da fonte solare fotovoltaica.
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Modellazione dei sistemi: una linea di ricerca è relativa alla verifica sperimentale di funzionamento (dati SCADA) delle turbine eoliche per determinare la migliore stima dell’effettivo rendimento di conversione delle singole turbine rispetto ai dati di targa sulla curva di potenza fornita dai costruttori.
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Operation and maintenance (O&M): l’attività di ricerca relativa al O&M è molto articolata e prevede:
- l’analisi di report aziendali che documentano l’attività di manutenzione programmata e straordinaria per la determinazione dell’affidabilità e della disponibilità degli impianti fotovoltaici connessi a rete.
- l’analisi dei parametri elettrici di generatori fotovoltaici e il riporto a condizioni standard per il calcolo delle perdite
- lo studio dei difetti meccanici dei moduli tramite analisi di elettroluminescenza e la conseguente diminuzione delle prestazioni elettriche.
- il monitoraggio smart degli impianti
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Previsione della produzione: l filone di ricerca ha lo scopo di sperimentare ed ottimizzare un modello previsionale di calcolo della potenza oraria per impianti fotovoltaici, in grado di sfruttare le correlazioni fisiche tra dati meteo in ingresso (irradianza, temperatura ambiente e velocità del vento) e la potenza elettrica generata. L’efficacia del modello viene validata su anni di dati, dove si hanno a disposizione i dati metereologici, le misure di produzione misurata e le informazioni costruttive degli impianti fotovoltaici
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Integrazione ottimale delle fonti rinnovabili nella rete elettrica: Relativamente all’integrazione delle fonti rinnovabili nelle reti elettriche del futuro (Smart grids), un primo filone di ricerca studia l’applicazione della ricarica di veicoli elettrici nella direzione della fornitura di servizi ancillari per la rete di trasmissione (Vehicle to Grid, V2G). Vengono messi a punto algoritmi deterministici per la gestione ottimale delle ricariche a beneficio di soggetti aggregatori sulla base di statistiche di utilizzo dei veicoli e della conoscenza dei profili del prezzo dei servizi ancillari succitati (inclusa anche un’applicazione per utenti residenziali dotati di generazione da fotovoltaico).
Una seconda linea di ricerca riguarda la gestione ottimale del profilo della tensione lungo le linee di distribuzione mediante tecniche centralizzate (opportuna regolazione del variatore sotto carico del trasformatore delle cabine di distribuzione) e distribuite (adatto controllo della potenza reattiva messa in gioco dagli inverter per connessione alla rete di generatori fotovoltaici)