| ELETTRONICA PER L'ENERGIA RINNOVABILE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso si colloca nell'area delle Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione (ICT), orientata per tradizione e cultura a fornire gli strumenti necessari per la comprensione, la valutazione e la progettazione di circuiti e sistemi elettronici per l'energia , con l'obiettivo di formare professionisti di alto profilo in questo campo. Il corso di Elettronica per l'Energia Rinnovabile ha lo scopo principale di dare allo studente le basi dei dispositivi, dei materiali, delle tecnologie e dei sistemi per applicazioni fotovoltaiche, basate su tutte le diverse tipologie di semiconduttori, inclusi quelli organici o ibridi organico/inorganico. Parte del corso introdurrà le tecnologie elettroniche per la misura e la caratterizzazione di celle e moduli fotovoltaici, e per il condizionamento della potenza erogabile. Il fotovoltaico sta conoscendo un grosso sviluppo a livello internazionale ed è riconosciuto come molto importante (e su cui investire) in quanto l’Europa è già all’avanguardia in questo settore. Alcune applicazioni innovative sono sotto sviluppo in linea pilota di varie realtà industriali europee con progetti dimostrativi commerciali, secondo approcci comuni all'elettronica stampabile. Questo corso darà allo studente gli strumenti necessari per capire il funzionamento dei dispostivi e come vengono progettate le applicazioni in questi settori in forte crescita a livello internazionale.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti che frequentano questo corso acquisiscono conoscenze e capacità di comprensione che estendono e/o rafforzano quelle tipicamente associate al primo ciclo e consentono di elaborare e/o applicare idee originali, spesso in un contesto di ricerca, riferito allo stato dell'arte. La conoscenza acquisita è quindi caratterizzata da un lato da una estesa ed approfondita conoscenza delle discipline di base dell'optoelettronica, e dall'altro da competenze che lo rendono in grado di apprezzare ed ulteriormente sviluppare i cambiamenti e le innovazioni nel settore dell'elettronica applicata all'energia in continua evoluzione. Il corso si prefigge di fare acquisire agli studenti una conoscenza ampia di tematiche nel campo dell’ elettronica per il fotovoltaico, arricchita anche da esperienze pratiche di laboratorio. Gli studenti hanno modo di mostrare la capacità di elaborare in autonomia gli argomenti del corso, correlando lo studio teorico a numerose esercitazioni di carattere simulativo e pratico, con numerosi riferimenti allo stato dell’arte nella ricerca e nelle applicazioni industriali.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti che frequentano il corso saranno capaci di applicare le loro conoscenze, capacità di comprensione e abilità nel risolvere problemi e tematiche nuove o non familiari, inserite in contesti più ampi (o interdisciplinari) connessi all'elettronica applicata all'energia. L’'asse su cui si sviluppa il programma è il seguente: scienza, materiali, tecnologie, dispostivi, applicazioni. La vera comprensione da parte dello studente avviene quando riesce a mettere insieme e trovare le relazioni tra tutti gli aspetti per arrivare al design e funzionamento dell’applicazione finale. In questo i “case studies” proposti durante il corso, in particolari concentrati sulle applicazioni, insieme alle esperienze pratiche e al approfondimento su di una tematica a scelta, aiuteranno a creare i links tra le varie parti in modo tale che lo studente possa non solo comprendere il design esposto a lezione ma immaginarne e progettarne di nuovi a seconda delle esigenze o di valutazioni di requisiti tecnici nuovi che possono incontrare.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti sviluppano una adeguata capacità di analisi che gli consente di acquisire ottimi livelli di autonomia di giudizio su argomenti relativi all'elettronica applicata all'energia, condizione indispensabile per la formulazione e la sintesi della soluzione al problema in esame. L'autonomia di giudizio matura durante il percorso formativo ed è il risultato di diversi fattori. In particolare le attività formative di base e caratterizzanti intraprese gli consentono di raggiungere un ottimo livello di padronanza nell'individuazione dei metodi di analisi appropriati, delle modalità di acquisizione ed elaborazione delle informazioni (misure, risultati di esperimenti, prove in laboratorio) e nell'interpretare i risultati. Inoltre maturano la capacità di condurre ricerche bibliografiche su fonti scientifiche e tecniche, basi di dati e documenti normativi di varia natura soprattutto, ma non esclusivamente, per la preparazione della prova finale. Lo studio delle diverse parti del corso e la presentazione finale sono l'occasione per gli studenti di mostrare la comprensione del contesto scientifico ed applicativo delle tematica trattate durante il corso, con un invito ad essere aggiornati sullo stato dell'arte più rilevante . Gli studenti sono invitti a correlare quali caratteristiche e qualità siano le più adatte per le tecnologie, materiali e applicazioni elettroniche più tecnologicamente e industrialmente di interesse attuale e futuro.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti apprendono a comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le loro conclusioni, nonché le conoscenze a esso sottese, in modo professionale, in un contesto di ricerca e formazione internazionale. Agli studenti viene richiesto di rispondere criticamente alle domande dell'esame scritto, che include tutto lo spettro delle possibili valutazioni analitiche che gli studenti devono dimostrare di saper fare, sia per la parte computazionale legata agli esercizi numerici che per la descrizione sintetica degli argomenti inseriti nello scritto.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
La capacità di apprendimento acquisita dallo studente si sviluppa durante la preparazione agli esami di profitto e nella predisposizione degli elaborati e dei progetti funzionali alle verifiche. L La fusione di lezioni frontali, esperienze di laboratorio, e la preparazione di una verifica sperimentale in sede di esame orale costituiscono occasioni di approfondimento, indicate a promuovere la mente dello studente ad essere flessibile e al rapido apprendimento di nuovi concetti e metodi, sia teorici che sperimentali.
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Canale Unico
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Docente
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REALE ANDREA
(programma)
Introduzione ai concetti dell’energia fotovoltaica Proprietà dell'emissione solare L'energia fotovoltaica in confronto con altre fonti di energia Materiali e celle fotovoltaiche: prima generazione Materiali per applicazioni fotovoltaiche Celle fotovoltaiche Silicio: architettura Celle fotovoltaiche Silicio: principi funzionamento Celle fotovoltaiche Silicio: Processi di ricombinazione e tecniche di passivazione. Celle fotovoltaiche Silicio: ottimizzazione, tecnologia Materiali e celle fotovoltaiche: seconda generazione Silicio amorfo Celle basate su CIS, CIGS, CdTe Materiali e celle fotovoltaiche: concentrazione e terza generazione concentrazione, multigiuzione Fotovoltaico innovativo: DSC ed organico Misure e modelli: tecniche di caratterizzazione Parametri elettrici (caratteristiche I-V). La risposta spettrale (IPCE). Tecniche di caratterizzazione avanzate (EL, PC, LBIC). Misure e modelli: modelli circuitali Circuito equivalente di una cella fotovoltaica Simulazione di celle e sistemi fotovoltaici (Multisim, PSPICE) Circuiti elettronici per il fotovoltaico Sistemi di misura I-V MPPT-Tracking, Stabilizzatori di tensione, Circuiti di carica per batterie, Inverter,diodi di blocco, diodi Bypass, sistemi di bypass attivo Impianti fotovoltaici Frontiere del Fotovoltaico Discontinuità delle fonti rinnovabili: sistemi di accumulo Sistemi e circuiti elettronici per l'accumulo
 Materiale didattico di supporto fornito dal docente.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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