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PORTALE DELLA DIDATTICA

Generatori e impianti fotovoltaici

02ITTRV

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Inglese

Corsi di studio

Dottorato di ricerca in Ingegneria Elettrica, Elettronica E Delle Comunicazioni - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 15
Esercitazioni in aula 10
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Spertino Filippo Professore Associato ING-IND/33 15 0 0 0 11
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Il corso ha come scopo di presentare la struttura e il funzionamento dei sistemi fotovoltaici, insieme con i metodi per il loro corretto dimensionamento e per la loro simulazione, e con la sperimentazione sui componenti, per stimare la produzione energetica. Viene anche illustrata la valutazione economica dell'investimento.
PERIOD: MARCH The course is devoted to present the Photovoltaic power systems and the methods to correctly design, simulate and test the main components, to estimate the energy production with the economic analysis of investment.
Elementi di elettrotecnica.
Basic concepts of electric circuit theory.
Vantaggi e svantaggi della tecnologia fotovoltaica. Struttura e funzionamento della cella solare come giunzione p-n, prima al buio e poi sotto la luce solare. Curva caratteristica corrente-tensione (I-V) e circuito equivalente della cella solare: dipendenza dall'irradianza e dalla temperatura di giunzione. Approfondimento su un problema applicativo: connessione di celle in serie/parallelo; mismatch delle caratteristiche I-V e shading effect; hot spots e breakdown; diodi di bypass e di blocco. Realizzazione del modulo fotovoltaico e prove di tipo per ottenere un invecchiamento accelerato. Termografia ed elettroluminescenza. Aspetti atipici dei generatori FV: uso o meno di diodi contro correnti inverse in stringhe oscurate, gestione progettuale dell'ombratura in modo concentrato in una stringa o equamente distribuito sulle stringhe. Uso dei transistor per la conversione da DC a AC con gli inverter: circuiti e parametri di controllo; schemi e algoritmi per gli inseguitori della potenza massima (MPPT). Caratterizzazione dell’energia solare: radiazione diretta, diffusa riflessa e globale. Valutazione della produzione energetica FV: calcolo convenzionale dell’energia FV con valutazione delle fonti di perdita nella producibilità. Procedura innovativa per la valutazione energetica: sistema automatico di acquisizione dati; circuiti di misura ad hoc; risultati sperimentali su alcuni impianti FV funzionanti; analisi economica col metodo del Valore Attuale Netto (VAN). Progettazione di un impianto connesso a rete: accoppiamento ottimale tra moduli FV ed inverter.
Solar energy characterization, models of solar radiation for average and clear sky: use of "ad hoc" software (PVGIS). Pros and cons of Photovoltaics. Structure of the semiconductors: energy bands; doping; p-n junction and electric field; losses in the energy conversion. Spectral response and efficiency of the main technologies: single, multi-crystalline and amorphous silicon, Cadmium Telluride, Copper-Indium- Diselenide. Surface covering per installed kilowatt. Equivalent circuit of the solar cell, I-V and P-V characteristics at variable irradiance and cell temperature. Focus on an application problem: series/parallel connection of cells; I-V curve mismatch and shading effect; hot spots and breakdown; bypass and blocking diodes. Datasheets of the commercial PV modules, thermal coefficients of the electrical quantities. Calculation of the electrical parameters of the PV modules in ambient conditions different from the STC by datasheet of the manufacturers. DC-AC converters for the grid connection: Maximum Power Point Tracking (MPPT); active/reactive power control; interface protections; protections against over-current and direct/indirect contacts. Sizing of the components in a PV plant: coupling of PV array/inverter: power/voltage/current constraints. Costs of installed power and produced energy. Conventional calculation of energy production: causes of losses in the productivity, economic analysis by the Net Present Value (NPV). Automatic Data Acquisition System, typical testing procedure and experimental results on operating PV plants. Calculation of the energy production in a PV system.
Modalità mista
Mixed mode
Presentazione report scritto
Written report presentation
P.D.2-2 - Marzo
P.D.2-2 - March


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