Il percorso verso una decarbonizzazione della produzione energetica mondiale richiede intrinsecamente una maggiore penetrazione di un mix di fonti energetiche rinnovabili. L'energia da moto ondoso ha un enorme potenziale per contribuire al raggiungimento di questo obiettivo chiave. I dispositivi per convertire questa energia in energia elettrica sono chiamati convertitori di energia da moto ondoso (WEC). Questo corso si propone di introdurre lo studente ai principi fondamentali dei sistemi WEC. In particolare, l'identificazione del sistema e il controllo ottimale di questi dispositivi saranno l'obiettivo principale, che fornirà allo studente una serie di strumenti che possono essere utilizzati per ottimizzare il funzionamento dei dispositivi WEC. Gli elementi teorici richiesti saranno discussi di conseguenza, ponendo l'accento su un approccio multidisciplinare, che includa tecniche trasferibili ad altre applicazioni di energia rinnovabile.

Nessuno. Si consiglia la conoscenza base di Matlab e Simulink.

1. Introduzione ai sistemi dinamici: principi base dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI) e loro rappresentazioni. 2. Modellazione onde oceaniche: Teoria lineare delle onde. Rappresentazione statistica delle onde oceaniche. Catene di Markov e teoria della realizzazione. 3. Modellazione idrodinamica nel dominio del tempo: Modelli nel dominio del tempo calcolati a partire da modelli nel dominio della frequenza, utilizzando, ad esempio, le relazioni di Ogilvie, la convoluzione della radiazione e le approssimazioni a spazi di stato. 4. Sistemi Power Take-Off (PTO) e modellazione di convertitori di energia da modo ondoso (WEC): Sistemi PTO adottati in letteratura, compresi attuatori elettrici e trasmissioni idrauliche, e il loro effetto sulla dinamica complessiva del WEC. Modellazione e simulazione nel dominio del tempo. 5. Introduzione ai sistemi di controllo: Obiettivi fondamentali dell'ingegneria del controllo e applicazioni per modificare la dinamica di un sistema dinamico, con particolare attenzione al caso del controllo dei sistemi WEC. 6. Fondamenti di controllo lineare applicato a sistemi WEC: Principi alla base del controllo ottimale per i sistemi WEC, formulazione e descrizione delle condizioni di ottimali per il massimo assorbimento di energia. 7. Controllo di sistemi WEC non lineari: taratura di un controllore parametrico applicato a WEC non lineari attraverso rappresentazioni spettrali (linearizzazione stocastica). 8. Introduzione all'identificazione dei sistemi dinamici: Obiettivi fondamentali nell'identificazione dei sistemi dinamici e come questo può essere impiegato per calcolare modelli basati sui dati per i sistemi WEC. Identificazione non parametrica e parametrica basata su funzioni di trasferimento empiriche. 9. Identificazione dei sistemi dinamici applicata a sistemi WEC: Identificazione grey-box e black-box per i sistemi WEC, con particolare attenzione alla definizione di segnali di input adatti a generare dati di output rappresentativi e tecniche di parametrizzazione dei modelli. 10. Controllo avanzato di sistemi WEC: Panoramica delle parametrizzazioni alternative per il controllo di sistemi WEC lineari basate su composite loops e controllo ottimale per i sistemi WEC (ad esempio, MPC/controllo spettrale/controllo pseudo-spettrale). 11. Sessione di scrittura codice MATLAB: Implementazione di strategie di controllo avanzate in MATLAB utilizzando un sistema WEC concettuale.

In presenza

Presentazione orale

P.D.2-2 - Aprile