Scenari energetici (A. Damiano)

Sommario: Il modulo ha lo scopo di descrivere lo stato del sistema energetico a livello internazionale, nazionale e regionale e di introdurre le linee di indirizzo e gli obiettivi assunti a livello europeo, nazionale e regionale nel settore. In tale contesto verranno presentati gli scenari energetici proposti nei principali strumenti di pianificazione e le discussa la maturità tecnologica e manifatturiera per il raggiungimento degli obiettivi nonché le prospettive offerte da nuove emergenti tecnologie.

Relatore: Alfonso Damiano è professore ordinario di Convertitori Macchine e Azionamenti Elettrici presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell’Università degli Studi di Cagliari e Presidente del CMAEL associazione di riferimento dei ricercatori del settore . Alfonso Damiano è autore o co-autore di oltre 180 pubblicazioni scientifiche su sistemi e dispositivi di conversione energetica specificatamente dedicati all’integrazione delle fonti energetiche rinnovabili, dei sistemi di accumulo e della mobilità elettrica. Alfonso Damiano è stato coordinatore scientifico del Piano Energetico e Ambientale della Regione Autonoma della Sardegna, della Piattaforma Energie Rinnovabili di Sardegna Ricerche e di numerosi progetti europei, nazionali e regionali nel settore della transizione energetica. Alfonso Damiano è stato Chair del Technical Committee on Energy Storage del IEEE Industrial Electronic Society ed è Senior Member dell’IEEE.

Sistemi energetici (D. Cocco)

Sommario: Il modulo è dedicato a presentare sinteticamente le tecnologie di conversione dell’energia di impiego in ambito industriale, basate sia sull’utilizzo di fonti fossili sia di fonti rinnovabili. In particolare, verranno illustrate le caratteristiche, le prestazioni e le prospettive di sviluppo dei principali impianti motori termici (turbine a gas, impianti a vapore e impianti combinati) e dei sistemi per la produzione di energia da fonte rinnovabile (solare, eolica, idraulica, biomassa).

Relatore: Daniele Cocco è professore ordinario di Sistemi per l’Energia e l’Ambiente presso la Facoltà di Ingegneria e Architettura dell’Università di Cagliari, dove è titolare dei corsi di Macchine e Sistemi Energetici, Termodinamica e Macchine e Tecnologie delle Energie Rinnovabili nell’ambito dei corsi di Laurea in Ingegneria Meccanica, Chimica, Ambiente e Territorio, Elettrica, Elettronica e Informatica ed Energetica e dove per oltre 10 anni è stato docente di Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici. Svolge la sua attività di ricerca prevalentemente nell’ambito dei sistemi e delle tecnologie di conversione industriale dell’energia e dell’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. La più recente attività di ricerca è incentrata sullo studio di sistemi di accumulo dell’energia basati sulle tecnologie CAES (Compressed Air Energy Storage) e PTES (Pumped Thermal Energy Storage), sulla produzione di idrogeno e biometano da rinnovabili.

Sistema elettrico e transizione energetica (F. Pilo)

Sommario: L’elettrificazione degli usi finali dell’energia e la produzione di energia verde sono elementi essenziale per il raggiungimento degli obiettivi della transizione energetica che per essere raggiunti devono passare attraverso una completa rivisitazione della pianificazione e della gestione del sistema energetico che deve essere considerato nella sua interezza. Nella lezione si affronteranno le tematiche di sistema con particolare riferimento alle principali tendenze di sviluppo ed alle implicazioni economiche e sociali della trasformazione. Un focus particolare è dedicato al sistema di distribuzione dell’energia elettrica che deve affrontare una profonda trasformazione per diventare un elemento abilitante della transizione energetica.

Relatore: Fabrizio Pilo (1966) è ingegnere elettrotecnico (1992) e ha conseguito il Dottorato di Ricerca all’Università di Pisa (1998). È professore ordinario di Sistemi Elettrici per l’Energia all’Università di Cagliari, di cui è il Prorettore Delegato al Territorio e all’Innovazione dopo essere stato Direttore del Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica e membro del Senato Accademico; è il Direttore del Master Universitario di II Livello in Master Digitalizzazione del Sistema Elettrico per la Transizione Energetica. È autore di oltre 199 pubblicazioni indicizzate (h-index Scopus 32, 3749 citazioni Scopus) aventi come tema lo sviluppo del sistema di distribuzione, la generazione distribuita e le smartgrid. È il presidente del Comitato Tecnico 316 del CEI, che emana le norme tecniche per la connessione alle reti di distribuzione dell’energia su delega dell’Autorità di Regolazione per l’Energia, le Reti e l’Ambiente (ARERA). Il prof. Pilo è Senior Member IEEE, Distinguished Member CIGRE, Consigliere dell’Associazione Energia Elettrica di AEIT, Membro del Board of Directors della CIRED e Chairman della Sessione 5 CIRED sullo sviluppo del sistema di distribuzione dell’energia, Chairman del WG 3 di ISGAN (International Energy Agency) e membro del Consiglio Direttivo del Consorzio Interuniveristario EnSiEl. Ha coordinato e coordina progetti di ricerca europei, nazionali e regionali sulle tematiche della distribuzione dell’energia elettrica; ha svolto e svolge attività di consulenza per ARERA, CSEA, RSE, CESI, ENEA, JRC, EPRI, per organismi nazionali e internazionali e per importanti realtà industriali (ENEL, EDF, SARAS, TERNA, ecc.); ha promosso e promuove molteplici collaborazioni universitarie nazionali e internazionali.

Smart Grid & Mercati dell’energia (F. Pilo)

Sommario: Il modulo descrive i fondamenti del mercato elettrico e descrive i principali mercati (energia e dispacciamento) oggi adottati in Italia. Saranno inoltre descritti possibili adattamenti del mercato in grado di affrontare le criticità derivanti dalla crisi energetica in atto. La lezione si completa con la descrizione delle smartgrid e il ruolo che esse possono avere nella abilitazione all’utilizzo di servizi di flessibilità da parte dei TSO e DSO. In questo contesto sono descritti i mercati dei servizi di flessibilità già utilizzati nello scenario internazionale e le azioni in atto in Italia per abilitare nuovi mercati dei servizi ancillari locali per i quali la disponibilità di risorse energetiche distribuite e di sistemi per l’osservabilità, la comunicazione e controllo gioca un ruolo fondamentale. In questo contesto saranno forniti elementi quantitativi per valutare i costi e i benefici di uno sviluppo di sistema basato sull’utilizzo delle smartgrid.

Gestione Data Privacy nei sistemi energetici (M. Farina)

Sommario: Il modulo è dedicato ad una panoramica generale sulla disciplina del settore energetico nell’ambito della sua classificazione come infrastruttura critica. Una prima parte sarà dedicata alle origini e caratteristiche delle infrastrutture critiche a partire dalla Presidential Decision Directive 62 e 63 degli Stati Uniti. La seconda parte verterà sulla disciplina europea delle infrastrutture critiche e del recepimento in Italia. la terza e ultima parte riguarderà i punti di contatto tra disciplina delle infrastrutture critiche, la Direttiva NIS e il GDPR.

Relatore: Massimo Farina, RTDb, abilitato alle funzioni di Professore Associato per il settore concorsuale 12 H3 (Filosofia del diritto – IUS/20), dell’Università di Cagliari, ove è Responsabile della protezione dei dati personali (DPO) e Coordinatore del Laboratorio Universitario “ICT4Law&Forensics”.
Laureato in Giurisprudenza (Università degli Studi di Cagliari), ha conseguito il Dottorato di Ricerca in “Diritto e Nuove tecnologie” (CIRSFID – Università degli studi di Bologna) e i Master Universitari di II livello in: “Diritto dell’Informatica e Teoria e Tecnica della Normazione” (Università di Roma “Sapienza”); “Data Protection Officer e diritto della Privacy” (Università di Napoli “Suor Orsola Benincasa”); “Internet of the Humans and Things” (Università di Roma “Tor Vergata”).
Titolare degli insegnamenti “Informatica Giuridica”, “Informatica Forense” e “computer Law” presso il DIEE dell’Università degli Studi di Cagliari.
Membro del Direttivo ANDIG (Associazione Nazionale dei Docenti di Informatica Giuridica e di Diritto dell’Informatica) e membro del CNIT (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni).
Co-Direttore della collana “Diritto dell’Informatica e delle Nuove Tecnologie” (Edizioni Key) e componente del comitato editoriale di alcune riviste scientifiche.

Energy Storage Systems & Energy Management Systems (EMS): tecnologie e applicazioni (A. Serpi)

Sommario: Il modulo riguarderà inizialmente una breve descrizione delle principali tecnologie di accumulo dell’energia (batterie elettrochimiche, supercapacitori, sistemi di accumulo a volano, etc.), per ciascuna delle quali si evidenzieranno le principali caratteristiche, vantaggi e criticità. Successivamente, si presenteranno diverse configurazioni di sistemi di accumulo, dalle più semplici alle più avanzate e innovative, evidenziandone le principali caratteristiche, il principio di funzionamento e i corrispondenti sistemi di gestione e controllo. Si presenteranno infine alcuni casi studio per applicazioni veicolari e stazionarie al fine di evidenziare come la ripartizione ottimale del flusso di energia fra diverse unità di accumulo consenta di sfruttarne a pieno la complementarietà, ottimizzando le prestazioni e/o minimizzando i costi operativi dell’intero sistema.

Relatore: Alessandro Serpi si è laureato in Ingegneria Elettrica nel 2004 presso l’Università degli Studi di Cagliari (UNICA). Nel Febbraio del 2009 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Industriale presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica (DIEE) di UNICA. Alessandro Serpi è stato quindi Assegnista di Ricerca (dal 2009 al 2015) e Ricercatore a Tempo Determinato (dal 2015 al 2021) in Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici presso il DIEE. Da Novembre 2021 è Professore Associato in Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici presso il DIEE. La sua attività di ricerca riguarda lo sviluppo e l’implementazione di algoritmi e strategie di gestione e controllo per sistemi di propulsione elettrica e di accumulo dell’energia. Alessandro Serpi è co-autore di due capitoli di libro e di 108 pubblicazioni su atti di conferenze e riviste internazionali.

Applicazioni dell’intelligenza artificiale per prosumers e smart grids (L. Massidda)

Sommario: Nelle smart city, i big data stanno giocando un ruolo significativo nel rivoluzionare la struttura operativa delle Smart Grids e l’utilizzo efficiente dell’energia, attraverso l’utilizzo dei moderni sistemi di elaborazione dell’informazione e comunicazione, dei dispositivi IoT, degli smart meter e grazie alla disponibilità di una grande quantità di dati. La trasformazione in atto nell’utilizzo, nella generazione e nella distribuzione dell’energia, pone infatti delle sfide nuove che possono essere affrontate mediante l’elaborazione di questa grande mole di dati mediante le tecniche dell’intelligenza artificiale. Verranno presentati alcuni esempi di applicazione dell’IA nell’ambito del progetto TDM e di progetti Europei, in particolare per i temi della analisi e previsione dei consumi, della disaggregazione degli stessi per la stima della flessibilità e della previsione della generazione da fonte rinnovabile per prosumers e smart grid.

Relatore: Luca Massidda è responsabile del programma di ricerca Smart Energy Systems del CRS4. I suoi interessi di ricerca riguardano la programmazione scientifica su architetture computazionali parallele, la simulazione meccanica ed i sistemi di intelligenza artificiale per la gestione dell’energia per le Smart Grid. In precedenza ha avuto esperienza come ingegnere meccanico progettista e ha lavorato come collaboratore scientifico presso il CERN di Ginevra. Nella sua esperienza al CRS4 ha partecipato a diversi progetti di ricerca e industriali, tra cui: la progettazione di elementi dell’LHC e di altri esperimenti per il CERN, la simulazione della propagazione di onde elastiche su grandi domini di calcolo per il settore Oil & Gas, la progettazione e la simulazione di sistemi di produzione di energia da fonti solari, la simulazione di sistemi di combustione a basso impatto ambientale e la progettazione e l’implementazione di sistemi di intelligenza artificiale per la previsione di generazione di energia da fonti rinnovabili e dei consumi per singoli utenti e per smart grid, e per l’analisi e la disaggregazione dei consumi elettrici.

IoT for Net Zero Energy Buildings (V.Pilloni)

Sommario: I sistemi di gestione dell’energia e del comfort degli Smart Building sono caratterizzati dalla presenza di sensori, attuatori e dispositivi intelligenti che danno l’opportunità di monitorare e controllare da remoto le apparecchiature chiave all’interno degli edifici, attraverso l’ormai ben noto paradigma dell’Internet degli Oggetti (Internet of Things, IoT). In uno scenario così intelligente, uno degli obiettivi principali è fornire strumenti di supporto alle decisioni che consentano a chi occupa gli edifici di prendere decisioni convenienti in termini di consumo energetico. Infatti, uno dei principali obiettivi dell’UE per il 2050 è quello di ottenere emissioni nette di gas serra pari a zero, il che significa trasformare gli edifici in cosiddetti Net Zero Energy Buildings (NZEB), ossia edifici ad energia netta nulla.
L’obiettivo di questo intervento è analizzare le opportunità e le sfide legate alla gestione efficiente di Smart Building e comunità energetiche smart. Saranno quindi introdotte le principali tecnologie abilitanti all’interno degli scenari presentati. Successivamente ci si concentrerà sui principali approcci proposti dalla letteratura per la trasformazione degli edifici in NZEB. Infine, si discuteranno e confronteranno alcuni dei principali approcci e applicativi esistenti.

Relatore: Virginia Pilloni è Ricercatrice a Tempo Determinato presso l’Università di Cagliari. I suoi principali interessi di ricerca sono incentrati sull’Internet of Things e sugli Smart Building, con particolare attenzione al miglioramento delle loro prestazioni attraverso l’allocazione e lo scheduling delle attività. Virginia ha conseguito il dottorato di ricerca in Ingegneria Elettronica e Informatica presso l’Università di Cagliari nel 2013. È ed è stata esperta valutatrice di proposte EU H2020 e BELSPO. È stata coinvolta in diversi progetti di ricerca nazionali e internazionali. È editor delle riviste Elsevier Computer Networks e Frontiers in Communications and Networks. È ed è stata, inoltre, guest editor di numerose riviste internazionali. Ha partecipato all’organizzazione di diverse conferenze internazionali. È Senior Member dell’IEEE. È inoltre membro del IEEE ComSoc Member Services Board e dello Standing Committee IEEE ComSoc Young Professionals, per cui attualmente ricopre il ruolo di chair del IEEE ComSoc Best YP Awards.

Smart monitoring (C. Muscas)

Sommario: Il modulo fornisce un’introduzione ai sistemi, ai metodi e ai dispositivi di misura necessari per una gestione intelligente delle moderne reti elettriche. Partendo dai concetti generali di dato e informazione, si evidenzia la necessità di una completa definizione delle grandezze misurate, al fine dell’ottenimento della conoscenza necessaria per eseguire correttamente le operazioni di gestione e controllo della rete. Si descrivono i criteri di scelta dei principali elementi di un sistema di misura per smart grid e si analizza, anche con l’ausilio di opportuni esempi, la caratterizzazione delle loro prestazioni.

Relatore: Carlo Muscas è professore ordinario di misure elettriche ed elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell’Università di Cagliari. È autore e coautore di più di 180 articoli scientifici, su temi relativi in particolare alle misure applicate al monitoraggio dei sistemi elettrici di potenza. I suoi attuali interessi di ricerca comprendono la misura di fasori sincronizzati e le loro applicazioni, l’implementazione di sistemi di misura distribuiti per una moderna rete elettrica e lo studio dei fenomeni di qualità dell’energia. È attualmente direttore del Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell’Università di Cagliari e presidente del comitato tecnico TC 39 “Measurements in Power Systems” della IEEE Instrumentation and Measurement Society.

Mobilità elettrica: tecnologie (M. Porru)

Sommario: Il modulo tratterà le principali tecnologie abilitanti l’elettrificazione della mobilità, le loro caratteristiche e principi di funzionamento. Più specificatamente, dopo una breve introduzione riguardante le motivazioni, gli obiettivi, e le opportunità legate all’introduzione dei veicoli elettrici nel sistema dei trasporti, ci si focalizzerà sui principali componenti costituenti i sistemi di propulsione per la mobilità elettrica. In particolare, si analizzeranno le automobili elettriche ed elettriche ibride, le loro principali configurazioni e architetture, con relativi vantaggi e svantaggi, per poi fornire una panoramica su altre tipologie di veicoli per la mobilità urbana, ma anche per il trasporto navale e aereo. Infine, si illustreranno le principali tecnologie per la ricarica dei veicoli elettrici, e i rischi e le opportunità derivanti dalla loro integrazione nel sistema elettrico.

Relatore: Mario Porru ha conseguito la laurea specialistica in Ingegneria Elettrica nel 2011 e il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica e Informatica nel 2015, entrambi presso l’Università degli Studi di Cagliari (UNICA). Dopo essere stato Assegnista di Ricerca dal 2015 al 2018 presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell’Università degli Studi di Cagliari, dal 2018 è Ricercatore a Tempo Determinato in Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici presso lo stesso dipartimento, dove insegna Veicoli Elettrici. La sua attività di ricerca riguarda principalmente lo sviluppo di sistemi di propulsione elettrica e sistemi accumulo dell’energia innovativi. Mario Porru è co-autore di circa 50 pubblicazioni su atti di conferenze e riviste internazionali. È socio fondatore di NEPSY, spin-off dell’Università di Cagliari che si occupa dello sviluppo di sistemi di propulsione innovativi per la mobilità elettrica.

Mobilità elettrica: interconnessione e gestione di flotte di veicoli (L. Atzori)

Sommario: Il modulo fornisce una panoramica delle soluzioni tecnologiche per la comunicazione con e tra i veicoli (dalle comunicazioni cellulari a quelle short range) e del loro utilizzo per le numerose applicazioni, tra cui: gestione delle flotte, monitoraggio e controllo della carica, supporto alla guida semiautonoma, alerting, utilizzo dei parcheggi, ed altre. Tra queste verrà nello specifico analizzato lo scenario della gestione della flotta e come le tecnologie di comunicazione impattino sulle relative prestazioni.

Relatore: Luigi Atzori (PhD, 2000) è professore di Telecomunicazioni presso l’Università degli Studi di Cagliari dove coordina le attività del laboratorio Net4U (Networks for Humans) a cui afferiscono circa 20 docenti e ricercatori. Dal 2018 è coordinatore del corso di studi di laurea magistrale in Ingegneria delle Tecnologie per Internet. Si occupa di tecnologie per la realizzazione dell’Internet of Things (IoT), con particolare riferimento alla definizione di algoritmi per lo sviluppo di reti sociali tra dispositivi che ha portato al paradigma della Social IoT. Affronta inoltre problematiche legate alla modellazione e stima della Quality of Experience (QoE), con particolare applicazione alla gestione dei servizi e delle risorse nelle reti di nuova generazione per le comunicazioni multimediali. Gli indicatori bibliometrici a Luglio 2022 sono i seguenti (scopus): 84 pubblicazioni su riviste internazionali, 15.000 citazioni, H-index 31.

Emission Trading System – Impatto sui sistemi energetici (A. Damiano)

Sommario: Il modulo presenta la struttura del mercato delle emissioni a livello internazionale ed europeo le normative di riferimento e l’evoluzione del mercato descrivendo i potenziali impatti sull’attuale sistema energetico elettrico in termini di trasformazione e di costo dell’energia.

Cyber security nei sistemi energetici (G. Giacinto)

Sommario: Il modulo fornirà una panoramica sulle principali debolezze di un sistema informatico prendendo in considerazione sia l’aspetto tecnico e tecnologico, sia l’aspetto organizzativo e di formazione del personale. In particolare, si approfondiranno le peculiarità relative ai sistemi informatici in contesti operativi critici come quelli dell’energia, illustrando le diverse categorie di attacco a partire dalle conseguenze che l’attaccante ha interesse a causare, e le relative strategie che consentono di ridurre la cosiddetta superficie di attacco e mitigare le conseguenze più gravi.

Relatore: Giorgio Giacinto è Professore Ordinario di Ingegneria Informatica presso l’Università degli Studi di Cagliari e coordinatore del corso di Laurea Magistrale in Computer Engineering, Cybersecurity and Artificial Intelligence. Svolge attività di ricerca nell’ambito del Machine Learning per la Cybersecurity. E’ componente del consiglio direttivo del CINI (Consorzio Interuniversitario Nazionale per l’Informatica) e dei comitati di gestione del Laboratorio Nazionale di Cybersecurity e del Laboratorio Nazionale di Artificial Intelligence and Intelligent System. Partecipa per conto del CINI alle attività di ECSO (European Cybersecurity Organization), svolge attività di revisione e valutazione a livello nazionale e internazionale per progetti di ricerca e innovazione nel settore della cybersecurity. Autore di più di 180 pubblicazioni scientifiche a livello internazionale, è Senior Member delle associazioni IEEE e ACM e Fellow della IAPR.