ECTS - University of Pisa
Primo modulo (Tecnica e economia dell'energia):
Al termine del modulo, lo studente avrà acquisito conoscenze specialistiche in merito ai principali aspetti dei processi energetici fonte-utilizzazione, nelle loro componenti tecnico-funzionali ed economico-gestionali.
Secondo modulo (Gestione dei sistemi elettrici e, per mutuazione, Mercati dell'energia elettrica):
Al termine del modulo, lo studente avrà acquisito conoscenze specialistiche in merito alla struttura e al funzionamento dei mercati elettrici e del gas.
First module (Tecnica e economia dell'energia):
The student who successfully completes the course will gain a good knowledge of the main technical and economical aspects of energy systems.
Second module ("Gestione dei sistemi elettrici" and, for students of Electrical Engineering, "Mercati dell'energia elettrica"):
The student who successfully completes the course will gain a good knowledge of electricity and natural gas markets.
Durante la prova orale lo studente sarà chiamato a dimostrare la sua conoscenza dei contenuti del corso, illustrandoli e discutendoli con una terminologia appropriata.
During the final oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and to assess his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Primo modulo (Tecnica e economia dell'energia):
Saper individuare, analizzare e descrivere le problematiche dei sistemi energetici, visti nel loro complesso tecnico, economico e gestionale.
Saper svolgere un corretto confronto tecnico-economico tra processi in grado di raggiungere lo stesso obiettivo nell’utilizzazione dell’energia primaria.
Saper modellare un sistema energetico.
Secondo modulo (Gestione dei sistemi elettrici e, per mutuazione, Mercati dell'energia elettrica):
Saper individuare gli stumenti di mercato più idonei per l'acquisto di energia elettrica e gas.
Saper redigere o verificare documenti di fatturazione energetica.
Saper valutare il ritorno di investimenti in impianti di produzione di energia elettrica o cogenerativi.
First module ("Tecnica e economia dell'energia"):
Being able to identify, analyse and describe the technical, economical and operational challenges of modern energy systems.
Being able to properly model an energy system.
Second module ("Gestione dei sistemi elettrici" and, for students of Electrical Engineering, "Mercati dell'energia elettrica"):
Being able to identify the most suitable market tools for buying electricity and gas.
Being able to prepare or verify energy billing documents.
Being able to evaluate the payback time of electricity-only or CHP power plants.
Durante le esercitazioni saranno analizzati documenti di fatturazione di energia elettrica e gas, nonché report periodici riguardanti i vari mercati energetici e dei servizi.
Saranno inoltre svolti casi numerici di stima dell'affidabilità di sistemi elettrici, della producibilità e del ritorno delli'investimento di sistemi eolici, fotovoltaici e cogenerativi.
Durante l'esame orale finale, potranno essere proposti casi studio da analizzare sia qualititivamente che numericamente.
During the exercises, billing documents for electricity and gas will be analyzed, as well as periodic reports on the several energy and service markets.
Numerical cases will also be carried out to estimate the reliability of power systems, the producibility and payback time of wind, photovoltaic and cogeneration power plants.
During the final oral exam, case studies may be proposed to be analyzed both qualitatively and numerically.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche relative alla transizione energetica, alla sostenibilità ambientale e alla corretta valorizzazione economica dell'energia, applicandole alla valutazione di investimenti in campo energetico o alla copertura ottimale del fabbisogno di utenze energetiche anche complesse.
Lo studente potrà sviluppare capacità di lavoro in gruppo e di approfondimento autonomo successivo delle tematiche ingegneristiche, economiche e regolatorie riguardanti il mercato dell'energia.
Students will develop a good awareness of energy transition challenges, environmental sustainability, economic aspects of energy conversion, purchase, exchange and sale, to be possibly applied to assess energy investments or to optimal energy procurement.
The student will be able to develop teamwork skills and subsequent autonomous in-depth study of engineering, economic and regulatory issues concerning the energy market.
Mediante discussioni in aula, esercitazioni e l'esame finale orale.
Through classroom discussions and exercises.
Primo modulo (Tecnica e economia dell'energia):
Conoscenze di base di matematica, fisica, chimica, termodinamica ed elettrotecnica.
Secondo modulo (Gestione dei sistemi elettrici e, per mutuazione, Mercati dell'energia elettrica):
Conoscenza di base della struttura e del funzionamento dei sistemi elettrici e del gas.
Basic knowledge of math, physics, chemistry, termodynamics, electrical circuits, power systems.
Didattica frontale
Frequenza: non obbligatoria
Attività didattiche:
lezioni ed esercitazioni in classe
partecipazione alle discussioni
lavoro di gruppo
Metodi di insegnamento:
lezioni
Apprendimento basato sulle attività / sui problemi / sull'indagine
laboratorio informatico
Delivery: face to face lectures
Attendance: Not mandatory
Learning activities:
Teaching methods:
Primo modulo (Tecnica e economia dell'energia):
Carbone: caratteristiche chimico-fisiche, impieghi come materia per la metallurgia e per l'energia. Disponibilità e flussi di commercializzazione. Andamento storico dei prezzi a livello del mercato mondiale. Sintesi delle tecnologie di estrazione, accumulo, trasporto e utilizzazione. Energia nucleare.
Secondo modulo (Gestione dei sistemi elettrici e, per mutuazione, Mercati dell'energia elettrica):
La gestione dei sistemi energetici: sistemi verticalmente integrati e sistemi liberalizzati.
Sistemi elettrici verticalmente integrati (cenni): modello settimanale e mensile del carico, manutenzione programmata degli impianti di generazione, unit commitment e dispacciamento.
I processi di liberalizzazione dei sistemi elettrici. Operatori di mercato e di sistema. Third Party Access.
Architettura del mercato elettrico italiano.
Tariffe di misura e di trasporto. Oneri di sistema. Prezzi di fornitura e oneri di dispacciamento.
Regimi di maggior tutela e di salvaguardia. Tariffazione dei clienti domestici.
Mercati all'ingrosso: Mercato del Giorno Prima, Mercato Infragiornaliero, Mercato a Termine.
Esercitazione: verifiche di fatturazione su clienti industriali e domestici.
Prosumer, cessione, scambio, vendita, incentivi alle FER e comunità energetiche.
Esercitazione di calcolo del payback time di impianti eolici e fotovoltaici.
Mercati dei servizi di sistema: Mercato dei servizi di dispacciamento e Mercato di Bilanciamento.
Riserva operativa e bilanciamento del sistema.
Applicazione dei metodi Monte Carlo al dimensionamento della riserva operativa.
Verifiche di sicurezza in tempo reale e azioni correttive. Natura, causa e criticità delle principali contingenze in tempo reale.
Impatto della generazione da fonti rinnovabili non programmabili sull'affidabilità del sistema. Le Smart Grid.
Il mercato del gas naturale: analogie e differenze con il mercato elettrico.
Prezzi e tariffe del gas naturale.
Esercitazione: verifiche di fatturazione del gas naturale.
Titoli di Efficienza Energetica.
Stima del payback time di un cogeneratore.
First module ("Tecnica e economia dell'energia"):
Second module ("Gestione dei sistemi elettrici" and, for students of Electrical Engineering, "Mercati dell'energia elettrica"):
Planning and operation of energy systems: vertically-integrated utilities and deregulated systems.
Vertically-integrated power systems (hints): load model, scheduled maintenance of generating plants, unit commitment and dispatching.
Deregulation of power systems.
Architecture of the Italian electricity market.
Measurement and transport fees. System charges.
Supply prices and dispatching charges. Industrial and domestic customers.
Wholesale electricity markets. Day Ahead Market, Intradaily Market, Forward Market.
Exercise: electricity bills.
Prosumers, energy exchange and sale, incentives to renewables and energy communities.
Exercise: payback time of wind and photovoltaic power plants.
Ancillary services markets.
Operating reserve and system balancing.
Monte Carlo methods and simulation of power systems.
Exercise: reliability of a generating system; expected production of a wind farm.
Use of Monte Carlo techniques to size operating reserve.
Real-time security checks and corrective actions. Real-time contingencies.
Impact of non-programmable renewable generation on power system reliability. Smart Grids.
The natural gas market: similarities and differences w.r.t. electricity markets
Prices and tariffs of natural gas.
Exercise: natural gas bills.
White Certificates.
Payback time of a cogenerator.
Il materiale didattico è disponibile sul canale Teams del corso.
Slides and numerical examples can be downloaded from the MS Teams room of the course.
Il materiale didattico è disponibile sul canale Teams del corso.
Slides and numerical examples can be downloaded from the MS Teams room of the course.
Esame orale.
Final oral exam.
