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1) Distribuzione e utilizzazione dell’energia elettrica
1.1 Analisi e caratterizzazione dei carichi e dei profili elettrici finalizzate alla razionalizzazione dell’utilizzazione e al risparmio energetico. Modellazione dei profili per logiche di previsione e controllo del carico. Analisi della flessibilità della domanda elettrica.
1.2 Architetture speciali di reti elettriche di distribuzione intelligenti per microgrid e smart grid. Integrazione con generazione distribuita e con convertitori elettronici. Impiego di porzioni di rete in corrente continua integrate in reti complesse MT/BT. Sistemi di protezione.
1.3 Criteri generali per la configurazione ed il dimensionamento degli impianti elettrici di distribuzione con particolare riferimento a criteri di continuità del servizio per aumentare il livello di resilienza del sistema. Resilienza degli impianti elettrici di utilizzazione. Studio dell’affidabilità, della disponibilità e della continuità del servizio. Impianti a servizio dei CED. Impianti a servizio di strutture vulnerabili e critiche. Impianti ospedalieri. Impianti industriali e modularizzati. Studio di criteri ottimizzati di pianificazione e progettazione di reti elettriche destinate a casi speciali.
1.4 Sistemi di accumulo dell’energia elettrica finalizzati all’ottimizzazione dell’esercizio delle reti MT e BT. Integrazione delle reti con sistemi di ricarica dei veicoli elettrici.
In collaborazione con ENEA, ha curato la realizzazione di un prototipo di micro grid presso il Centro ENEA di Casaccia, dotata di sistema di accumulo e sottorete in corrente continua.
1.5 Resilienza elettrica e disaster recovery nelle reti di potenza con particolare riferimento a rischi connessi con il terremoto, le inondazioni, e altre calamità naturali. Criteri per la configurazione ed il dimensionamento per impianti a rischio sismico.
1.6 Criteri per la configurazione ed il dimensionamento di impianti elettrici utilizzatori speciali ed organizzati in aree di assorbimento, in particolare per le gallerie stradali e autostradali.
1.7 Criteri progettuali per l’impatto e l’inquinamento elettromagnetico dei sistemi di distribuzione ed utilizzazione dell’energia elettrica
2) Aggregazione delle utenze e comunità energetiche
2.1 Aggregazione delle utenze. Modelli di comunità energetiche. Modelli di microgrid per edifici e infrastrutture complesse, integrazione in smart grid e smart cities, modelli di reti complesse a servizio di edifici ad energia quasi zero NZEB, dotate di generazione, accumulo elettrico e termico e sistema di building automation. Strategie di demand side management e gestione del carico elettrico e termico. Microgrid per energy community.
2.2 Sviluppo di un modello di microgrid per comunità energetiche con uso di livelli di tensione non convenzionali e parti di rete in corrente continue con logiche di controllo democratiche e sharing delle risorse energetiche denominato “POWER SHARING” applicabile sia a microreti a livello di singolo edificio, sia a microreti composte da cluster di utenti.
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2.3 Reti elettriche per aree portuali con utilizzo di risorse energetiche distribuite, ultracapacitor e energy storage per demand side management e peak shaving. Utilizzo di controlli PSO. Applicazioni del cold ironing.
2.4 Uso razionale dell’energia elettrica e produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e cogenerazione. Applicazione di tecnologie digitali alle reti elettriche. Integrazione in microgrid dotate di risorse energetiche condivise.
3) Building automation ed uso razionale dell’energia
3.1 Studio dei vantaggi e delle applicazioni dei sistemi domotici e di building automation. Impatto nella prestazione energetica degli edifici.
La ricerca condotta sulla metodologia di valutazione della prestazione energetica dei sistemi di illuminazione e dei sistemi di controllo è alla base della norma CEI 315-16 di febbraio 2019 “Impianti di illuminazione di interno”.
La ricerca ha condotto ad un brevetto dal titolo " Dispositivo meccatronico di comando, Mechatronic Control Device, depositato in Italia il 10/05/2021, numero 102021000011870".
3.2 Impianti di illuminazione ad alta efficienza dotati di sistemi di regolazione ad elevata tecnologia.
Nell’ambito della tematica è stato realizzato un progetto sperimentale pilota di efficientamento del sistema di illuminazione della biblioteca Quaroni della Facoltà di Economica della Sapienza.
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3.2 Impianti di illuminazione ad alta efficienza dotati di sistemi di regolazione ad elevata tecnologia.
Nell’ambito della tematica di ricerca è stato realizzato un progetto sperimentale pilota di building automation di alcune aule universitarie della Facoltà di Ingegneria con controllo dinamico in funzione della luce diurna e dell’effettiva presenza di persone in collaborazione con ABB.
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3.3 Sistemi di controllo per la building automation.
Architetture di sistemi HBES e HBA con particolare riferimento ai protocolli Konnex e Modbus.
Applicazione di algoritmi di ottimizzazione energetica e funzionale basati su logica fuzzy e logiche predittive.
Applicazioni di modelli gestionali basati su intelligenza artificiale nel controllo delle microreti con particolare riferimento al controllo della domanda.
3.4 Sistemi di metering e monitoring. Architetture di reti di misura e monitoraggio degli impianti elettrici. Valutazione di indicatori di performance e di copertura delle misure con particolare riferimento alla disaggregazione dei valori per usi energetici.
3.5 Applicazioni di approccio BIM nelle reti elettriche per la realizzazione di dynamic digital twin (DDT).
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4) Studio del comportamento termico dei cavi di bassa tensione per la protezione dal sovraccarico
4.1 Comportamento termico dei cavi elettrici di bassa tensione e protezione dei cavi elettrici dalle correnti di sovraccarico
4.2 Funzionamento dei circuiti in servizio continuo ed in regime di carico variabile o ciclico, legame tra le perdite di vita di un cavo e la corrente che lo attraversa. Sistema di monitoraggio delle perdite di vita nei cavi elettrici dei sistemi di distribuzione BT
5) Studio dei sistemi di protezione e controllo e del corto circuito
5.1 Sistemi di protezione dallo shock elettrico ed analisi del rischio nella sicurezza elettrica.
La pubblicazione sintesi del metodo di analisi ha ricevuto il premio 2004 Prize Paper Award for the Codes & Standards Committe dal Awards and Recognition I&C Power Systems Department presso l’IEEE/IAS.
5.2 Studio di un modello per l’arco elettrico e della problematica della protezione dal corto circuito minimo.
La pubblicazione C11 sulla messa a punto di un modello di calcolo ha ricevuto il premio 2005 Prize Paper Award for the Codes & Standards Committe da Awards and Recognition I&CPS Technical Conference in Deaborn-Detroit MI USA.
La ricerca ha condotto ad un brevetto dal titolo: “Cavo elettrico con dispositivo di messa a terra”, depositato in Italia il 9.10.2001 a nome dell’Università di Roma “La Sapienza” ed esteso all’estero col titolo: FGFC “Forced Ground Fault Cable”.
6) Analisi dei rischi elettrici e procedure di sicurezza
6.1 Sistemi di protezione dallo shock elettrico e condizioni di sicurezza ed analisi dei rischi elettrici.
7) Criteri per la progettazione dell’impianto di protezione dalle scariche atmosferiche
7.1 Contributo alla definizione di nuovi criteri per il posizionamento dei sistemi di captazione per complessi di edifici
8) Studio delle reti di terra
8.1 Contributo alla modellazione degli impianti di terra ed alla misura delle tensioni di contatto e di passo.
La ricerca condotta sulla metodologia di misura delle tensioni di passo e di contatto è stata recepita ed adottata dalla normativa tecnica ENEL DK4461 2002 e UTR LAM COT.
8.2 Influenza delle masse estranee e analisi del comportamento dei sistemi flottanti. Impianto di terra globale.
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