Laboratorio Smart Grid Avanzato

Panoramica

Il Laboratorio Smart Grid Avanzato rappresenta l’estensione naturale del laboratorio Smart Grid Base, aggiungendo moduli specializzati per il controllo e la sincronizzazione dei generatori e la simulazione di centrali elettriche di diversa tipologia. Questa configurazione consente di affrontare tematiche avanzate legate alla generazione distribuita, al bilanciamento domanda/offerta e alla gestione intelligente delle reti.

Il modulo EUG (Controllo e Sincronizzazione Generatore) permette agli studenti di sperimentare le tecniche di parallelo macchina utilizzate nelle centrali elettriche reali: sincronizzazione Dark, Light e Cyclic, regolazione della potenza attiva e reattiva, controllo automatico del fattore di potenza (cos-phi). Competenze fondamentali per chi operera nella gestione delle reti elettriche.

Il modulo EUK (Impianti di Pompaggio e Centrali Elettriche) offre una panoramica completa sulle diverse tecnologie di generazione — dalla lignite al nucleare, dalle turbine a gas al biogas, dall’idroelettrico alle pompe di calore — con simulazione SCADA della rete intelligente. Gli studenti possono cosi comprendere le sfide del mix energetico e della transizione energetica in un contesto pratico e sperimentale.

Equipaggiamento

Moduli Base (inclusi dal laboratorio Smart Grid Base)

Modulo	Descrizione
ESG 1.1 Doppia Barra Collettrice	Sistema trifase completo con alimentazione, linee, rele, SCADA
ESG 1.2 Carichi Complessi	Motore 1kW, ActiveServo, compensazione reattiva, monitoraggio picco

Moduli Avanzati

Modulo	Tipo	Contenuto
EUG Sincronizzazione Generatore	Controllo generatore	Sincronizzazione Dark/Light/Cyclic, potenza attiva/reattiva, cos-phi automatico
EUK Centrali Elettriche	Simulatore centrali	Lignite, carbone, gas, vapore, biogas, nucleare, idroelettrico, pompe calore

Dettaglio EUG - Sincronizzazione Generatore

Esperimento	Descrizione
Sincronizzazione Dark	Metodo classico con lampadine spente al punto di sincronismo
Sincronizzazione Light	Metodo con lampadine accese al punto di sincronismo
Sincronizzazione Cyclic	Metodo automatico con sincronoscopio
Regolazione potenza attiva	Controllo della potenza attiva immessa in rete
Regolazione potenza reattiva	Controllo della potenza reattiva e del cos-phi
Controllo automatico	Regolazione automatica cos-phi e potenza con feedback

Dettaglio EUK - Centrali Elettriche

Centrale	Tecnologia	Caratteristiche Simulate
Lignite	Termoelettrica	Tempi avviamento lunghi, carico base
Carbone	Termoelettrica	Media flessibilita, emissioni CO2
Turbina a gas	Ciclo aperto	Avviamento rapido, carico di punta
Turbina a vapore	Ciclo chiuso	Alta efficienza, carico intermedio
Biogas	Rinnovabile	Generazione programmabile, cogenerazione
Nucleare	Fissione	Carico base costante, alta potenza
Idroelettrico	Rinnovabile	Rapida regolazione, accumulo energia
Pompaggio	Accumulo	Stoccaggio energia, bilanciamento rete

Proposta Laboratorio Base

La configurazione avanzata completa comprende:

• 1x ESG 1.1 Sistema Doppia Barra Collettrice completo su carrello SybaPro
• 1x ESG 1.2 Carichi Complessi e Monitoraggio Picco
• 1x EUG Circuiti Controllo e Sincronizzazione Generatore
• 1x EUK Impianti Pompaggio e Centrali Elettriche
• Software SCADA completo per tutti i moduli

Nota: i moduli ESG 1.1 e ESG 1.2 sono prerequisito per il funzionamento dei moduli avanzati EUG e EUK.

Obiettivi Didattici

Al termine del percorso formativo, gli studenti saranno in grado di:

1. Sincronizzare generatori alla rete utilizzando i metodi Dark, Light e Cyclic, verificando le condizioni di parallelo (tensione, frequenza, fase, sequenza).
2. Controllare potenza attiva e reattiva dei generatori connessi alla rete, gestendo il bilanciamento energetico e il fattore di potenza.
3. Gestire centrali elettriche di diversa tipologia comprendendo tempi di avviamento, flessibilita operativa, efficienza e impatto ambientale di ciascuna tecnologia.
4. Operare impianti di pompaggio idroelettrico per l’accumulo di energia, comprendendo il ruolo dello stoccaggio nel bilanciamento domanda/offerta.
5. Utilizzare sistemi SCADA per il monitoraggio in tempo reale della rete, la visualizzazione dei flussi di potenza e la gestione degli allarmi.
6. Progettare reti intelligenti complete integrando generazione convenzionale, fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e carichi gestibili.

Metodologia

Il percorso didattico avanzato prevede:

• Propedeuticita: completamento degli esperimenti Smart Grid Base prima dei moduli avanzati
• Sincronizzazione progressiva: dai metodi manuali (Dark/Light) al controllo automatico (Cyclic)
• Simulazione mix energetico: configurazione di scenari con diverse combinazioni di centrali
• Gestione rete intelligente: esercitazioni con SCADA su bilanciamento, guasti e transitori
• Progetti complessi: progettazione di una rete intelligente completa con generazione distribuita
• Analisi economica: valutazione costi/benefici delle diverse tecnologie di generazione

Servizi Inclusi

Mekhan fornisce un servizio completo chiavi in mano:

• Consulenza tecnica per la configurazione ottimale del laboratorio avanzato
• Sopralluogo per verifica impianti e spazi per i moduli aggiuntivi
• Trasporto e installazione con integrazione dei moduli avanzati al sistema base
• Collaudo funzionale completo di tutti gli esperimenti base e avanzati
• Formazione docenti specializzata su sincronizzazione, centrali e gestione rete
• Assistenza tecnica nazionale con supporto dedicato per sistemi Smart Grid