139 resultados para Energy Harvesting, Convertitori di potenza, Maximum Power Point Tracking, Applicazioni low power
Resumo:
Oggetto di questa tesi lo studio di una rete di teleriscaldamento (TLR) preesistente, la rete di Corticella (Bo) ipotizzando la presenza di sottostazioni di scambio termico attive. Inizialmente sono state presentate le sottostazioni di scambio termico sia tradizionali che attive. Nelle tradizionali ci si soffermato sul tipo di regolazione che pu avvenire. Per quanto riguarda le sottostazioni di scambio termico attive son stati esaminati i 4 layout che permettono uno scambio termico bidirezionale di energia termica. E stato presentato il software IHENA (intelligent Heat Energy Network Analysis) creato dal dipartimento di ingegneria industriale, che ha permesso di effettuare le simulazioni sulla rete analizzata. Viene mostrato lalgoritmo di Todini-Pilati generalizzato dallutilizzo delle equazioni di Darcy-Weisbach su cui si basa il motore di calcolo. Inoltre vengono presentati i vari input che necessario inserire per ottenere il calcolo della rete. Dopo nozioni di base relative al teleriscaldamento attivo e la presentazione del software utilizzato si passati alla vera e propria analisi della rete di teleriscaldamento. Sono state effettuate varie simulazioni per vedere landamento della rete di Corticella sia considerandola passiva (come nella realt) che ipotizzandola attiva tramite linserimento di sottostazioni di scambio termico ative. Le analisi condotte riguardano i seguenti punti. a) E stata presentata la rete di Corticella cosi come andando a studiare quindi il caso base. b) Sono state svolte delle analisi per vedere come si comportava la rete nel caso in cui venivano variati dei parametri operativi come i carichi termici richiesti dalle utenze. c) Sono stati valutati i percorsi pi critici. d) Si condotta un analisi sulla regolazione al variare delle temperature esterne. Dopo l'analisi del caso base sono state introdotte delle sottostazioni di scambio termico attive, prima solo una, e poi varie lungo determinati percorsi. Le valutazioni effettuate mettevano in primo piano gli andamenti della temperatura nei percorsi, la potenza termica generata dalla sorgente, la temperatura di ritorno in centrale e se si verificano delle problematiche sugli scambiatori di calore. In queste simulazioni sono stati valutati tutti e quattro gli schemi utilizzabili. Infine stata effettuata un analisi comparativa tra le varie soluzioni studiate per poter mettere a confronto i casi. In particolare anche qui si sono voluti confrontare i valori di potenza spesa per il pompaggio, temperatura di ritorno in centrale e potenza termica offerta dalla sorgente.
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Questo lavoro di Tesi, svolto nellambito dellesperimento BEC3 presso il LENS, costituisce il primo approccio al problema della stabilizzazione del campo magnetico di bias in una trappola per atomi ultra-freddi. Stabilizzare il campo magnetico generato da una coppia di bobine si traduce nello stabilizzare la corrente che le attraversa e il primo passo verso la soluzione di questo problema consiste nello stimare lo spettro di potenza del rumore in corrente del circuito. A questo scopo stata misurata la PSD (Power Spectral Density) del segnale ai capi di diversi sensori per alcuni valori di corrente erogata da due diversi alimentatori. La PSD stata misurata sia in maniera diretta, che indiretta, attraverso la trasformata di Fourier della Funzione di Autocorrelazione del segnale, misurata nelle stesse condizioni descritte. I dati raccolti costituiscono la base da cui partire per la progettazione e la realizzazione del circuito di stabilizzazione.
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L'evoluzione della tecnologia allo stato solido e il fiorire di nuove applicazioni determinano una forte spinta verso la miniaturizzazione dei convertitori elettronici di potenza. Questa riduzione di pesi ed ingombri particolarmente sentita anche in quei convertitori di media potenza che necessitano di un trasformatore d'isolamento. In quest'ambito assume importante rilievo l'utilizzo di una architettura circuitale a ponte intero e di tecniche in grado di spingere la frequenza di commutazione il pi in alto possibile. Questa tesi si propone quindi di studiare a fondo il funzionamento dei convertitori DC/DC isolati di tipo Full-Bridge e pilotati con la tecnica di modulazione Phase-Shifted che ben si presta all'impiego di commutazioni risonanti del tipo Zero-Voltage-Switching. L'analisi teorica sar corroborata da simulazioni condotte su LTspice e sar orientata all'individuazione di una metodologia di progetto generale per questo tipo di convertitori. Al fine di formalizzare meglio il progetto si individuata una possibile applicazione nell'alimentazione di un DC-bus per telecomunicazioni (48 Volt DC sostenuti da batterie) a partire da una fonte di energia fotovoltaica quale una stringa di pannelli operanti con tensioni variabili da 120 a 180 Volt DC. Per questo particolare tipo di applicazione in discesa pu avere senso l'impiego di un rettificatore del tipo a duplicazione di corrente, che quindi si provveder a studiare e ad implementare a secondario del trasformatore d'isolamento. Infine particolare cura sar dedicata alla parte di controllo che si ha intenzione di integrare all'interno di LTspice cos da riuscire a simulare il comportamento dinamico del convertitore e verificare quanto predetto in via teorica mediante l'impiego della procedura che utilizza il K-Factor per la realizzazione della rete compensatrice.
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La tesi in oggetto affronta il problema di realizzare un circuito per la gestione della corrente di una batteria ricaricabile. Il circuito esegue fasi di carica e scarica a corrente costante e programmabile. La batteria impiegata nel sistema considerata carica a 5 V e scarica a 3 V. Un'alimentazione di 15 V viene fornita da una fonte esterna. Per la progettazione del circuito di carica, viene studiato il transitorio della batteria da 3 V a 5 V. Il circuito di scarica effettua invece il comportamento opposto, facendo fluire corrente dalla batteria, che decresce da 5 V a 3 V, con il flusso di potenza diretto verso l'alimentazione esterna. Entrambe le fasi vengono effettuate in maniera programmabile: variando la tensione di un MOSFET a canale p viene fornita la corrente costante scelta in un intervallo che varia da 100 mA a 5 A, come richiesto dalle specifiche di progetto. Per selezionare in quale modalit deve operare il circuito, si utilizzata una rete a pass transistor. I convertitori posti a monte del circuito e la logica pass transistor sono stati impiegati nel circuito per la loro semplicit di impiego. Tali scelte, in un secondo momento, potranno esser riviste per impiegare soluzioni migliori e pi efficienti. Il circuito realizzato soddisfa le specifiche di progetto.
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Con questa tesi di laurea si vogliono analizzare le possibili cause e motivazioni e le molteplici soluzioni di fenomeni presenti sia in ambito domestico sia in ambito industriale e riguardanti i sistemi di protezione per i guasti verso terra. Le problematiche analizzate, come si vedr, sono sempre pi tematiche di attualit e questo a causa del sempre maggiore utilizzo di elettronica di potenza, convertitori, inverter, computer e controlli elettronici in generale. Se da un lato questi carichi sono sempre pi sensibili ad interruzioni o anomalie nella tensione ai loro capi, daltro canto spesso essi stessi sono tra i colpevoli delle anomalie stesse. In un primo momento si vedr un fenomeno molto comune e conosciuto che lo scatto intempestivo del differenziale che pu causare danni di una certa entit. In una seconda parte saranno poi analizzate altre problematicit legate allinterruttore differenziale ed ai sistemi di terra, in particolare per quanto riguarda il loro funzionamento nel caso di correnti di guasto non perfettamente sinusoidali o totalmente non sinusoidali. La non sinusoidalit, originata prevalentemente dai carichi non lineari, oltre a dare le problematiche ben conosciute sia a livello di rete sia a livello dei carichi collegati (aumenti delle perdite, malfunzionamenti, sovraccarico del conduttore di neutro) d distorsione della corrente (in questo caso di quella di guasto a terra) modificando sia il comportamento del differenziale in caso di guasto (ad esempio mancato intervento dellinterruttore con i conseguenti pericoli per lessere umano) sia le curve di sicurezza. Per procedere ad unanalisi pi dettagliata delle non idealit nel funzionamento nellinterruttore automatico differenziale (sia per quanto riguarda lo scatto intempestivo sia per quanto riguarda altre problematiche) necessario conoscerne in maniera adeguata sia la struttura sia il principio di funzionamento ed anche le diverse tipologie esistenti sul mercato.
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Oggetto della trattazione il recupero di energia da parte di una valvola idraulica durante il processo di regolazione del flusso di corrente in un impianto. Questa valvola di regolazione, detta GreenValve, un brevetto del Politecnico di Milano, ad opera del Prof. Ing. Stefano Malavasi coadiuvato da un gruppo di ricercatori e tesisti, tra i quali spicca il nome di Cecilia Paris. Cecilia ha incentrato il proprio lavoro sullanalisi teorica e sperimentale della Valvola Verde, ed dalla sua Tesi che il suddetto elaborato trae ispirazione.
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La tesi verte sulle procedure di verifica delle prestazioni di potenza degli aerogeneratori. Si realizzato un test di verifica su una centrale eolica in esercizio, sito nella provincia di Salerno, utilizzando diverse metodologie di verifica, delineate dai pi importanti centri di ricerca internazionali, al fine di valutare l'affidabilit di ognuna di esse.
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Noti il campo spaziale di riflettivit Z [mm3], che una misura della potenza del segnale di ritorno verso il radar che laveva emesso e le misure pluviometriche delle stazioni piemontesi (che sono pi di 300), la metodologia proposta consiste nello stimare una relazione di potenza del tipo Z=aR^b applicabile allintera Regione. Con tale fine si determineranno i coefficienti a e b in modo che sia possibile valutare il campo di precipitazione areale R [mm3/h]. I risultati verranno confrontati con quelli derivanti dallattuale formula utilizzata da ARPA Piemonte: Z=300R^1.5 (Joss e Waldvoguel, 1970)
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Questa tesi di laurea nasce dallesperienza maturata presso la VM Motori S.p.A., ufficio CRM (Centro Ricerca Motori) di ingegneria, divisione del reparto R&D (Research and Development) situato a Cento di Ferrara. Durante tale esperienza sono state affrontate le problematiche inerenti al settore automotive riguardo la ricerca e lo sviluppo dei motori endotermici diesel. Dopo un approccio introduttivo, che definisce lambito lavorativo in cui opera VM Motori S.p.A. e loggetto della tesi, si passa alla definizione ed alla calibrazione di un circuito low pressure EGR di un propulsore diesel da 200HP@3800rpm di potenza e 500Nm@1600rpm di coppia per uso automobilistico, mediante lausilio dei software AMO, INCA, Controldesk Next Generation, DoE, DIAdem ed INDICOM, software per lo studio della calibrazione al banco sviluppo. Si analizzano gli aspetti che contraddistinguono la VM Motori S.p.A. dalle altre aziende specializzate nel settore automotive, facendo riferimento ai campi produttivi in cui si applica lingegneria meccanica ed analizzandone gli aspetti tecnici, metodici e gestionali. Da notare il ruolo fondamentale delle automotive nelleconomia mondiale in riferimento alla produzione dei principali propulsori diesel, primarie fonti produttive della VM.
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Il presente lavoro di tesi di laurea suddiviso in quattro parti principali: nel primo capitolo sono presentati i CubeSat progettati e in fase di realizzazione; successivamente viene presentata la descrizione dei materiali scelti per la realizzazione dei pannelli solari; nel terzo capitolo illustrato il sistema di potenza necessario a soddisfare le esigenze dei satelliti prendendo in esame l'ambiente spaziale dove dovranno orbitare ed infine sono analizzati gli effetti osservati e le valutazioni fatte a seguito dei test a cui stato sottoposto il sistema fotovoltaico.
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Nei decenni passati sono stati svolti numerosi studi su sistemi di generazione di potenza elettrica da applicare al settore spaziale, in particolar modo a satelliti e sonde. Ne sono un esempio le analisi riportate dalla Nasa oppure quelle condotte in paesi come il Giappone dallagenzia spaziale JAXA. Uno dei sistemi spesso utilizzati per generare potenza elettrica si basa sullapplicazione di motori Stirling accoppiati ad un generatore lineare; la differenza di temperatura necessaria per il funzionamento del motore ottenuta tramite il calore fornito dai radioisotopi di plutonio 238, mentre il raffreddamento del motore avviene mediante scambio termico con lambiente esterno.
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Il presente lavoro di tesi stato svolto presso la DTU, Technical University of Denmark, nel Department of Energy Conversion and Storage, Riso Campus. Lo scopo del periodo di soggiorno estero stato quello di caratterizzare appropriati moduli termoelettrici forniti da aziende del settore, utilizzando un opportuno apparato di caratterizzazione. Questultimo noto come module test system e, nello specifico, stato fornito dalla PANCO GmbH, azienda anchessa attiva nel campo delle tecnologie termoelettriche. Partendo da uno studio teorico dei fenomeni fisici interessati (effetto Seebeck per la produzione di potenza termoelettrica), si cercato in seguito di analizzare le principali caratteristiche, ed elementi, del module test system. Successivamente a questa prima fase di analisi, sono stati condotti esperimenti che, con laiuto di modelli computazionali implementati attraverso il software Comsol Multiphysics, hanno permesso di studiare laffidabilit del sistema di caratterizzazione. Infine, una volta acquisite le basi necessarie ad una corretta comprensione dei fenomeni fisici e delle caratteristiche relative alla strumentazione, sono stati analizzati moduli termoelettrici di tipo commerciale. In particolare, sono stati estrapolati dati quali correnti, tensioni, gradienti di temperatura, che hanno permesso di ricavare flussi termici, efficienze, e potenze che caratterizzano il modulo in questione durante le condizioni di funzionamento. I risultati ottenuti sono stati successivamente comparati con dati forniti dal produttore, presenti sul catalogo.
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La Tesi presenta uno studio sulla distribuzione dei raggi di Einsten compiuta su campioni di ammassi simulati. Il codice utilizzato, MOKA, consente la costruzione di vasti campioni di ammassi in differenti cosmologie e con differenti parametri strutturali. I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli ottenuti dalla simulazione cosmologica N-body ad alta risoluzione MUSIC. Sono stati quindi prodotti campioni di ammassi per sette valori diversi della normalizzazione dello spettro di potenza e 7 valori diversi del parametro di densit della materia mantenendo la geometria piatta
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Internet of Energy un progetto di ricerca europeo nato con lo scopo di sviluppare infrastrutture hardware e software volte a introdurre la mobilit elettrica veicolare nei moderni contesti urbani. stato oggetto di tesi di Federco Montori il quale ha sviluppato un primo prototipo di piattaforma comprendente un servizio cittadino di gestione delle ricariche, unapplicazione mobile che vi interagiva e infine un simulatore necessario al test della piattaforma. Nel corso di oltre un anno di sviluppo ho riscritto tutte le componenti software che costituivano il progetto ampliandone notevolmente le funzionalit, rendendole modulari e ben ingegnerizzate. Del progetto originario stata ereditata larchitettura ontology-based basata sullo scambio di informazioni tramite il Semantic Information Broker (SIB). Il mio contributo iniziato nel 2012 con la riscrittura dellapplicazione mobile che inizialmente funzionava solo in presenza del simulatore. Attualmente permette di interfacciarsi a un veicolo reale tramite la tecnologia Blue&Me di Fiat. Questo approccio stato reso possibile grazie allopportunit offerta dal Centro Ricerche Fiat, che ci ha permesso di testare presso loro sede lapplicazione mobile su un prototipo di Daily elettrico. Ho inoltre introdotto lo studio del profilo altimetrico e consumo energetico che separa il possessore dello smartphone da una determinata destinazione. Nel 2013 ho deciso di riscrivere il Servizio Cittadino per renderlo conforme a un nuovo protocollo di prenotazione. Ho colto loccasione per rendere il servizio altamente performante grazie a tecniche quali: pool di thread, pool di oggetti e caching. Infine a cavallo tra il 2013 e il 2014 ho riscritto il simulatore al fine di ottimizzare il consumo di risorse, velocizzare il setup delle simulazioni e sopratutto renderlo pi conforme alla realt. Questo lavoro ha permesso di avere una piattaforma software che permette di valutare realisticamente gli scenari di mobilit elettrica veicolare.
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In alcuni paesi in via di sviluppo la forte crescita demografica ha favorito linsinuarsi di un sistema consumistico, che comporta la generazione di ingenti quantitativi di rifiuti urbani. In tali paesi il problema aggravato dalla progressiva urbanizzazione, con la conseguente necessit di smaltire i rifiuti solidi urbani nelle immediate vicinanze delle citt dove vengono prodotti in gran quantit.Storicamente nei piani di gestione dei rifiuti si sempre tenuta in considerazione la tutela della salute pubblica e dellambiente; negli ultimi anni cresciuta lattenzione verso lutilizzo dei rifiuti come fonte di materie prime o di energia. Ai metodi di smaltimento tradizionali, rappresentati dalle discariche e dagli impianti di incenerimento, si sono progressivamente affiancate tecniche per la valorizzazione dei rifiuti: alcune di queste differenziano i rifiuti in base al materiale di cui sono costituiti per ottenere materie prime (raccolta differenziata), altre invece ricavano energia mediante opportuni trattamenti termici(termovalorizzazione). Se lincenerimento dei rifiuti nato con lobiettivo di ridurne il volume e di distruggere le sostanze pericolose in essi presenti, la termovalorizzazione comprende un secondo obiettivo, che quello di valorizzare il potere calorifico dei rifiuti, recuperando la potenza termica sviluppata durante la combustione e utilizzandola per produrre vapore, successivamente impiegato per produrre energia elettrica o come vettore termico per il teleriscaldamento. Il presente lavoro di tesi fa seguito ad un tirocinio svolto presso il termovalorizzatore costituito dal forno F3 per rifiuti speciali anche pericolosi della societ Herambiente, ubicato in via Baiona a Ravenna. Limpianto utilizza un forno a tamburo rotante, scelto proprio per la sua versatilit nellincenerire varie tipologie di rifiuti: solidi, liquidi organici e inorganici, fluidi fangosi. Negli ultimi anni si delineato un aumento della richiesta di incenerimento di liquidi inorganici pericolosi, che sono prodotti di scarto di processi industriali derivanti dagli impianti del polo chimico ravennate. La presenza di unelevata quantit di liquidi inorganici in ingresso al forno fa calare lenergia disponibile per la combustione e, di conseguenza, porta ad un consumo maggiore di combustibile ausiliario (metano). Si pone un problema di ottimo e cio, a parit di potenza elettrica prodotta, occorre trovare la portata di rifiuti inorganici da inviare al forno che limiti la portata di metano in ingresso in modo da ottenere un utile netto positivo; ovviamente la soluzione ottimale influenzata dal prezzo del metano e dalla remunerazione che il gestore riceve per lo smaltimento dei reflui inorganici. Limpostazione del problema di ottimo richiede la soluzione dei bilanci di materia e di energia per il termovalorizzatore. Lobiettivo del lavoro di tesi stato limpostazione in un foglio di calcolo dei bilanci di materia e di energia per il tamburo rotante e per la camera statica di post-combustione a valle del tamburo.
