PROGRAMMA DEL CORSO

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PROGRAMMA DEL CORSO

Details: Category: LABORATORIO DI DISPOSITIVI E SISTEMI PER L’ENERGIA E L’EFFICIENZA ENERGETICA

Il corso si propone studiare i dispositivi ed i sistemi per l'energia e l'efficienza energetica. Nella prima parte del corso si prevede un'introduzione ai dispositivi per l'energia e nella seconda parte per l'efficienza energetica, andando a valutarne sia le metodologie di realizzazione che la loro caratterizzazione. Verranno presentate i diversi approcci per la realizzazione di sistemi energeticamente efficienti, con una introduzione al concetto di smart grid ed alle soluzioni di tipo "smart lighting".

PROGRAMMA	ESERCITAZIONI
Dispositivi e Sistemi per l'Energia Richiami interazione luce-semiconduttore: processi di assorbimento Fotovoltaico introduzione ai sistemi fotovoltaici realizzazione di dispositivi di nuova generazione tecniche di misura stabilità e certificazione strategie di frontiera (prof. Brunetti, 2 settimane) Termoelettrici Introduzione Parametri caratteristici Caratterizzazione in laboratorio (Prof. Reale, 1 settimana) Cenni su Eolico, Idroelettrico, Biomasse Introduzione Sistemi mini-eolici, Mini-idroelettrico Generalità sulle biomasse (Prof. Brunetti, 1 settimana) Accumulo L'accumulo di energia: le batterie Parametri funzionali Metodologie di realizzazione e caratterizzazione (Prof. Brunetti, 1 settimana) Efficienza Energetica Introduzione all'efficienza energetica Efficienza energetica per illuminazione Richiami interazione luce-semiconduttore: processi di ricombinazione LED: Sorgenti ottiche ad alta efficienza energetica - Materiali e soluzioni tecnologiche, efficienza quantica, caratteristiche spettrali - Caratterizzazione di LED come sorgenti ottiche: la misura di spettro di emissione con uscita analizzatore di spettro ottico e le caratteristiche P-I - Misure di colorimetria Progettazione di sistema integrato di illuminazione (sorgenti, generatori accumulo) (Prof. Brunetti, 2 settimane) Efficienza energetica nei dispositivi: il thermal management Materiali Packaging Caratterizzazione della dissipazione termica Affidabilità nei dispositivi (Prof. Reale, 1 settimana) Efficienza energetica per le comunicazioni Introduzione Dispositivi ad alta efficienza per le comunicazioni Esempi di sistemi di comunicazione ad alta efficienza (PON, FreeSpace Optics, etc) (Prof. Reale, 2 settimane) Smart grid Introduzione Cenni sulla gestione delle reti per l'energia (Prof. Brunetti, 1 settimane) Efficienza enegetica nei processi tecnologici Introduzione Principi di funzionamento dei vari tipi di laser applicati all'industria Laser processing per materiali e dispositivi (Prof. Reale, 1 settimana) Progettazione di sistemi integrati hardware/software per la misura LABVIEW ACADEMY (32 ore CLAD 1&2) (Prof, Reale, 2 settimane CLAD 1) ( Dr. Cinà, Dr. Ulisse, 2 settimane CLAD 2)	1) Fabbricazione e caratterizzazione di celle solari celle solari polimeriche misure elettriche IPCE: misura dell'efficienza quantica esterna spettrofotometro: assorbanza 2) Materiali e dispositivi termoelettrici Celle Peltier ed effetto Seebeck 3) Batterie monitoraggio e diagnosi 4) LED spettri di emissione caratteristiche I-V e P-V colorimetria 5) Analisi della dissipazione termica in dispositivi di potenza correlazione temperatura - spettro di assorbimento Misura del coeff. di assorbimento mediante Fotoconduttanza Applicazione all'analisi termica dei dispositivi 6) Dispositivi ottici per sistemi di tlc ad alta efficienza rigenerazione ottica: amplificatori ottici SOA ed EDFA risagomatura: Modulatori Mode locking Effetti non lineari ed applicazioni: sistemi 3R (Rigenerazione, Reshaping, Retiming) 7) Laser processing e celle solari Processi di lavorazione laser per celle solari 8) Automazione delle misure: LABVIEW Ambiente Labview Applicazione: sviluppo di interfaccia di strumento virtuale CLAD 1 CLAD 2

PROGRAMMA

ESERCITAZIONI

Dispositivi e Sistemi per l'Energia

Richiami interazione luce-semiconduttore:

processi di assorbimento

Fotovoltaico

introduzione ai sistemi fotovoltaici

realizzazione di dispositivi di nuova generazione

tecniche di misura

stabilità e certificazione

strategie di frontiera

(prof. Brunetti, 2 settimane)

Termoelettrici

Introduzione

Parametri caratteristici

Caratterizzazione in laboratorio

(Prof. Reale, 1 settimana)

Cenni su Eolico, Idroelettrico, Biomasse

Introduzione

Sistemi mini-eolici, Mini-idroelettrico

Generalità sulle biomasse

(Prof. Brunetti, 1 settimana)

Accumulo

L'accumulo di energia: le batterie

Parametri funzionali

Metodologie di realizzazione e caratterizzazione

(Prof. Brunetti, 1 settimana)

Efficienza Energetica

Introduzione all'efficienza energetica

Efficienza energetica per illuminazione

Richiami interazione luce-semiconduttore: processi di ricombinazione

LED: Sorgenti ottiche ad alta efficienza energetica

- Materiali e soluzioni tecnologiche, efficienza quantica, caratteristiche spettrali
- Caratterizzazione di LED come sorgenti ottiche: la misura di spettro di emissione con uscita analizzatore di spettro ottico e le caratteristiche P-I
- Misure di colorimetria
Progettazione di sistema integrato di illuminazione (sorgenti, generatori accumulo)

(Prof. Brunetti, 2 settimane)

Efficienza energetica nei dispositivi: il thermal management

Materiali

Packaging

Caratterizzazione della dissipazione termica

Affidabilità nei dispositivi

(Prof. Reale, 1 settimana)

Efficienza energetica per le comunicazioni

Introduzione

Dispositivi ad alta efficienza per le comunicazioni

Esempi di sistemi di comunicazione ad alta efficienza (PON, FreeSpace Optics, etc)

(Prof. Reale, 2 settimane)

Smart grid

Introduzione

Cenni sulla gestione delle reti per l'energia

(Prof. Brunetti, 1 settimane)

Efficienza enegetica nei processi tecnologici

Introduzione

Principi di funzionamento dei vari tipi di laser applicati all'industria

Laser processing per materiali e dispositivi

(Prof. Reale, 1 settimana)

Progettazione di sistemi integrati hardware/software per la misura

LABVIEW ACADEMY (32 ore CLAD 1&2)

(Prof, Reale, 2 settimane CLAD 1)

( Dr. Cinà, Dr. Ulisse, 2 settimane CLAD 2)

1) Fabbricazione e caratterizzazione di celle solari

celle solari polimeriche
misure elettriche
IPCE: misura dell'efficienza quantica esterna
spettrofotometro: assorbanza

2) Materiali e dispositivi termoelettrici

Celle Peltier ed effetto Seebeck

3) Batterie

monitoraggio e diagnosi

4) LED

spettri di emissione
caratteristiche I-V e P-V
colorimetria

5) Analisi della dissipazione termica in dispositivi di potenza

correlazione temperatura - spettro di assorbimento
Misura del coeff. di assorbimento mediante Fotoconduttanza
Applicazione all'analisi termica dei dispositivi

6) Dispositivi ottici per sistemi di tlc ad alta efficienza

rigenerazione ottica: amplificatori ottici SOA ed EDFA
risagomatura: Modulatori
Mode locking
Effetti non lineari ed applicazioni: sistemi 3R (Rigenerazione, Reshaping, Retiming)

7) Laser processing e celle solari

Processi di lavorazione laser per celle solari

8) Automazione delle misure: LABVIEW

Ambiente Labview
Applicazione: sviluppo di interfaccia di strumento virtuale
CLAD 1
CLAD 2

Testi Consigliati:

Ebeling, “Integrated Optoelectronics”, Sprinter Verlag, Berlino
Reale, Di Carlo, Lugli “Appunti di Optoelettronica, vol.1, Fibre Ottiche e Componenti a Semiconduttore”, Aracne Editrice, Roma
Di Carlo, Lugli “Appunti di Optoelettronica, vol.2, “I Materiali Semiconduttori”, Aracne Editrice, Roma
Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Edited by Antonio Luque and Steven Hegedus, WILEY