Percorso didattico del Tecnico Superiore per la gestione e la verifica di impianti energetici. secondo l European Qualification Framework - EQF

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1 Percorso didattico del Tecnico Superiore per la gestione e la verifica di impianti energetici secondo l European Qualification Framework - EQF matrice EQF del Percorso in Inverters, elettronica di potenza per le energie rinnovabili; automazione e telecontrollo Questa parte del percorso di studio ed addestramento del Tecnico Superiore Per la gestione e la verifica di impianti energetici riguarda il percorso di formazione di conoscenze, abilità e competenze utili alla progettazione e gestione dei sistemi di conversione e distribuzione dell'energia elettrica LIVELLO 5 Specifiche del livello CONOSCENZE Conoscenza teorica e pratica esauriente e specializzata, in un ambito di lavoro o di studio e consapevolezza dei limiti di tale conoscenza SPECIFICHE DEL LIVELLO ABILITÀ Una gamma esauriente di abilità cognitive e pratiche necessarie a dare soluzioni creative a problemi astratti COMPETENZE Saper gestire e sorvegliare attività nel contesto di attività lavorative o di studio esposte a cambiamenti imprevedibili; esaminare e sviluppare le prestazioni proprie e di altri

2 5.1: CONOSCENZE Conoscenze da acquisire: Il Piano formativo è costituito da lezioni in presenza (durata di 36 0re) e da lezioni pratiche in laboratorio (30 ore di laboratorio o simulazione + 6 ore visite ad impianti) a) Le lezioni in aula saranno pianificate sui seguenti argomenti: I componenti allo stato solido - Cenni - Caratteristiche e limiti di funzionamento Raddrizzatori non controllati e controllati: effetto della commutazione - potenza reattiva messa in gioco lato AC - contenuto armonico della tensione di uscita e della corrente di ingresso - funzionamento da inverter dei raddrizzatori controllati. Convertitori DC-DC: buck, boost, buck-boost - convertitori a ponte (PWM, logica di controllo unipolare e bipolare) - confronto tra convertitori dc-dc. Inverter: funzionamento in onda quadra e con PWM, tensione di uscita e corrente assorbita lato DC Generatore asincrono autoeccitato Generatore asincrono a rotore avvolto con alimentazione rotorica mediante convertitore. Generatore sincrono a magneti permanenti. Controllo del punto di lavoro di turbine azionanti generatori asincroni. Applicazioni dei convertitori elettronici in sistemi di generazione elettrica da fonti rinnovabili. Convertitori per il collegamento alla rete di sistemi di generazione elettrica da fonti rinnovabili. Protocolli di trasmissione utilizzati negli impianti di automazione e telecontrollo. Gli standard OPC, SCADA, KNX. I software di supervisione, gestione e controllo locale tramite bus o rete Ethernet. Interfacciamento tra SCADA e i vari sottosistemi. Controllo a distanza di impianti di generazione da fonti rinnovabili. b) L acquisizione di conoscenze e abilità mediante esperienze pratiche in laboratorio verterà: sulla simulazione e verifica delle prestazioni sistemi di conversione per impianti a fonti rinnovabili sulla prova e verifica di catene di trasmissione dei dati funzionali e sistemi di telecontrollo sulla verifica dell utilizzo del software di supervisione, gestione e controllo locale ed in modo particolare sulla programmazione di PLC e sistemi di controllo a DSP per la gestione di inverter di potenza Metodologia di apprendimento delle conoscenze: I contenuti formativi di questa fase sono acquisiti: a) mediante lezioni frontali d aula in presenza, che fruiscono, per la parte erogata con lezioni frontali a carattere pratico, di docenti e laboratori della scuola ITS. (cfr : durata 36 ore d aula) b) lezioni teorico/pratiche in laboratorio: le lezioni pratiche che sono previste dal percorso didattico (cfr : durata 36 ore di laboratorio o simulazione)

3 Verifica delle conoscenze Il conseguimento dei risultati di questa fase del processo formativo sarà dimostrato mediante: 1. il superamento di test a risposta multipla sulle materie oggetto del percorso di cui al punto Interrogazione e valutazione orale di relazioni scritte ABILITÀ Abilità da acquisire Il corso fornisce allo studente le basi per la progettazione e il dimensionamento dei sistemi di generazione, conversione e distribuzione dell'energia elettrica. Inoltre fornisce la principali abilità per la programmazione di sistemi di telecontrollo e automazione basati su PLC e DSP. Le abilità da acquisire si riferiscono, pertanto, alla capacità di eseguire, comprendere o procedere a: Simulazione di stati funzionali Abilità nella comprensione dei data sheet di apparecchiature principali di un sistema di conversione elettronica di energia Abilità nell utilizzo dei Protocolli di trasmissione degli impianti di automazione e telecontrollo. Abilità nell utilizzo dei software di supervisione, gestione e controllo locale Abilità di simulazione di configurazioni d impianto e di valutazione delle prestazioni Capacità di fare stime e valutazioni di massima dei costi di un sistema Metodologia di acquisizione delle abilità: I contenuti formativi (abilità) di questa fase saranno acquisiti mediante: lezioni teorico/pratiche in laboratorio (cfr ). che sono previste dal percorso didattico, nelle sue componenti che si riferiscono alle abilità cognitive e pratiche di cui al punto ; in particolare: simulazione e verifica delle prestazioni sistemi di conversione prova e verifica di catene di trasmissione dei dati funzionali e simulazione di sistemi di telecontrollo Verifica delle abilità il conseguimento dei risultati di questa fase del processo formativo sarà dimostrato mediante gli esiti documentati (dal docente di laboratorio):

4 a) delle prove esercitazioni e verifiche in laboratorio, che documentano l abilità nell utilizzo della strumentazione tipica dell elettronica di potenza b) di esercitazioni di laboratorio, mirate a verificare la capacità di riconoscere e saper utilizzare i diversi strumenti, attrezzature, software usati nel processo di progettazione e messa in opera di catene di conversione elettronica della potenza generata da impianti a fonti rinnovabili c) Stage: la possibile frequenza, con attestato (da parte del tutor aziendale dello stage) di positiva fruizione, di stage formativi presso aziende specializzate nel campo oggetto di questo modulo formativo: Inverters ed elettronica di potenza per le energie rinnovabili. (fino al massimo delle ore previste nel piano didattico (700)) (stage unico con quello previsto alla fase ) 5.3. COMPETENZE Competenze da acquisire Alla conclusione del percorso teorico-pratico le competenze acquisite saranno quelle che afferiscono alla capacità di: Saper conoscere e classificare i principali e comuni sistemi di generazione, conversione e distribuzione dell energia elettrica e descriverne i principi di funzionamento dei vari componenti. In particolare le competenze acquisite sono quelle relative alla capacità di: Collaborare alla progettazione di convertitori per impianti a fonti rinnovabili e dei relativi sistemi di trasmissione e telecontrollo Capacità di stimare le esigenze di manutenzione di un sistema di conversione e di valutarne i costi Capacità di individuare soluzioni impiantistiche in grado di rispondere alle esigenze di specifici impianti energetici Capacità di installare e manutenere sistemi di conversione elettronica nell ambito di impianti di generazione energetica a fonti rinnovabili Metodologia di acquisizione delle competenze Le competenze relative a questa fase saranno acquisite mediante: a) Le lezioni teoriche in aula di cui al punto b) laboratorio: le lezioni pratiche in laboratorio che sono previste dal percorso didattico (cfr e )-, nelle sue componenti che si riferiscono alle competenze teoriche e pratiche di cui al punto c) d) Stage: la possibile frequenza, con attestato (da parte del tutor aziendale dello stage) di positiva fruizione, di stage formativi presso aziende specializzate nel campo oggetto di questo modulo formativo: Inverters ed elettronica di potenza per le energie rinnovabili. (fino al massimo delle ore previste nel piano didattico (700)) (stage unico con quello previsto alla fase ) Verifica delle competenze Il conseguimento dei risultati di questa fase conclusiva del processo formativo sarà dimostrato mediante un Esame finale,teorico-pratico che comprenda la verifica:

5 della capacità di programmare un PLC o un DSP per la gestione ed il telecontrollo degli apparati di conversione. Capacità di risolvere problematiche di individuazione e scelta dei componenti e dello schema funzionale di un sistema di conversione elettronica della potenza in grado di rispondere a specifiche di processo assegnate Una prova scritta a verifica di una delle competenze di cui al punto una prova pratica che dimostri l acquisizione di almeno due delle abilità di cui al punto L'esame orale verterà, oltre che sulle materie oggetto della fase di apprendimento 5.1.1, anche sulle lacune dimostrate nelle prove scritte ed orali del percorso didattico in presenza e in laboratorio La commissione esaminatrice sarà composta da esperti scelti tra i docenti del corso. CONDIZIONI DI AMMISSIONE ALL ESAME FINALE: compimento/superamento di tutte le fasi del percorso (dal al 5.3.2)

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