Il Gruppo opera principalmente in temi di ricerca riguardanti dispositivi di accumulo dell’energia elettrica, efficienza energetica, smart grid, elettronica di potenza e fonti di energia rinnovabile. Tra le principali attività si possono menzionare alcuni progetti: all electric ship, dispositivi ibridi di accumulo elettrico per applicazioni automotive e industriali, sistema di distribuzione di corrente continua (DC), e alcuni aspetti relativi alla vasta gamma di ricerca delle cosiddette smart grid (reti intelligenti). Alcune di queste attività sono fortemente promosse dal mondo industriale.

Navi completamente elettriche
Il tema principale di questa attività è lo studio di nuovi schemi di alimentazione per navi sia civili che militari. Questo progetto di ricerca affronta le questioni riguardanti lo sviluppo di una rete di distribuzione di potenza a corrente continua (DC) sulle navi. Nell'ambito di questa attività il Gruppo ha attivato due contratti di ricerca: uno con Fincantieri (e l'Università di Trieste) e uno con la Marina Militare Italiana.

Sistemi ibridi di accumulo elettrico
L'attività è focalizzata sullo studio dell'utilizzo combinato di supercondensatori e batterie in applicazioni sia automotive che industriali. I modelli equivalenti dei dispositivi di accumulo sono stati derivati con precisione per mezzo della electrochemical impedance spectroscopy ed è stato sviluppato un metodo diretto (cioè che necessita di poche misure) per la stima dei parametri del modello dei supercondensatori. Una particolare attenzione è dedicata alla gestione dei dispositivi ibridi di accumulo ottenuti dalla combinazione di supercondensatori e batterie. Nell'ambito di questa attività sono stati attivati numerosi contratti di ricerca: Industria 2015 (leader: FIAT IVECO), Regione Lombardia (leader: DIMAC srl) e Ricerca di Sistema elettrico-RdS (commissionato da ENEA).

Smart grid
L'attività sulle reti intelligenti (smart grid) può essere suddivisa in tre argomenti principali. Sistemi di distribuzione di potenza a corrente continua (DC). L'ampia diffusione di elettronica di potenza ha permesso la possibilità di implementare sistemi di distribuzione DC in alcune applicazioni. Inoltre la crescente importanza delle fonti rinnovabili distribuite e i dispositivi di accumulo di energia (che sono per loro natura fonti in DC) stanno favorendo lo studio dei sistemi di distribuzione in corrente continua. Un altro aspetto fondamentale che viene affrontato in questa attività è il miglioramento dell'efficienza energetica negli usi finali. Nell'ambito di questa attività di ricerca (e nel più ampio contesto della Ricerca di Sistema elettrico-progetti RdS) una rete test in corrente continua è stato progettato dal Gruppo e successivamente implementato all’interno della rete test (in corrente alternata) già esistente presso i laboratori di RSE. In aggiunta a questo, è stato attivato da RSE un contratto per lo studio dei sistemi di alimentazione innovativi basati sulla distribuzione DC per sistemi di illuminazione pubblica con corpi illuminanti a LED. Veicoli elettrici (EV): analisi dell'impatto sui sistemi di distribuzione e ottimizzazione di carica. È stato ampiamente studiato l'impatto sulle reti di distribuzione di veicoli elettrici. Sono state analizzate le azioni possibili, sia dal punto di vista di un utente finale che di quello di un gestore del sistema di distribuzione (DSO) ed è stato progettato e validato un algoritmo per l'ottimizzazione della fase di carica di una grande flotta di veicoli elettrici in una rete di distribuzione. Nell'ambito di questa attività è stata stabilita una forte collaborazione con RSE. Gestione ottimale, dimensionamento e posizionamento di dispositivi di accumulo di energia. La combinazione di fonti di energia rinnovabile e dispositivi di accumulo di energia è di fondamentale importanza per il miglior sfruttamento dell'energia rinnovabile stessa. È stato effettuato uno studio per definire la strategia di gestione ottimale delle batterie in una rete di distribuzione al fine di minimizzare le perdite. Questa attività di ricerca si avvale di alcuni risultati statistici dei processi markoviani. Nell'ambito di questa attività è stata stabilita una forte collaborazione con il CNR-IMATI.

Studio di dispositivi di alimentazione innovativi per saldatrici
L'aspetto principale di questa attività di ricerca è lo studio e la progettazione di dispositivi di alimentazione di saldatrici per ridurre le correnti armoniche prelevate dalla rete e il problema del flicker, riducendo così l’”inquinamento elettrico” di questo tipo di carichi.

Studio di azionamenti elettrici innovativi per veicoli elettrici stradali
La diffusione di veicoli sia puramente elettrici che ibridi sta aumentando di anno in anno sotto la pressione dei problemi di inquinamento e di risparmio energetico. Per questo motivo sono stati sviluppati azionamenti elettrici innovativi ottimizzati per la gestione delle fonti di energia a bordo. In questo scenario, l'attività del gruppo è focalizzata su veicoli elettrici puri la cui sorgente di energia è rappresentata da batterie elettrochimiche. Queste batterie, attualmente, necessitano di un sistema di gestione della batteria (BMS) per le operazioni di sicurezza e per aumentare la loro vita. La ricerca si occupa dell’individuazione di nuove configurazioni dei convertitori di potenza in grado di integrare la funzione BMS con le funzioni di azionamento elettrico. Questa attività è sviluppata in collaborazione con l'Università di Birmingham e l'Università norvegese di Scienza e Tecnologia (NTNU). L'interesse del mondo industriale per questa attività è testimoniata da Samsung, che ha finanziato una borsa di studio di dottorato di ricerca presso l'Università di Birmingham.

Utilizzo ottimale della fonte solare per la produzione di energia elettrica
Le fonti energetiche rinnovabili rappresentano, allo stato attuale, un tema importante per i ricercatori di tutto il mondo. Il gruppo di ricerca sta lavorando, in particolare, sui sistemi fotovoltaici (PV) analizzano due aspetti principali. Il primo è collegato con gli algoritmi per l’inseguimento del punto di massima potenza (MPPT), mentre la seconda analizza le migliori configurazioni per il collegamento in serie-parallelo dei moduli PV in grandi impianti. L'interesse del mondo scientifico per la ricerca sviluppata su algoritmi MPPT è testimoniata dal premio per il miglior articolo pubblicato nel 2010 sulla IET Renewable Power Generation scritto in collaborazione con l'Università di Napoli Federico II. L'attività delle configurazioni ottimali per i grandi impianti è, invece, in fase di sviluppo in collaborazione con l'Università di San Paolo (Brasile).