Fin dalle origini, quella idroelettrica è stata ed è ancora, fra le più importanti e primissime fonti di energia rinnovabile al mondo. In Italia, copre il 10-15% del fabbisogno energetico nazionale. L’energia potenziale e cinetica dell’acqua si trasforma in energia meccanica disponibile all’albero della turbina e quindi, mediante il generatore, in energia elettrica.
Componenti Principali di un Impianto Idroelettrico
IREM fornisce tutti i principali componenti che costituiscono un impianto idroelettrico collegato alla rete elettrica nazionale. In questa tipologia di impianti tipicamente la centrale idroelettrica viene realizzata allo scopo di produrre energia che verrà venduta alla rete elettrica. Le prestazioni delle macchine idroelettriche e dei componenti di centrale sono dunque fondamentali per garantire il ritorno atteso dell’investimento.
- Gruppo turbina generatore: Turbine Pelton TPA, Turbine Banki TBA
- Quadro di parallelo e automazione: QPR, QPR-S
Entrambi i componenti sono disponibili in svariate configurazioni.
Tipologie di Turbine Idrauliche
Esistono diverse tipologie di turbine idrauliche, ognuna adatta a specifiche condizioni di flusso e dislivello dell'acqua.
Turbine Pelton
Le turbine Pelton vengono utilizzate soprattutto nei bacini idroelettrici alpini, per salti d’acqua medio alti che vanno dai 50 ai 1200 metri. Il distributore a più getti consente la migliore regolazione della portata allo scopo di ottimizzare l’efficienza energetica dell’intera macchina.
Turbine Francis
Le turbine Francis sono molto diffuse e sfruttano il dislivello d’acqua compreso tra una decina e qualche centinaio di metri. Il distributore vero e proprio, solitamente con pale regolabili, indirizza invece l’acqua verso le palette della girante. In base alla potenza, possono essere considerate piccole, medie e grandi.
Turbine Kaplan
Le turbine Kaplan sono rinomate per la loro capacità di operare in contesti caratterizzati da dislivelli ridotti e portate elevate, rendendole ideali per l’impiego in impianti fluviali, anche di piccola potenza. La turbina Kaplan si distingue nel mondo delle turbine idroelettriche per la sua capacità di operare in ambienti con bassi dislivelli, tipicamente tra i 2 e i 20 metri. La sua abilità nel gestire portate elevate la rende particolarmente adatta per centrali idroelettriche situate in contesti fluviali dove il flusso d’acqua è significativo.
Le turbine Kaplan permettono numerose applicazioni, anche in settori molto diversi. Sono utilizzate in presenza di salti generalmente piccoli e fino a una cinquantina di metri. La capacità della turbina Kaplan di adattarsi a variazioni significative di portata è uno dei suoi punti di forza principali. Questa caratteristica la rende particolarmente adatta per fiumi e bacini idrici in cui la portata può variare considerevolmente a seconda delle stagioni, delle condizioni climatiche o di altri fattori ambientali. Possono essere costruite con l’asse verticale, orizzontale o inclinato, nonché in camera asciutta o bagnata.
Con la doppia regolazione si possono ottenere maggiori vantaggi, sia sulla modulazione delle portate che sulle prevalenze.
Le turbine Kaplan in versione bi-regolante sono ottimizzate per operare efficacemente in un’ampia varietà di condizioni idrauliche. Le turbine Kaplan, con il loro funzionamento a basso impatto ambientale, sono ideali per i progetti di mini idroelettrico volti a bilanciare la produzione di energia con la conservazione della natura. Oltre alla generazione di energia elettrica, la turbina Kaplan trova applicazione efficace anche in altri ambiti come l’irrigazione e l’approvvigionamento idrico, dove la sua capacità di operare in modo efficiente con diverse portate d’acqua è particolarmente preziosa.
Turbine a Bulbo
Le turbine a Bulbo sono ricavate dalle turbine Kaplan e risultano molto più semplici. Vengono solitamente utilizzate su livelli di qualche metro.
Turbine a Vite Idraulica (Coclea)
Le turbine a Vite idraulica o Coclea sono conosciute anche come ruota di Archimede. Spesso identificata come vite di Archimede, si pone come un’innovazione significativa nel settore delle energie rinnovabili, specialmente nell’idroelettrico. Storicamente la vite di Archimede è nata per il funzionamento come pompa. La turbina a coclea si distingue per l’elevata produzione di energia. Un chiaro esempio è l’installazione con una produzione energetica di 1200 kWh/giorno, dimostra un’alta efficienza nella conversione dell’energia idraulica in energia elettrica.
Il principio di funzionamento della turbina a coclea si basa su quello di una vite di Archimede immersa parzialmente nell’acqua, che la attraversa dall’alto verso il basso lungo il suo asse. La turbina di Archimede o coclea è una macchina volumetrica per cui la portata che attraversa la turbina dipende solo dal numero di giri. La capacità produttiva varia in base alle dimensioni dell’installazione e alle caratteristiche del sito. Le moderne turbine a coclea possono essere equipaggiate con sistemi di controllo e monitoraggio da remoto.
Le turbine a coclea si adattano bene a diversi ambienti, come canali irrigui e scarichi di impianti di depurazione, e possono funzionare efficacemente con una o due coclee in parallelo. Le turbine a coclea hanno dimostrato una capacità produttiva notevole, con esempi che vanno dai 900 ai 1200 kWh giornalieri. Le turbine a coclea richiedono manutenzione semplice e poco frequente, un vantaggio significativo in termini di costi operativi e di tempo. Si dimostra particolarmente efficiente in situazioni dove i dislivelli sono limitati e le portate sono elevate, come in piccoli corsi d’acqua o in contesti dove la costruzione di grandi infrastrutture idrauliche non è possibile o non è desiderabile. Si adatta inoltre molto bene agli ambienti in cui è necessario minimizzare l’impatto ambientale e paesaggistico.
Mini Turbine
Le Mini turbine sono la soluzione ideale per disporre di energia elettrica soprattutto nelle zone non asservite dalla rete di distribuzione.
Installazioni Parallelo Rete Ecowatt Hydro
Certificati per impianti parallelo rete Ecowatt Hydro Power Pilot.
Le soluzioni più complete sono dotate di regolazione automatica della portata e sistemi di automazione corredati da numerosi optional, quale ad esempio la telegestione da remoto mediante pc, tablet o smartphone. Questi tipi di soluzioni sono ideali per impianti idroelettrici mini-hydro di potenza elevata in cui è fondamentale ottimizzare il rendimento di tutto il sistema e tenere costantemente monitorati i parametri idraulici ed elettrici.Per impianti idroelettrici di potenze minori IREM propone soluzioni più semplici, con regolazione manuale della portata e funzioni basilari in termini di automazione e monitoraggio. In questo modo si rendono economicamente vantaggiose anche le realizzazioni di piccolissima potenza.
Il sistema turbina idroelettrica-quadro elettrico IREM è stato studiato perseguendo i principi di affidabilità, efficienza e semplicità. Questa filosofia progettuale ha consentito di ottenere impianti idroelettrici con rendimenti elevati per i quali é richiesta bassissima manutenzione, facili da installare e da gestire.
ATB Group: Soluzioni Water to Wire
ATB Group è una realtà italiana con una lunga esperienza nella fornitura di soluzioni Water to Wire per piccole centrali idroelettriche, nella progettazione e fabbricazione di turbine idroelettriche (Kaplan, Francis e Pelton) da 100 kW fino a 20 MW. Negli ultimi anni abbiamo completato circa 200 unità idroelettriche per una potenza installata totale di oltre 340 MW e una capacità di Energy YELD che supera i 1.000 GWh. ATB Group fornisce un design personalizzato per ogni tipo di impianto idroelettrico e può aiutare l'investitore nel progettare il sistema di produzione di energia più efficace. L’ingegneria di base viene eseguita internamente, curando tutti i dettagli idraulici, meccanici, elettrici e strumentali.
Così riusciamo a ottimizzare la progettazione idraulica delle turbine mediante il metodo di calcolo CFD, studiato nel 2006 e sviluppato grazie alla collaborazione delle più importanti università e centri di ricerca europei. Definiamo il comportamento delle nostre macchine attraverso il FEA integrato nella progettazione con strumenti personalizzati e sviluppati in proprio, sulla base tecnologica della piattaforma FEMAP-CAEFEM e ANSYS.
Servizi Offerti da ATB Group
ATB Group offre soluzioni competitive in linea con i requisiti degli standard qualitativi europei. Siamo specializzati in soluzioni integrate water to wire che includono apparecchiature elettromeccaniche, BOP elettrico, sistemi di automazione e controllo. Sviluppiamo tecnologie competitive e di alta qualità, tagliate su misura sia sulle caratteristiche del contesto locale in cui ci troviamo ad operare, sia sulla peculiarità progettuali del singolo impianto idroelettrico. Lavoriamo per l'evoluzione dei sistemi di automazione, protezione, SCADA e di controllo, per facilitare l'operatività ordinaria dell’impianto, l’assistenza e la diagnostica in remoto curata dai nostri tecnici esperti. Così possiamo garantire la massima sicurezza del funzionamento automatico.
Partiamo da un concetto di progettazione basato su soluzioni ingegneristiche standardizzate, per facilitare la manutenzione e il rifornimento delle parti di ricambio. Ogni sistema di automazione e controllo può essere personalizzato per soddisfare le specifiche esigenze del cliente. Possiamo sviluppare sistemi di monitoraggio complessi, basati su SCADA di alto livello, forniti insieme all'apparecchiatura totalmente integrata nel sistema di automazione, in modo da garantire la sicurezza e l'affidabilità della centrale idroelettrica ed evitare guasti e perdite di produzione.
Attraverso un sistema avanzato di controllo remoto e trasferimento dati è possibile connettersi con la centrale idroelettrica per un monitoraggio in tempo reale di tutti i parametri rilevanti delle unità direttamente dalla Costumer Data Room o da qualsiasi altra stazione di controllo. Basandosi sulle esigenze espresse dai proprietari e degli operatori di SHPP, il nostro team di specialisti ha sviluppato e implementato un'innovativa interfaccia web-based, pensata per l'acquisizione di dati e per la sorveglianza remota. Un sistema chiamato Wolfview (o WW), completamente indipendente da qualsiasi hardware SHPP o dispositivo di accesso, in grado di utilizzare linguaggi open source, condivisibili con qualsiasi partner coinvolto nel progetto per consentirne l'utilizzo e l'ulteriore personalizzazione.
EPC Contractor
ATB Group opera come EPC Contractor per la fornitura di componenti per centrali idroelettriche. Grazie alle nostre capacità industriali possiamo progettare, fabbricare e installare apparecchiature elettromeccaniche e turbine idroelettriche. La società vanta una lunga esperienza a livello internazionale: Da oltre un secolo seguiamo progetti in tutto il mondo in qualità di Main contractor nel settore idroelettrico (commesse dai 10 M€ fino a 70 M€ di importo contrattuale) con una competenza specifica in condotte forzate e attrezzature idro-meccaniche.
25 anni di esperienza nella progettazione, produzione e installazione di piccole centrali idroelettriche. Più di 35 anni nel settore dell'edilizia civile per l'industria.
Servizi O&M
Supporto specializzato per la gestione e la manutenzione di piccoli impianti idroelettrici. Il background dell'azienda e l'esperienza maturata nel settore consentono ad ATB Group di fornire soluzioni complete per impianti idroelettrici e di garantire un servizio vendita e post-vendita qualificato. Un team specializzato di ingegneri e tecnici segue le operazioni di messa in servizio, l'avviamento e le attività di O&M per ogni impianto, garantendo supporto qualificato post-vendita e il miglior follow-up nelle fasi successive alla consegna dell'impianto.
Software e applicazioni all'avanguardia permettono di monitorare in remoto l’impianto e ottenere report in tempo reale grazie a un servizio di diagnostica accessibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7 direttamente da pc, smartphone e tablet.
Impianti Artogne
L’attività di fabbricazione della divisione Renewables di ATB Group si svolge nell'officina di Artogne, l'hub d'ultima generazione dedicato alla produzione per il settore rinnovabile. Lo stabilimento è stato progettato e attrezzato per soddisfare esigenze legate a due attività su cui l’azienda ha investito molto nell’ultimo periodo: la progettazione e la produzione di aerogeneratori per il settore eolico e turbine idroelettriche per il settore del piccolo idroelettrico. Ad Artogne vengono assemblate le turbine eoliche (100, 500, 750 kW) e le turbine idroelettriche, di potenza sotto i 20 megawatt.
Una novità che porta diversi benefici operativi, a cominciare dalla possibilità di ottenere le turbine finite, curate da ATB Group sia sotto l’aspetto meccanico che elettrico, costruite da zero e pronte per essere installate. Con questo ulteriore ampliamento l’azienda consolida la sua posizione sul mercato delle energie rinnovabili, garantendo ai propri clienti un prodotto di qualità e dall’alto valore aggiunto.
Monitoraggio e Gestione Avanzata
Un aspetto chiave è la capacità di monitorare e gestire l’impianto a distanza attraverso software dedicati. Il software di monitoraggio consente agli operatori di accedere ai dati dell’impianto in tempo reale da dispositivi come PC, tablet e smartphone.
Misa: Turbine Customizzate
Le turbine prodotte da Misa, sono macchine speciali customizzate, adatte alle più svariate applicazioni e con ottimi rendimenti in ampi range di portate e salti geodetici. velocità di rotazione, unitamente allo studio fluidodinamico C.F.D. sono i fattori determinanti in grado di garantire un elevato standard di qualità, richiesto per servizio H24. Turbine Il design di ogni turbina è pensato per ottenere le migliori prestazioni in base alle caratteristiche del singolo sito idroelettrico.
Nel campo delle piccole portate, si collocano molto bene le turbine a vite idraulica e le micro-turbine, prodotte in base alla disponibilità dell’acqua dovuta alle fluttuazioni del territorio. di specifiche esigenze del Cliente, sulla base del Sito di installazione e dell’analisi dei costi e benefici e dei piani economici di proiezione.
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