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.
Principi di Funzionamento
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.
Tipologie di Turbine Idrauliche
Esistono diverse tipologie di turbine idrauliche, ognuna adatta a specifiche condizioni di portata 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 permettono numerose applicazioni, anche in settori molto diversi. Sono utilizzate in presenza di salti generalmente piccoli e fino a una cinquantina di metri, che può giungere fino a un centinaio di metri cubi al secondo. 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.
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. I costi di costruzione di un impianto che sfrutta l’impiego di una coclea idraulica comparati a qualsiasi altro tipo di turbina sono decisamente inferiori. A causa del minore battente d’acqua, inoltre, le viti idrauliche non necessitano, se confrontate con gli impianti a turbina, di alcun lavoro di costruzione nel sottosuolo a livello dello scarico a valle. Se mantenuta in modo consono, la coclea idraulica, è in grado di funzionare per un tempo illimitato. Generando energia pulita, un impianto a coclea idraulica non impatta sull’ecosistema e può godere pertanto degli incentivi per la produzione di energia da fonti rinnovabili, in particolare della tariffa omnicomprensiva per ogni chilowatt prodotto per una durata di 20 anni nel caso in cui si richieda l’iscrizione a Registro dell’impianto (D.M.
Mini Turbine
Le Mini turbine sono la soluzione ideale per disporre di energia elettrica soprattutto nelle zone non asservite dalla rete di distribuzione. La plausibile regolazione avviene con l’impiego di azionamenti a velocità variabile.
Ruote Idrauliche
Con le sue ruote idrauliche Mill Green porta avanti la sua ‘moderna rivoluzione’ nell'ambito delle fonti rinnovabili di energia. Queste ruote sono più adatte ai flussi poco profondi in pianura tanto che, un tempo, sul Po funzionavano dei mulini natanti. Questa tipologia di ruota richiede sempre limitate opere civili ed è alloggiata nel canale, è dotata di una griglia di sicurezza da 10/15 cm e di un vano per i quadri elettrici. Da utilizzare in presenza di una portata fino a 2m cubi/sec. per ruota e con salti sotto 1.5 m.
Costi e Benefici
I costi di costruzione di un impianto che sfrutta l’impiego di una coclea idraulica comparati a qualsiasi altro tipo di turbina sono decisamente inferiori. A monte dell’impianto trova alloggio una griglia dalle fessure larghe (10-20 cm) che riduce fortemente le quantità incidenti di materiale vagliato e automaticamente i costi per il suo smaltimento.
Le turbine prodotte 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.
Incentivi e Mercato dell'Energia
Al mercato dell’energia può accedere qualsiasi utente dal settore pubblico, al privato fino al comune cittadino. L’unica clausola vincolante è il possesso del titolo autorizzativo concesso dalla regione in cui è situato il luogo del potenziale impianto. Con l’avvento della liberalizzazione del mercato elettrico, noto come Decreto Bersani (D. Lgs., questo meccanismo permette alle imprese che producono energia da fonti convenzionali come il petrolio, il carbone e il metano di rispettare la legge che li obbliga ad usare fonti rinnovabili per il 2% (percentuale che si incrementa progressivamente negli anni successivi al primo). In questo modo, le imprese che non producono direttamente tale percentuale di energia pulita, rispettano la Legge acquistando i certificati verdi da altri produttori. Il prezzo dei certificati verdi si forma sul mercato in base alla legge della domanda e dell’offerta.
Considerazioni Ambientali
Le vigenti normative in tema di gestione delle acque superficiali prevedono che, ogni qualvolta si effettui un prelievo di acqua da un fiume o torrente, una parte della portata sia mantenuta nell’alveo, per salvaguardare la vitalità del corso d’acqua e per limitare gli effetti di concentrazione degli agenti inquinanti. Questo comporta che, in corrispondenza di ogni traversa fluviale o sbarramento di sorta sia sempre presente un “rilascio” da cui transita una portata costante o comunque mai inferiore ad un valore definito.
Applicazioni Speciali
In territori montani le reti acquedottistiche sono alimentate da condotte che, di norma, captano acque da sorgenti localizzate lungo le pendici delle montagne circostanti, per portarle poi nei centri abitati, a fondovalle. In questi contesti sono presenti condotte forzate che coprono dislivelli anche importanti, generando pressioni elevate. Queste notevoli pressioni sono spesso dissipate sia lungo le condotte stesse, che in concomitanza di valvole e vasche di laminazione, in quanto deleterie per l’esercizio della rete di distribuzione. La sostituzione di condotte, valvole e vasche, con opportune tecniche ed approfondite valutazioni, con turbine specificamente ingegnerizzate, permette di destinare la medesima porta di acqua ad una duplice funzione, idropotabile ed idroelettrica.
Esempi di Realizzazioni
Realizzata su vecchia roggia ad uso irriguo, contigua a vecchio opificio che in passato lavorava con Ruote Idrauliche, e poi con Turbina Francis nel corso del ‘900:- Salto: 3 metri- Portata: 1300lps- Potenza: 18kW- Turbina Kaplan bi-regolante in camera libera.
Recupero di un edificio di vecchio mulino per uso residenziale e produzione idroelettrica. Progetto elettrico e costruzione Ruota Idraulica con Alternatore Magneti Permanenti, trasmissione e quadristica elettrica per immissione in rete.
Servizi Offerti
Ci occupiamo della redazione di analisi preliminari di fattibilità per la realizzazione di impianti idroelettrici, sia su corso d’acqua naturale che su canale artificiale. Possiamo proporre anche una particolare formula di “risk sharing” in cui, a fronte di un accordo con il cliente, ci accolliamo i costi per lo sviluppo delle analisi preliminari e del progetto, a fronte di una partecipazione agli utili derivanti dalla realizzazione della centrale.
Ci occupiamo di tutti gli aspetti tecnici necessari alla realizzazione di impianti idroelettrici, assistendo il cliente in tutte le fasi della procedura, dall’ottenimento della concessione e del titolo abilitativo, attraverso la cantierizzazione, fino all’allaccio alla rete ed all’ottenimento dell’incentivo. Particolare attenzione è posta al completamento del processo di allaccio, con la gestione di tutte le pratiche che vedono coinvolti il gestore di rete, Terna ed il Gestore dei Servizi Energetici.
Costruzione di Macchine Idrauliche su Misura
La valorizzazione dei siti micro-idroelettrici richiede lo sviluppo di prodotti e servizi innovativi. Lo sfruttamento dell’energia dei piccoli corsi d’acqua è possibile attraverso macchine a fluido che siano performanti, affidabili ed economiche, che richiedano limitata manutenzione e che possano essere esercite in maniera completamente automatica per abbassare i costi di gestione.
L’unione delle nostre conoscenze e progetti ci permette di offrire una gamma di macchine indicativamente nel range da 1 a 30kW, di tipologia Pelton - Turgo - Banki e Kaplan, cosi come di Ruote Idrauliche dedite alla produzione elettrica. Raggiungere le stesse prestazioni in prodotti di taglia limitata richiede un’approfondita progettazione, preceduta da specifiche attività di ricerca e sviluppo. In quest’ottica proponiamo propone macchine a fluido ad alte prestazioni per impianti idroelettrici di piccole dimensioni.
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