Gli impianti cosiddetti pico idroelettrici sono impianti idroelettrici di potenza elettrica di taglia inferiore ai 5 kW che sfruttano dislivelli di pochi metri d’acqua e portate molto ridotte, dell’ordine di 0,5 litri d’acqua al secondo. Infatti, per funzionare correttamente, basta un dislivello anche di pochi metri per produrre energia. Si tratta di piccole centrali idroelettriche destinate all’autoconsumo di singole utenze o gruppi di utenze connesse alla rete elettrica in bassa tensione.
Il funzionamento di questi impianti è molto semplice: l’energia cinetica della corrente di un corso d’acqua aziona una turbina idraulica collegata ad un alternatore che la trasforma in energia elettrica. Dal momento che sono indipendenti dalla presenza di luce solare, a differenza degli impianti fotovoltaici, producono più energia e non presentano i limiti del geotermico ad esempio.
Componenti e Costi di un Impianto Pico Idroelettrico
In commercio si trovano anche kit preconfezionati che contengono una turbina, il generatore, il quadro elettrico e gli accumulatori per lo stoccaggio del surplus energetico prodotto. Economici, versatili e di dimensioni ridotte, gli impianti di pico idroelettrico sono facilmente installabili, ma non è possibile il collegamento in rete. In commercio si trovano turbine adatte a tutti gli utilizzi, con potenze che vanno dai 200 watt in su.
In generale la realizzazione di un impianto pico idroelettrico domestico, proprio per la sua semplicità e per il livello molto basso in termini di kW delle turbine, prevede dei costi più bassi, in quanto consente di risparmiare sulle opere civili necessarie invece per gli impianti di taglia superiore.
Visto che la fonte di energia in questo caso è l’acqua, la conformazione del terreno e del corso d’acqua giocano un ruolo importante nella determinazione di costi, così come la pre-esistenza di sistemi idraulici - come i vecchi mulini abbandonati: in quest’ultimo caso, infatti, possono essere riconvertiti in micro centrali a partire da fondamenta già presenti.
Volendo azzardare un range di costo, il pico idroelettrico ha un prezzo che parte dai 1.500 e arriva ai 3.000 € / kW installato. Mediamente un impianto di questo tipo ha una durata stimabile in almeno 25-30 anni.
Valutazione della Fattibilità: Esempio Pratico
Consideriamo il caso di una condotta forzata con un dislivello di 30 metri e una lunghezza di diversi metri. Purtroppo, un diametro troppo piccolo della condotta può limitare la produzione di energia.
Ad esempio, con una condotta da 63 mm e un flusso di 2 litri al secondo, le perdite di carico potrebbero ridurre il salto effettivo a 20 metri, risultando in una turbina da soli 200W. Questo potrebbe essere sufficiente per caricare batterie, ma non per alimentare direttamente elettrodomestici a 230V.
Per produrre almeno 1 kW, sarebbero necessari circa 7 litri al secondo e una condotta da 110 mm.
Se si sostituiscono i primi 700 metri di una condotta da 800 metri con un tubo in polietilene ad alta densità PN 10 del diametro esterno di 110 mm, mantenendo i primi 100 metri con il diametro originale, si potrebbe contare su circa 3 litri al secondo e 26 metri netti, pari a un impianto da 500 W. Se si sostituisce l'intera condotta con tubi da 110 mm e si hanno a disposizione 8 litri al secondo, si potrebbe contare su 21 metri netti, generando circa 1,2 kW.
Turbine Pelton lavorano con un delta di quota pari a 20 ml, e con una portata di 0,5 l/s.
Considerazioni sull'Accumulo di Energia
L'accumulo di energia tramite batterie è un aspetto cruciale, ma comporta delle sfide. Più batterie si hanno, più autonomia e potenza si ottengono. Tuttavia, è essenziale valutare attentamente i costi e la gestione delle batterie.
Una batteria da 50-60 amper ora fornisce teoricamente solo 760 watt per un'ora, che nella pratica si riducono a circa 500 W. Se il consumo è inferiore, si ha a disposizione più tempo per la scarica.
Per consumi elevati, è necessaria una grande quantità di batterie, il che può risultare costoso. In alternativa, esistono inverter che commutano automaticamente sull'ENEL quando la potenza richiesta supera la capacità delle batterie.
Alternative all'Accumulo: Utilizzo Diretto dell'Energia Prodotta
Se si riesce a produrre una quantità significativa di energia, come 24 kW al giorno, è consigliabile utilizzarla direttamente piuttosto che immagazzinarla. Questo può essere fatto alimentando elettrodomestici ad alta efficienza o preriscaldando l'acqua tramite un boiler.
Una turbina da 1,5 KW a 230 V oppure una da 500W a 24 V costano la stessa cifra , (circa 3000€). Non acquistare turbine da 600 € Hanno un rendimento schifoso . A te serve un idrogeneratore con ottima efficienza ,silenzioso , cassa in acciaio inox e componenti reperibili anche fra 10 anni .
Costi e Affidabilità delle Turbine Pelton
Una turbina Pelton in grado di produrre da 0.5 kW a 3 kW e con elevata affidabilità ha un costo indicativo di circa 3000 euro. La portata non è un problema, si può fare la turbina a 2 getti , da usare separatamente o assieme se l'acqua raddoppia .
Per calcolare la potenza generata con un tubo da 1 pollice, è necessario conoscere la pressione dinamica, ovvero la pressione quando dal tubo esce 1 litro al secondo.
Esempio di calcolo della Potenza producibile
Per fare un rapido calcolo della potenza producibile si può usare questa formula:
Q [l/s] * H [m] / 100 = kW
Dove Q è la portata in litri al secondo ed H è il salto in metri.
Quindi ad esempio, con 200 litri al secondo e 100 metri di salto si ottengono 200kW.
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