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4 dicembre 2012L'idroelettrico in Lombardia: stato dell'arte,
potenzialità future, casi di studio.
Giancarlo GiudiciPolitecnico di Milano / School of Management
giancarlo.giudici@polimi.it
“L’idroelettrico verso il 2015: una scommessaper il futuro del territorio”
Temi della presentazione
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- Prospettive della tecnologia
- Prospettive applicative
- Prospettive di filiera
Tecnologie innovative nel settore del mini-idroelettrico
Tecnologia sostanzialmente consolidata.
La tendenza è quella di sfruttare le condizioni ‘limite’.
• Mini turbine tradizionali;
• Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine);
• Very low head (VLH);
• Vite idraulica o coclea;
• Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione.
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Mini turbine tradizionali
• Campi di applicazione:
Salti minimi sfruttabili:
30 m (mini Pelton)
15 m (mini Francis)
1,5 m (mini Kaplan)
Portata minime sfruttabili:
4 l/s (mini Pelton)
200 l/s (mini Francis)
1.000 l/s (mini Kaplan)
• Modelli in scala ridotta delle classiche turbine Pelton, Francis e Kaplan;
• Sfruttano salti piccoli e portate limitate;
• Al decrescere delle dimensioni, tuttavia, si riduce il rendimento;
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Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine)
• Dispositivi derivati dalle pompe centrifughe per liquidi;
• Il principio di funzionamento di basa sull’inversione del senso di rotazione delle pompe centrifughe;
• Dispositivi compatti che inglobano il sistema di generazione;
• Campi di applicazione:
Salto:
tra 2 m e 18 m
Portata:
tra 800 l/s e 10.000 l/s
Very low head (VLH)
• Campi di applicazione:
Salto:
tra 1,4 m e 3,2 m
Portata:
tra 3.000 l/s e 26.000 l/s
• Consentono di sfruttare bassissimi salti a costi vantaggiosi;
• Presentano un particolare sistema di ancoraggio (“effetto diga”) che permette di ridurre al minimo le opere civili;
• Possono produrre da un minimo di 100 kW fino ad un massimo di circa 500 kW;
Vite idraulica o Coclea
• È una macchina a gravità con un funzionamento inverso rispetto alla Vite di Archimede;
• Gestisce in maniera ottimale variazioni nel livello e nella quantità dell’acqua;
• Campi di applicazione: Salto: tra 1 m e 10 m
Portata: tra 200 l/s e 5.500 l/s
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Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione
• Dispositivi a barriera rotante che raccolgono l'energia derivante dalla caduta di pressione sotto forma di elettricità;
• Vengono utilizzati in sostituzione delle classiche valvole di riduzione della pressione (PRV);
• Differenziale di pressione massimo = 10 bar
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• Il potenziale per lo sviluppo di dighe e di impianti su larga scala è quasi completamente esaurito, non solo in Lombardia; inoltre spesso si incontra l’ostilità delle popolazioni locali nella realizzazione di nuovi progetti e nella costruzione di grandi impianti (aspetti legati all’impatto ambientale);
• Il futuro dell’idroelettrico sarà caratterizzato dalla diffusione di impianti di dimensioni sempre più ridotte nell’ottica delle ‘smartgrid’.
Principali ambiti applicativi e aree di sviluppo innovative:
1. impianti su acquedotti;
2. interventi su canali artificiali con recupero di magli e vecchi mulini;
3. interventi sugli scarichi degli impianti di depurazione delle acque reflue.
Prospettive applicative
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Schema di un impianto inserito in un sistema di approvvigionamento potabile
Impianti su acquedotti (1/2)
• Gli impianti idroelettrici sostituiscono le strutture di laminazione utilizzate per ridurre l’eccessiva pressione dell’acqua;
• Recuperano energia che altrimenti andrebbe persa;
• Nessun impatto sull’ambiente;
• Possibili difficoltà derivanti dalla scarsa chiarezza delle norme di gestione dell’acqua.
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Impianti su acquedotti (2/2) –Caso di studio: Roncobello (BG)
La centralina idroelettrica sull’acquedotto di Roncobello (BG)
• Anno di realizzazione: 2006;
• Investimento: 900.000 €(in parte finanziato dalla Comunità Europea e da un Bando di Regione Lombardia);
• Salto: 532 metri;
• Portata: da 35 l/s a 44 l/s;
• Ricavi annui medi per il Comune: 180.000 €
• Tempo di pay-back: 3 anni
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Impianti su canali artificiali (1/6)
• Presenza di un interessante potenziale idroelettrico anche in pianura, solo in parte utilizzato;
• Si rilevano iniziative finalizzate al recupero di vecchi magli o mulini e all’installazione di piccoli impianti lungo canali artificiali utilizzati in passato per scopi agricoli;
• Possibilità di integrare la produzione di energia rinnovabile con il recupero di edifici tradizionali e con l’introduzione di itinerari culturali e turistici;
Vecchio mulino a Capergnanica (CR)
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Impianti su canali artificiali (2/6) -Il caso del “Molino di Baggero” – Merone (CO)
Il “Molino di Baggero” - Merone (CO)
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Progetto promosso dall’European Small Hydropower Association (ESHA);
Obiettivi:
• censire i mulini idraulici sul territorio italiano, valutandone lo stato di conservazione;
• creare una mappa delle installazioni presenti;
• sviluppare alcuni casi di studio per determinare la fattibilità tecnica e la convenienza economica di un loro effettivo recupero.
Impianti su canali artificiali (3/6) – Progetto RESTORE
Un antico mulino idraulico nel Comune di Monvalle (VA) 14
Impianti su canali artificiali (4/6) –Attivismo dei consorzi di bonifica
Centrali del Maglio di Lonato (BS) e di Salago - Bedizzole (BS) – Consorzio di bonifica Medio Chiese
Centrale di Genivolta (CR) – Consorzio di Bonifica Naviglio Vacchelli
Impianto su canale – Consorzio di Bonifica Muzza Bassa Lodigiana 15
Impianti su canali artificiali (5/6) – Casi di studio
Roggia di Mandello del Lario (LC) – Canale artificiale derivato dal torrente Meria
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Impianti su canali artificiali (6/6) – Vie d’acqua EXPO 2015
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Interventi su impianti di depurazione delle acque reflue
• Viene sfruttato il salto esistente tra la parte terminale dell’impianto e il ricettore naturale finale;
• Si utilizzano, generalmente, le viti idrauliche (coclee), in grado di gestire in maniera ottimale portate variabili;
• Uno dei primi impianti di questo tipo è stato realizzato a Brembate (BG) ed è caratterizzato da una potenza di 170 kW.
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La filiera produttiva e la catena del valore
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La segmentazione dei produttori
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Osservazioni conclusive e spunti di riflessione
• Il settore idroelettrico è caratterizzato da una tecnologia consolidata ma in costante evoluzione incrementale. Questo consente di perseguire continui miglioramenti che rendono possibile l’utilizzo di nuovi potenziali, precedentemente non sfruttabili;
• Lo sviluppo delle applicazioni idroelettriche lombarde, nel futuro, riguarderà in misura sempre maggiore impianti di piccola taglia, realizzati in contesti innovativi o in situazioni limite; il potenziale è tutt’altro che trascurabile;
• La filiera industriale lombarda, pur essendo stata ‘impoverita’ dalla delocalizzazione, mostra tutte le potenzialità per un recupero di valore e di competenze nel settore
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