Applicazioni idroelettriche su salti bassi e variabili · Tamanini Hydro impianti idroelettrici da...

Applicazioni idroelettriche su salti bassie variabili

Ing. Alberto Santolin - Tamanini Hydro S.r.l. - Italy

Sfruttamenti idroelettrici su bassi saltiGiovedì 8 Maggio 2014, Bolzano

• Tamanini Hydro impianti idroelettrici da oltre 50 anni

• Range di applicazione delle turbine a basso salto

• Prerogative delle macchine a basso salto

• Tipologia di turbine per applicazioni a basso salto

• Recuperi energetici con l’idroelettrico

Applicazioni idroelettriche su salti bassi e variabili

Applicazioni idroelettriche su salti bassi e variabili – Ing. Alberto Santolin - Tamanini Hydro S.r.l.

Tamanini Hydro impianti idroelettrici da oltre 50 anni


Prototipo di turbina Kaplan, 1958

Impianto idroelettrico di Vermiglio (TN), 1965


Storia dell’azienda

Microimpianto idroelettrico, 1962

• Turbine e impianti da 50 kW – 3 MW di potenza

• Più di 200 impianti idroelettrici installati

• Impianti idroelettrici ad acqua fluente

• Impianti idroelettrici su acquedotti potabili e irrigui

• Recuperi energetici con turbine idrauliche

Profilo dell’azienda

• Opere elettromeccaniche

• Progetti chiavi in mano

• Water to wire


Profilo dell’azienda


Progetti di ricerca

• Meccanica e materiali

• Fluido dinamica avanzata

• Applicazione di criteri di ottimizzazione

• Flessibilità

• Costi

Ricerca e sviluppo


Mesh di turbina Kaplan radiale per CFD

Fronte di Pareto su geometrie complesse di turbina Francis

Range di applicazione delle turbine a basso salto



Salto :

circa 1.5 - 30m

Portata:

circa 0.3 - 100m3/sKaplan Turbines


Salto :

circa 1.5 - 20m

Portata:

circa 0.1 - 20m3/s



micro hydro


Dati di progetto - portata


Dati di progetto - salto

H netto


Dati di progetto - salto

SALTO NETTO: è molto importante tenere conto della variazione di salto


Dati di progetto


Dati di progetto

Curve caratteristiche di caduta e rendimento della macchina

0

5

10

15

20

25

4 6 8 10 12 14Qv (m3/s)

H (m)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1 idr

apertura 125%apertura nominaleapertura 80%apertura 65%apertura 50%S i 6

= 40.38° = 36.2° = 32.86° = 30.36°

= 27.85°

Curve caratteristiche di potenza meccanica

0

200

400

600

800

1000

1200

4 6 8 10 12 14Qv (m3/s)

Pm (kW)

apertura 125%apertura nominaleapertura 80%apertura 65%apertura 50%

= 40.38°

= 36.2°

= 32.86° = 30.36°

= 27.85°

ΔQ

ΔP


Dati di progetto

Prerogative delle macchine a basso salto



Prerogative degli impianti a basso salto

• Impianti su zone pianeggianti

• Impianti ad acqua fluente

• Impianti su sbarramenti puntuali

• Vecchi mulini

Alte portate e bassi salti hanno dei rischi


Rischi degli impianti a basso salto

• Qualità dell’acqua

• Fish friendliness

• Progettazione accurata dell’opera di presa (intake)

• Progettazione accurata dello scarico (draft tube)


Qualità dell’acqua


Fish friendliness

Scale di risalita per i pesci


Progettazione accurata dell’opera di presa (intake)

Progettazione accurata dello scarico (draft tube)

• Turbolenze

• Effetto torcia

• Stacchi di vena

• Rigurgiti


Diminuzione dei rischi negli impianti a basso salto

• Progettazione standardizzata

• Accuratezza delle informazioni di partenza

• Confronto con i produttori di macchine

Tipologia di turbine per applicazioni a basso salto



Tipologia di turbine per impianti a basso salto


Tipologia di turbine per impianti a basso salto

• Monoregolante

• Biregolante

• Elica fissa

• Direct-coupled

• Gear box - belt

• PMG e giri variabili


Monoregolante – Biregolante – Elica fissa

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Rend

imen

to %

Q/Qnominale

Biregolante

Monoregolante

Elica Fissa

+ + -Rendimento Manutenzione Costo


Direct – Gear box/Belt – PMG variable speed

Direct-coupled

• Numero tipico (Q/H)

• Numero di giri/poli

• Costo del generatore

- - +Rendimento Manutenzione Costo


Direct – Gear box – PMG variable speed

Gear box/Belt

-Numero tipico (Q/H) -Numero di giri/poli -Costo del generatore

+ - + -Rendimento Manutenzione Costo


Direct – Gear box – PMG variable speed

PMG variable speed

-Numero di giri/poli -Costo del generatore

BP


Scelta della miglior configurazione

Analisi tecnico-economica delle curve di durata

Convenienza economica

1 €b CCOST aP H kW

2 '...1 1 1 nR R RVAN C

i i i

2 '... 01 1 1 nR R RTIR C

i i i

Miglior soluzione tecnica

2amb vP PZ NPSH

g

60e

ghDn

max

min

24 ( )gg

gg

E Q gg g H dgg


Scelta della miglior configurazione

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400

Port

ata

[m^3

/s]

Giorni

Energia

Numero tipicoPortata

Numero tipicoPortata

TIR


Diminuzione dei rischi negli impianti a basso salto

• Esperienza nella progettazione

• Scelta basata sulla convenienza tecnico-economica

• Confronto con i produttori di macchine

Recuperi energetici con l’idroelettrico



Impianti su acquedotto


Impianti su DMV


Recuperi energetici

• Tamanini Hydro impianti idroelettrici da oltre 50 anni

• Range di applicazione delle turbine a basso salto

• Prerogative delle macchine a basso salto

• Tipologia di turbine per applicazioni a basso salto

• Recuperi energetici con l’idroelettrico

Applicazioni idroelettriche su salti bassi e variabili


Applicazioni idroelettriche su salti bassie variabili

Ing. Alberto Santolin - Tamanini Hydro S.r.l. - Italy

Sfruttamenti idroelettrici su bassi saltiGiovedì 8 Maggio 2014, Bolzano

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