L'energia idroelettrica è stata la prima fonte rinnovabile ...my.liuc.it/MatSup/2009/Y90217/...
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Mini idroelettrico
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Mini idroelettrico
Indice
1 Mini idroelettrico 3
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico 4
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico 4
13 Tipi di impianto idroelettrici 4
131 Centrali ad acqua fluente 5
132 Centrali a caduta 5
133 Leggi 5
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche 5
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche 5
4 Terminologia 6
41 Bacino idroelettrico 6
42 Classificazione 6
43 Portata 6
44 Potenza 7
45 Turbine 7
451 Turbina Pelton 7
452 Turbina Francis e Kaplan 8
453 Mini Turbina 9
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta 10
511 Descrizione delle opere dell‟impianto 10
512 Specifica dell‟Impianto da concessione 12
I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti 12
513 Collegamento dell‟impianto alla Rete Elettrica 12
514 Autorizzazioni principali necessarie 12
515 Denuncia di officina elettrica 12
516 Produzione storica 13
Mini idroelettrico
1 Mini idroelettrico
Il termine mini idroelettrico (dallinglese small hydro) si riferisce a centrali elettriche che sfruttano lenergia idroelettrica ed egrave caratterizzato dal fatto di avere una potenza installata ridotta
La definizione quantitativa di un progetto mini-idroelettrico varia molto ma di solito per convenzione una capacitagrave di generazione che arriva fino ai 10 megawatt (10 MW di potenza installata) eacute generalmente accettata come il limite superiore di quello che si definisce mini idroelettrico In nazioni abituate ai grandi impianti ed ad alti consumi elettrici come il Canada o gli Stati Uniti si arriva a definire mini-idrolettrici impianti di potenza fino a 30 MW
Il mini-hydro oltre ai vantaggi della produzione di energia rinnovabile ha altre peculiaritagrave rispetto alle centrali idroelettriche di grande taglia e di seguito si riportano le piugrave interessanti
Investimenti contenuti la realizzazione di un tale impianto generalmente avviene su acqua fluente che non richiede la costruzione di opere particolarmente costose (come le grosse dighe) Questo permette un veloce ritorno dellinvestimento
Consente un miglioramento delle condizioni idrogeologiche del territorio Contribuisce alla riduzione delleffetto serra e quindi beneficia dei certificati verdi
per la produzione di energia da fonti rinnovabili
Come ogni centrale idroelettrica la realizzazione di un mini-hydro richiede naturalmente un opportuno studio di fattibilitagrave
Uno dei dati piugrave rilevanti egrave la curva di durata del flusso dacqua riportata nel seguente grafico n 1
Curva di durata
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1
88
1
17
61
26
41
35
21
44
01
52
81
61
61
70
41
79
21
Ore
Portata
Grafico n 1 Curva di durata del flusso dacqua
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico
Il Mini idroelettrico puograve essere ulteriormente suddiviso in sub classificazioni
mini-idroelettrico per impianti di meno di 10 MW di potenza micro-idroelettrico che comprende impianti di potenza inferiore ai 100 kW
Il microidroelettrico consente abitualmente la produzione di una potenza idroelettrica adeguata alle necessitagrave di piccole comunitagrave fattorie singole famiglie o piccole imprese
Le piccole centrali idroelettriche possono anche essere connesse alla distribuzione elettrica convenzionale come sorgenti di energia rinnovabile a basso costo per limmissione in griglia Alternativamente piccoli progetti idroelettrici possono essere costruiti in aree isolate ove potrebbe essere antieconomico servire con una linea elettrica ad alta tensione oppure in aree dove non esiste una rete di distribuzione elettrica nazionale
Dal momento che i piccoli progetti idro-elettrici abitualmente hanno dei bacini dacqua minimi e poche ed economiche opere civili di costruzione sono percepiti dalle popolazioni come progetti a basso impatto ambientale e paesagistico e si dimostrano particolarmente adatte a paesi poveri senza grandi risorse economiche senza grande capacitagrave produttiva di cemento o di tondini di acciaio
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico
Negli ultimi 10 anni il numero di piccole istallazioni small-hydro sono cresciute del 30 portando la capacitagrave di piccolo idroelettrico mondiale a circa 70 Gigawatt Tale potenza egrave localizzata
in Cina con impianti per una potenza pari a circa 42 GW in Giappone con impianti per una potenza pari a circa 4 GW negli Stati Uniti con impianti per una potenza pari a circa 4 GW nel resto del mondo con impianti per una potenza pari a circa 20 GW
La Cina nellambito del China Village Electrification Program ha piani per fornire nel prossimo quinquennio elettricitagrave a ulteriori 10000 villaggi utilizzando energia rinnovabile con investimenti nello small hydro e nel fotovoltaico
13 Tipi di impianto idroelettrici
Gli impianti possono essere
ad acqua fluente impianti idroelettrici posizionati sul corso dacqua a bacino lacqua egrave raccolta in un bacino grazie a unopera di sbarramento o diga ad accumulo lacqua viene portata in quota per mezzo di pompe
131 Centrali ad acqua fluente
Tali centrali sfruttano lenergia cinetica delle acque fluviali (energia idroelettrica) convogliate in particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dellacqua Collegate allalbero rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano lenergia meccanica di rotazione in energia elettrica
132 Centrali a caduta
Tali centrali sfruttano lenergia potenziale di notevoli masse dacque poste ad altezza maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di invaso o naturale o artificiale creato tramite dighe) Lenergia potenziale dellacqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire lacqua in condotte forzate nelle quali lacqua raggiunge notevoli velocitagrave Lacqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo cosigrave energia
133 Leggi
La legge vigente in Italia Il Testo Unico sulle acque RD 1775 del 1933 che regola la complessa materia delle concessioni delle acque pubbliche divide le centrali sotto l‟aspetto idraulico in piccole derivazioni quelle con potenza inferiore ai 3000 kW e le grandi derivazioni di potenza media superiore
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche egrave che una volta costruite offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata Inoltre con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare lacqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne quando la richiesta di energia egrave minore) si puograve accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo Un ulteriore vantaggio egrave legato al fatto che la variazione della produzione di energia puograve avvenire in maniera molto piugrave rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare variando la quantitagrave di acqua che viene convogliata alla turbina Il loro impiego egrave infatti generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche
Soprattutto le centrali a caduta che richiedono un intervento edilizio di elevate proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi hanno un notevole impatto ambientale sia nella fase costruttiva delle opere sia a posteriori nellimpatto visivo ed estetico Inoltre il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale per la maggiore umiditagrave ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore livellando le temperature fra giorno e notte Altro svantaggio egrave dovuto alla naturale sedimentazione che tende a riempire lentamente linvaso e richiede dragaggi periodici il terriccio di risulta puograve essere usato a fini edilizi per riporti e terrapieni
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Indice
1 Mini idroelettrico 3
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico 4
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico 4
13 Tipi di impianto idroelettrici 4
131 Centrali ad acqua fluente 5
132 Centrali a caduta 5
133 Leggi 5
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche 5
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche 5
4 Terminologia 6
41 Bacino idroelettrico 6
42 Classificazione 6
43 Portata 6
44 Potenza 7
45 Turbine 7
451 Turbina Pelton 7
452 Turbina Francis e Kaplan 8
453 Mini Turbina 9
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta 10
511 Descrizione delle opere dell‟impianto 10
512 Specifica dell‟Impianto da concessione 12
I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti 12
513 Collegamento dell‟impianto alla Rete Elettrica 12
514 Autorizzazioni principali necessarie 12
515 Denuncia di officina elettrica 12
516 Produzione storica 13
Mini idroelettrico
1 Mini idroelettrico
Il termine mini idroelettrico (dallinglese small hydro) si riferisce a centrali elettriche che sfruttano lenergia idroelettrica ed egrave caratterizzato dal fatto di avere una potenza installata ridotta
La definizione quantitativa di un progetto mini-idroelettrico varia molto ma di solito per convenzione una capacitagrave di generazione che arriva fino ai 10 megawatt (10 MW di potenza installata) eacute generalmente accettata come il limite superiore di quello che si definisce mini idroelettrico In nazioni abituate ai grandi impianti ed ad alti consumi elettrici come il Canada o gli Stati Uniti si arriva a definire mini-idrolettrici impianti di potenza fino a 30 MW
Il mini-hydro oltre ai vantaggi della produzione di energia rinnovabile ha altre peculiaritagrave rispetto alle centrali idroelettriche di grande taglia e di seguito si riportano le piugrave interessanti
Investimenti contenuti la realizzazione di un tale impianto generalmente avviene su acqua fluente che non richiede la costruzione di opere particolarmente costose (come le grosse dighe) Questo permette un veloce ritorno dellinvestimento
Consente un miglioramento delle condizioni idrogeologiche del territorio Contribuisce alla riduzione delleffetto serra e quindi beneficia dei certificati verdi
per la produzione di energia da fonti rinnovabili
Come ogni centrale idroelettrica la realizzazione di un mini-hydro richiede naturalmente un opportuno studio di fattibilitagrave
Uno dei dati piugrave rilevanti egrave la curva di durata del flusso dacqua riportata nel seguente grafico n 1
Curva di durata
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1
88
1
17
61
26
41
35
21
44
01
52
81
61
61
70
41
79
21
Ore
Portata
Grafico n 1 Curva di durata del flusso dacqua
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico
Il Mini idroelettrico puograve essere ulteriormente suddiviso in sub classificazioni
mini-idroelettrico per impianti di meno di 10 MW di potenza micro-idroelettrico che comprende impianti di potenza inferiore ai 100 kW
Il microidroelettrico consente abitualmente la produzione di una potenza idroelettrica adeguata alle necessitagrave di piccole comunitagrave fattorie singole famiglie o piccole imprese
Le piccole centrali idroelettriche possono anche essere connesse alla distribuzione elettrica convenzionale come sorgenti di energia rinnovabile a basso costo per limmissione in griglia Alternativamente piccoli progetti idroelettrici possono essere costruiti in aree isolate ove potrebbe essere antieconomico servire con una linea elettrica ad alta tensione oppure in aree dove non esiste una rete di distribuzione elettrica nazionale
Dal momento che i piccoli progetti idro-elettrici abitualmente hanno dei bacini dacqua minimi e poche ed economiche opere civili di costruzione sono percepiti dalle popolazioni come progetti a basso impatto ambientale e paesagistico e si dimostrano particolarmente adatte a paesi poveri senza grandi risorse economiche senza grande capacitagrave produttiva di cemento o di tondini di acciaio
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico
Negli ultimi 10 anni il numero di piccole istallazioni small-hydro sono cresciute del 30 portando la capacitagrave di piccolo idroelettrico mondiale a circa 70 Gigawatt Tale potenza egrave localizzata
in Cina con impianti per una potenza pari a circa 42 GW in Giappone con impianti per una potenza pari a circa 4 GW negli Stati Uniti con impianti per una potenza pari a circa 4 GW nel resto del mondo con impianti per una potenza pari a circa 20 GW
La Cina nellambito del China Village Electrification Program ha piani per fornire nel prossimo quinquennio elettricitagrave a ulteriori 10000 villaggi utilizzando energia rinnovabile con investimenti nello small hydro e nel fotovoltaico
13 Tipi di impianto idroelettrici
Gli impianti possono essere
ad acqua fluente impianti idroelettrici posizionati sul corso dacqua a bacino lacqua egrave raccolta in un bacino grazie a unopera di sbarramento o diga ad accumulo lacqua viene portata in quota per mezzo di pompe
131 Centrali ad acqua fluente
Tali centrali sfruttano lenergia cinetica delle acque fluviali (energia idroelettrica) convogliate in particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dellacqua Collegate allalbero rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano lenergia meccanica di rotazione in energia elettrica
132 Centrali a caduta
Tali centrali sfruttano lenergia potenziale di notevoli masse dacque poste ad altezza maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di invaso o naturale o artificiale creato tramite dighe) Lenergia potenziale dellacqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire lacqua in condotte forzate nelle quali lacqua raggiunge notevoli velocitagrave Lacqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo cosigrave energia
133 Leggi
La legge vigente in Italia Il Testo Unico sulle acque RD 1775 del 1933 che regola la complessa materia delle concessioni delle acque pubbliche divide le centrali sotto l‟aspetto idraulico in piccole derivazioni quelle con potenza inferiore ai 3000 kW e le grandi derivazioni di potenza media superiore
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche egrave che una volta costruite offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata Inoltre con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare lacqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne quando la richiesta di energia egrave minore) si puograve accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo Un ulteriore vantaggio egrave legato al fatto che la variazione della produzione di energia puograve avvenire in maniera molto piugrave rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare variando la quantitagrave di acqua che viene convogliata alla turbina Il loro impiego egrave infatti generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche
Soprattutto le centrali a caduta che richiedono un intervento edilizio di elevate proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi hanno un notevole impatto ambientale sia nella fase costruttiva delle opere sia a posteriori nellimpatto visivo ed estetico Inoltre il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale per la maggiore umiditagrave ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore livellando le temperature fra giorno e notte Altro svantaggio egrave dovuto alla naturale sedimentazione che tende a riempire lentamente linvaso e richiede dragaggi periodici il terriccio di risulta puograve essere usato a fini edilizi per riporti e terrapieni
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Mini idroelettrico
1 Mini idroelettrico
Il termine mini idroelettrico (dallinglese small hydro) si riferisce a centrali elettriche che sfruttano lenergia idroelettrica ed egrave caratterizzato dal fatto di avere una potenza installata ridotta
La definizione quantitativa di un progetto mini-idroelettrico varia molto ma di solito per convenzione una capacitagrave di generazione che arriva fino ai 10 megawatt (10 MW di potenza installata) eacute generalmente accettata come il limite superiore di quello che si definisce mini idroelettrico In nazioni abituate ai grandi impianti ed ad alti consumi elettrici come il Canada o gli Stati Uniti si arriva a definire mini-idrolettrici impianti di potenza fino a 30 MW
Il mini-hydro oltre ai vantaggi della produzione di energia rinnovabile ha altre peculiaritagrave rispetto alle centrali idroelettriche di grande taglia e di seguito si riportano le piugrave interessanti
Investimenti contenuti la realizzazione di un tale impianto generalmente avviene su acqua fluente che non richiede la costruzione di opere particolarmente costose (come le grosse dighe) Questo permette un veloce ritorno dellinvestimento
Consente un miglioramento delle condizioni idrogeologiche del territorio Contribuisce alla riduzione delleffetto serra e quindi beneficia dei certificati verdi
per la produzione di energia da fonti rinnovabili
Come ogni centrale idroelettrica la realizzazione di un mini-hydro richiede naturalmente un opportuno studio di fattibilitagrave
Uno dei dati piugrave rilevanti egrave la curva di durata del flusso dacqua riportata nel seguente grafico n 1
Curva di durata
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1
88
1
17
61
26
41
35
21
44
01
52
81
61
61
70
41
79
21
Ore
Portata
Grafico n 1 Curva di durata del flusso dacqua
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico
Il Mini idroelettrico puograve essere ulteriormente suddiviso in sub classificazioni
mini-idroelettrico per impianti di meno di 10 MW di potenza micro-idroelettrico che comprende impianti di potenza inferiore ai 100 kW
Il microidroelettrico consente abitualmente la produzione di una potenza idroelettrica adeguata alle necessitagrave di piccole comunitagrave fattorie singole famiglie o piccole imprese
Le piccole centrali idroelettriche possono anche essere connesse alla distribuzione elettrica convenzionale come sorgenti di energia rinnovabile a basso costo per limmissione in griglia Alternativamente piccoli progetti idroelettrici possono essere costruiti in aree isolate ove potrebbe essere antieconomico servire con una linea elettrica ad alta tensione oppure in aree dove non esiste una rete di distribuzione elettrica nazionale
Dal momento che i piccoli progetti idro-elettrici abitualmente hanno dei bacini dacqua minimi e poche ed economiche opere civili di costruzione sono percepiti dalle popolazioni come progetti a basso impatto ambientale e paesagistico e si dimostrano particolarmente adatte a paesi poveri senza grandi risorse economiche senza grande capacitagrave produttiva di cemento o di tondini di acciaio
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico
Negli ultimi 10 anni il numero di piccole istallazioni small-hydro sono cresciute del 30 portando la capacitagrave di piccolo idroelettrico mondiale a circa 70 Gigawatt Tale potenza egrave localizzata
in Cina con impianti per una potenza pari a circa 42 GW in Giappone con impianti per una potenza pari a circa 4 GW negli Stati Uniti con impianti per una potenza pari a circa 4 GW nel resto del mondo con impianti per una potenza pari a circa 20 GW
La Cina nellambito del China Village Electrification Program ha piani per fornire nel prossimo quinquennio elettricitagrave a ulteriori 10000 villaggi utilizzando energia rinnovabile con investimenti nello small hydro e nel fotovoltaico
13 Tipi di impianto idroelettrici
Gli impianti possono essere
ad acqua fluente impianti idroelettrici posizionati sul corso dacqua a bacino lacqua egrave raccolta in un bacino grazie a unopera di sbarramento o diga ad accumulo lacqua viene portata in quota per mezzo di pompe
131 Centrali ad acqua fluente
Tali centrali sfruttano lenergia cinetica delle acque fluviali (energia idroelettrica) convogliate in particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dellacqua Collegate allalbero rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano lenergia meccanica di rotazione in energia elettrica
132 Centrali a caduta
Tali centrali sfruttano lenergia potenziale di notevoli masse dacque poste ad altezza maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di invaso o naturale o artificiale creato tramite dighe) Lenergia potenziale dellacqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire lacqua in condotte forzate nelle quali lacqua raggiunge notevoli velocitagrave Lacqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo cosigrave energia
133 Leggi
La legge vigente in Italia Il Testo Unico sulle acque RD 1775 del 1933 che regola la complessa materia delle concessioni delle acque pubbliche divide le centrali sotto l‟aspetto idraulico in piccole derivazioni quelle con potenza inferiore ai 3000 kW e le grandi derivazioni di potenza media superiore
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche egrave che una volta costruite offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata Inoltre con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare lacqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne quando la richiesta di energia egrave minore) si puograve accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo Un ulteriore vantaggio egrave legato al fatto che la variazione della produzione di energia puograve avvenire in maniera molto piugrave rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare variando la quantitagrave di acqua che viene convogliata alla turbina Il loro impiego egrave infatti generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche
Soprattutto le centrali a caduta che richiedono un intervento edilizio di elevate proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi hanno un notevole impatto ambientale sia nella fase costruttiva delle opere sia a posteriori nellimpatto visivo ed estetico Inoltre il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale per la maggiore umiditagrave ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore livellando le temperature fra giorno e notte Altro svantaggio egrave dovuto alla naturale sedimentazione che tende a riempire lentamente linvaso e richiede dragaggi periodici il terriccio di risulta puograve essere usato a fini edilizi per riporti e terrapieni
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
11 Mini-idroelettrico e micro-idroelettrico
Il Mini idroelettrico puograve essere ulteriormente suddiviso in sub classificazioni
mini-idroelettrico per impianti di meno di 10 MW di potenza micro-idroelettrico che comprende impianti di potenza inferiore ai 100 kW
Il microidroelettrico consente abitualmente la produzione di una potenza idroelettrica adeguata alle necessitagrave di piccole comunitagrave fattorie singole famiglie o piccole imprese
Le piccole centrali idroelettriche possono anche essere connesse alla distribuzione elettrica convenzionale come sorgenti di energia rinnovabile a basso costo per limmissione in griglia Alternativamente piccoli progetti idroelettrici possono essere costruiti in aree isolate ove potrebbe essere antieconomico servire con una linea elettrica ad alta tensione oppure in aree dove non esiste una rete di distribuzione elettrica nazionale
Dal momento che i piccoli progetti idro-elettrici abitualmente hanno dei bacini dacqua minimi e poche ed economiche opere civili di costruzione sono percepiti dalle popolazioni come progetti a basso impatto ambientale e paesagistico e si dimostrano particolarmente adatte a paesi poveri senza grandi risorse economiche senza grande capacitagrave produttiva di cemento o di tondini di acciaio
12 Sviluppo mondiale del mini idroelettrico
Negli ultimi 10 anni il numero di piccole istallazioni small-hydro sono cresciute del 30 portando la capacitagrave di piccolo idroelettrico mondiale a circa 70 Gigawatt Tale potenza egrave localizzata
in Cina con impianti per una potenza pari a circa 42 GW in Giappone con impianti per una potenza pari a circa 4 GW negli Stati Uniti con impianti per una potenza pari a circa 4 GW nel resto del mondo con impianti per una potenza pari a circa 20 GW
La Cina nellambito del China Village Electrification Program ha piani per fornire nel prossimo quinquennio elettricitagrave a ulteriori 10000 villaggi utilizzando energia rinnovabile con investimenti nello small hydro e nel fotovoltaico
13 Tipi di impianto idroelettrici
Gli impianti possono essere
ad acqua fluente impianti idroelettrici posizionati sul corso dacqua a bacino lacqua egrave raccolta in un bacino grazie a unopera di sbarramento o diga ad accumulo lacqua viene portata in quota per mezzo di pompe
131 Centrali ad acqua fluente
Tali centrali sfruttano lenergia cinetica delle acque fluviali (energia idroelettrica) convogliate in particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dellacqua Collegate allalbero rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano lenergia meccanica di rotazione in energia elettrica
132 Centrali a caduta
Tali centrali sfruttano lenergia potenziale di notevoli masse dacque poste ad altezza maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di invaso o naturale o artificiale creato tramite dighe) Lenergia potenziale dellacqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire lacqua in condotte forzate nelle quali lacqua raggiunge notevoli velocitagrave Lacqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo cosigrave energia
133 Leggi
La legge vigente in Italia Il Testo Unico sulle acque RD 1775 del 1933 che regola la complessa materia delle concessioni delle acque pubbliche divide le centrali sotto l‟aspetto idraulico in piccole derivazioni quelle con potenza inferiore ai 3000 kW e le grandi derivazioni di potenza media superiore
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche egrave che una volta costruite offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata Inoltre con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare lacqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne quando la richiesta di energia egrave minore) si puograve accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo Un ulteriore vantaggio egrave legato al fatto che la variazione della produzione di energia puograve avvenire in maniera molto piugrave rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare variando la quantitagrave di acqua che viene convogliata alla turbina Il loro impiego egrave infatti generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche
Soprattutto le centrali a caduta che richiedono un intervento edilizio di elevate proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi hanno un notevole impatto ambientale sia nella fase costruttiva delle opere sia a posteriori nellimpatto visivo ed estetico Inoltre il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale per la maggiore umiditagrave ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore livellando le temperature fra giorno e notte Altro svantaggio egrave dovuto alla naturale sedimentazione che tende a riempire lentamente linvaso e richiede dragaggi periodici il terriccio di risulta puograve essere usato a fini edilizi per riporti e terrapieni
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
131 Centrali ad acqua fluente
Tali centrali sfruttano lenergia cinetica delle acque fluviali (energia idroelettrica) convogliate in particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dellacqua Collegate allalbero rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano lenergia meccanica di rotazione in energia elettrica
132 Centrali a caduta
Tali centrali sfruttano lenergia potenziale di notevoli masse dacque poste ad altezza maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di invaso o naturale o artificiale creato tramite dighe) Lenergia potenziale dellacqua viene trasformata in energia cinetica facendo confluire lacqua in condotte forzate nelle quali lacqua raggiunge notevoli velocitagrave Lacqua viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori producendo cosigrave energia
133 Leggi
La legge vigente in Italia Il Testo Unico sulle acque RD 1775 del 1933 che regola la complessa materia delle concessioni delle acque pubbliche divide le centrali sotto l‟aspetto idraulico in piccole derivazioni quelle con potenza inferiore ai 3000 kW e le grandi derivazioni di potenza media superiore
2 Vantaggi delle centrali idroelettriche
Il principale vantaggio delle centrali idroelettriche egrave che una volta costruite offrono energia a costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime sono una fonte di energia totalmente rinnovabile e di fatto illimitata Inoltre con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel ripompare lacqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne quando la richiesta di energia egrave minore) si puograve accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete per restituirla di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo Un ulteriore vantaggio egrave legato al fatto che la variazione della produzione di energia puograve avvenire in maniera molto piugrave rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare variando la quantitagrave di acqua che viene convogliata alla turbina Il loro impiego egrave infatti generalmente massimo durante le ore di maggiore consumo energetico
3 Svantaggi delle centrali idroelettriche
Soprattutto le centrali a caduta che richiedono un intervento edilizio di elevate proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi hanno un notevole impatto ambientale sia nella fase costruttiva delle opere sia a posteriori nellimpatto visivo ed estetico Inoltre il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad un cambiamento del microclima locale per la maggiore umiditagrave ed evaporazione portata dal lago che funge anche da serbatoio di calore livellando le temperature fra giorno e notte Altro svantaggio egrave dovuto alla naturale sedimentazione che tende a riempire lentamente linvaso e richiede dragaggi periodici il terriccio di risulta puograve essere usato a fini edilizi per riporti e terrapieni
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Naturalmente quando si tratta di piccole centrali come quella descritta al paragrafo 5 l‟impatto ambientale egrave molto limitato e spesso si puograve ritenere trascurabile
4 Terminologia e grandezze
41 Bacino idroelettrico
Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per poterne poi utilizzare lenergia potenziale per produrre energia elettrica
Il bacino idroelettrico egrave costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva dacqua e di creare un dislivello Tra il punto di presa e la centrale elettrica lacqua egrave trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata Nella centrale egrave presente la turbina che ha lo scopo di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica Un alternatore egrave accoppiato alla turbina per trasformare lenergia meccanica in energia elettrica
42 Classificazione
I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a
portata dacqua dislivello la potenza nominale del generatore elettrico
43 Portata
La portata egrave la quantitagrave di fluido che attraversa una sezione di area A nellunitagrave di tempo Data una sezione si puograve definire una portata ponderale se riferita al peso (massa moltiplicata per laccelerazione gravitazionale pari a 980665 mssup2) di massa (o massica) se riferita alla massa di fluido e una portata volumetrica se riferita al volume
La portata di massa nel Sistema Internazionale si misura in kgs mentre quella volumetrica in metri cubi al secondo (m3s)
In questo secondo caso la portata V di fluido che transita in un tubo la cui sezione ha unarea A saragrave
dove v indica la velocitagrave del fluido considerata uniforme e con un certo angolo rispetto alla perpendicolare della sezione
Nel caso particolare di flusso perpendicolare allarea saragrave
Per passare da questa alla portata ponderale tale formulazione deve essere moltiplicata per la densitagrave ρ del fluido
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
La portata massica o flusso massico egrave data dalla formula
in cui ρ egrave la densitagrave volumica (kgmsup3) del fluido Nel caso di velocitagrave o densitagrave non uniformi sulla sezione bisogna inserire nellequazione i loro valori medi Per calcolarli si puograve ricorrere al calcolo integrale sulla superficie
In una tubazione in cui si abbiano due sezioni di diversa area per la legge di conservazione della massa la portata uscente deve eguagliare la portata entrante e quindi accadragrave che ove ci fosse un restringimento aumenteragrave la velocitagrave del fluido
[1]
essendo ρ1 ρ2 v1 v2 rispettivamente le densitagrave le velocitagrave del fluido in corrispondenza alle sezioni A1 e A2
Se il fluido egrave incomprimibile (densitagrave costante ρ1 = ρ2 ) la relazione precedente diventa
che egrave lequazione della portata del condotto costante
Limpatto ambientale delle centrali idroelettriche egrave molto minore di quello delle centrali termoelettriche per via dellassenza di fumi e riguarda soprattutto il diverso regime delle acque da esse sfruttate lestrazione di energia cinetica rallenta il corso dacqua aumentando la velocitagrave di sedimentazione nel caso di centrali a caduta egrave necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie (dighe e condotte) La parte maggiore dellimpatto ambientale si verifica durante la costruzione a causa degli sbancamenti e delle grandi opere necessarie per realizzare gli invasi ed il sistema di condotte forzate Le centrali idroelettriche possono avere potenze che vanno da alcuni MW (centrali fluviali) alle decine o centinaia di MW per le grandi centrali a caduta
44 Potenza
La potenza realizzabile dipende dalla portata d‟acqua (ls ndash m3s) dal salto che l‟acqua subisce (m) e dal fattore (accelerazione di gravitagrave ms2) 981 La potenza ottenuta egrave espressa in kW
P (kW) = m3sΔh102 P (kW) = lsΔh981
45 Turbine
451 Turbina Pelton
Le turbine bdquoPeltonldquo sono adatte per grandi dislivelli e relativamente piccole quantitagrave drsquoacqua
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Il loro vantaggio si manifesta in un rendimento regolare avendo come base una
quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile Principalmente si puograve dire in relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90)
Sono stati realizzati impianti di media e piccola misura (3 KW ndash 100 KW) da 20 metri a 500 metri di dislivello La quantitagrave drsquoacqua a disposizione da 3 a 300 lsec La seguente figura n 1 evidenzia la forma costruttiva della ruota Pelton
Figura n 1 Turbina tipo Pelton
452 Turbina Francis e Kaplan
La zona di operazione delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo egrave locata in posti con dislivelli bassi (ca 4 ndash 30 m) e grandi quantitagrave drsquoacqua La tecnica di queste turbine permette
lrsquo utilizzo in luoghi con quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il vantaggio delle turbine ldquoFrancis e Kaplanrdquo si dimostra in un rendimento uniforme
disponendo di una quantitagrave drsquoacqua fortemente variabile
Il rendimento rimane quasi invariato nel momento in cui si opera con il 25 - 100 della quantitagrave drsquoacqua intera Le seguenti figure n 2 e 3 evidenziano la forma
costruttiva delle turbine ruota Francis e Kaplan
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Figura n 2 Turbina tipo Kaplan
Figura n 3 Girante Francis si nota dallesterno la chiocciola il distributore (in verde) e la girante allinterno Il flusso di liquido egrave rappresentato in azzurro
453 Mini Turbina
Le miniturbine sono dotate di una ruota bdquoPeltonldquo molto piccola Vengono usate
prevalentemente per il funzionamento ad isola con accumulatori o per sistemi che vanno in parallelo con la rete
Il vantaggio delle piccole turbine bdquoPeltonldquo consiste nel loro rendimento costante con
una quantitagrave drsquoacqua molto variabile In relazione allrsquoaumento della pressione sale la percentuale del rendimento (da 80 a 90 )
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
Le miniturbine (100 W ndash 1500 W) vanno posizionate in luoghi con 10 metri - 100
metri di dislivello Le quantitagrave drsquoacqua variano da 07 lsec a 8 lsec Vengono costruite con uno o max quattro ugelli fissi o rispettivamente ugelli regolabili
5 Esempio di impianto mini idroelettrico a caduta
Nel seguito si descrive una piccola centrale idroelettrica con potenza nominale di 1000 kW in esercizio nella Valle d‟Aosta
511 Descrizione delle opere dellrsquoimpianto
L‟impianto idroelettrico egrave cosigrave composto
a Opera di presa egrave realizzata in cemento armato e pietre a vista egrave principalmente costituita da un canale in ca sormontato da una griglia che permette il solo ingresso
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
dell‟acqua da derivare eliminando altri elementi presenti quali sabbia foglie rami e detriti vari La quota di sfioro della griglia risulta essere 1380 mslm
b Canale di adduzione alla vasca di carico egrave costituito da una tubazione in Fe 510 DN 1000 di lunghezza mt 26 ca completamente interrata riceve l‟acqua in ingresso dall‟opera di presa e la trasporta nella vasca di carico All‟ingresso della tubazione si trova installata una paratoia a strisciamento atta a permettere l‟interruzione dell‟ingresso dell‟acqua verso la vasca di carico
c Vasca di carico egrave realizzata in cls armato ed ha la volumetria di circa 250 m3 (10 x 10 x 25 mt) e‟ completamente interrata e una botola posta sulla parte superiore permette l‟accesso per le operazioni di manutenzione La vasca di carico egrave dotata di una tubazione da DN 300 avente il compito di sfioratore accanto al tubo di sfioro parte la condotta forzata avente diametro iniziale di mm 600 che va ad alimentare la turbina idroelettrica La vasca e‟ realizzata in pendenza con uno scarico di fondo mediante tubazione da DN 300 Lo scarico di fondo si congiunge dopo la valvola manuale con la tubazione dello sfioratore e completamente in interrato scarica nel torrente In prossimitagrave della vasca di carico esiste un locale tecnico In tale locale tecnico trovano posto
o una valvola manuale per lbdquoaperturachiusura dello scarico di fondo
o la valvola a farfalla di guardia alla condotta forzata avente diametro mm 600 completa di cilindro attuatore per la fase di apertura e sistema di contrappesi per la chiusura in emergenza
o il by-pass manuale per il riempimento della condotta forzata
o la centralina oleodinamica a servizio della valvola a farfalla e della paratoia di cui al punto b)
o un quadro elettrico dei servizi completo di microprocessore in dialogo continuo con la centrale di produzione per la verifica dei parametri generali di funzionamento e l‟analisi dei livelli presenti nella vasca di carico per il tramite di un sistema a fibre ottiche posate lungo il percorso della condotta forzata
d Condotta forzata dalla vasca di carico parte la condotta forzata avente diametro DN 600 mm e spessori variabili dai 63 mm in partenza dalla vasca di carico ai 135 mm in arrivo alla centrale idroelettrica La condotta forzata in parte egrave interrata e in parte a cielo aperto il tratto fuori terra egrave protetto con materiale coibentante per temperature comprese tra i - 50degc e i + 200 degC con protezione esterna mediante lamierino di color marrone Nel tratto esterno di maggior pendenza e‟ inserito un giunto di dilatazione Lungo il tracciato della condotta forzata egrave posata un tubazione al cui interno sono alloggiati i cavi a fibra ottica per permettere il dialogo tra il microprocessore presente nella centrale di produzione ed il microprocessore presente nel locale tecnico costruito presso la vasca di carico
e Centrale idroelettrica di produzione la turbina Pelton a due getti la centralina oleodinamica a servizio di detta turbina la quadristica di gestione ed automazione dell‟impianto sono installate in apposito locale Il trasformatore dei servizi e tutta la quadristica di MT necessaria alla consegna dell‟energia prodotta al distributore territoriale sono ubicati in una cabina ldquotipo Enelrdquo adiacente all‟immobile del generatore L‟evacuazione dell‟acqua turbinata al limitrofo torrente egrave realizzata mediante apposito canale di scarico
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
f Controllo remoto la centrale e tutte le apparecchiature principali sono dotate di telecontrollo
512 Specifica dellrsquoImpianto da concessione I dati caratteristici dell‟impianto sono i seguenti
Impianto Idroelettrico a caduta
Quota di sfioro vasca di carico 1380 m slm
Quota pelo libero canale di scarico 983 mslm
Salto utile lordo 397 m
Moduli derivabili 180 (180 ls)
Moduli massimi 45 (450 ls)
Potenza media 700 KW
Potenza nominale dell‟impianto 1110 KW
Producibilitagrave annua netta attesa 4000000 kWh
513 Collegamento dellrsquoimpianto alla Rete Elettrica
L‟impianto egrave collegato in MT sulle linee a 15 KV del Distributore Territoriale presso la cabina di tipo alto adiacente l‟impianto di produzione di energia idroelettrica
514 Autorizzazioni principali necessarie
Di seguito si riportano le principali autorizzazioni necessarie pere la realizzazione e per la qualificazione IAFR (Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili)
- Regione - Autorizzazione ai fini idraulici rilasciata dal Dipartimento territorio Ambiente ai sensi del RD 5231904
- Autorizzazione Forestale e Aree Boscate RDL 30 dicembre 1923
- Autorizzazione Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Comune ndash Atto di concessione edilizia
- Autorizzazione posa condotta forzata - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- Autorizzazione posa condotta forzata ndash variante - Direzione Tutela Beni Paesaggistici ed Architettonici
- DIA ndash Denuncia di Inizio Attivitagrave protocollata al comune
515 Denuncia di officina elettrica
La centrale idroelettrica per essere esercita necessita di una particolare licenza di esercizio che viene rilasciata dell‟Ufficio delle Dogane competente per territorio Alla licenza viene attribuito un codice ditta alfanumerico (esempio IT00AOE00667J)
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
516 Produzione storica
Dall‟entrata in esercizio dell‟impianto si deve tenere costantemente aggiornato il registro di produzione giornaliera E‟ opportuno avere anche una tabella mensile di sintesi che serviragrave per le dovute dichiarazioni all‟Ufficio delle Dogane Nella seguente tabella si riporta un esempio di sintesi delle produzioni
Produzione di energia elettrica
apr-08 kWh 77080
mag-08 kWh 495650
giu-08 kWh 609950
lug-08 kWh 593950
ago-08 kWh 328450
set-08 kWh 358700
ott-08 kWh -
nov-08 kWh -
dic-08 kWh -
Totale produzione realizzata kWh 2463780
Note
Moduli in concessione (18) ls 180
Salto mca 397
Potenza in concessione kW 700
Ore di funzionamento allanno ha 8400
Energia elettrica producibile come previsione kWha 4000000
Bibliografia
o Maurizio Tanzini - Impianti idroelettrici Progettazione e costruzione Aspetti geologici e geotecnici - Tecnologie - Dimensionamento ndash Materiali
o Ricerche su internet
