Progettazione di un impianto mini-idroelettrico; Studio della
turbina
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Che cosa sono le turbine? A cosa servono? Le turbine sono
macchine idrauliche che utilizzano direttamente lenergia cinetica
del fluido derivata indirettamente dal dislivello geodetico
naturale o creato artificialmente che conferisce alla massa liquida
una energia potenziale di posizione. Esse hanno quindi il compito
di trasformare lenergia cinetica dellacqua in energia meccanica che
sar poi trasformata in energia elettrica da un alternatore.
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Il numero di giri caratteristico
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Tipo di turbina Numero di giri caratteristico n c Dislivello H
(m) Pelton 1 getto17 - 30 300 - 2000 2 getti17 - 42 4 getti24 - 60
Francis Lenta60 - 100400 - 240 normale100 - 200240 - 90 veloce 200
- 300 300 - 400 90 - 50 50 - 40 Turbine a elica e Kaplan 400 -
60030 - 18 600 - 80018 - 10 800 - 100010 - 5
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La ruota Pelton
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o Le turbine PELTON sfruttano salti elevati e portate dacqua
anche piccole; orientativamente H=300 2000m e Q< 20m/s La
girante: formata da una serie di palettature a doppio cucchiaio,
ogni pala dotata di un coltello centrale che ha il compito di
dividere il getto in due correnti che lambiscono le superfici
interne della pala. Il distributore: chiamato spina double formato
da spina a sezione variabile sistemata nel centro dellugello.
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La girante
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La spina double
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Turbina Francis
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Caratteristiche fondamentali o la turbina Francis una turbina a
reazione o impiegata per salti medi e bassi e portate pi elevate
della Pelton o il distributore circonda la girante ed formato da
palette inclinabili assialmente collegate fra loro in modo da
poterle comandare con un unico comando e in maniera
sincronizzata.
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Il distributore
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Turbina Kaplan
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Caratteristiche fondamentali o turbina a reazione o utilizzata
per bassi salti e portate elevate o numero di giri caratteristico
molto alto o metodo di regolazione analogo alla Francis per nelle
Kaplan si possono inclinare anche le palette della girante cos da
avere una regolazione pi ampia.
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Il distributore
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Dimensionamento della turbina Premessa: Al momento della scelta
della turbina abbiamo optato per una Kaplan ad asse verticale dal
momento che abbiamo disponibile un salto utile (distanza dal pelo
libero dellacqua allasse della turbina) molto basso, dettato dal
fatto che il nostro progetto realizzato per un impianto mini-
idroelettrico; di conseguenza avremo anche una portata limitata e
molto variabile, dal momento che caratteristica nota dei torrenti
presenti sul nostro territorio.
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Grafico delle portate annuali
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Conclusioni e ringraziamenti La difficolt principale incontrata
in questa area di progetto stata il reperimento di un libro dove
fosse descritto il dimensionamento della turbina Kaplan, dal
momento che la maggioranza dei libri in commercio non lo tratta o
ne parla in maniera superficiale, approfondendo di pi le turbine
Pelton e Francis. Il materiale stato reperito in internet e su
libri di testo. Il progetto mi servito per capire limportanza dell
idroelettrico sul nostro territorio, il quale non , come
dimostrato, sfruttato come si dovrebbe dal momento che ci sono
innumerevoli siti adatti a questo tipo di energia rinnovabile non
sfruttati. Vorrei ringraziare soprattutto il prof. Pesavento Fabio
che mi ha aiutato nel capire il procedimento per il dimensionamento
della turbina ed sempre stato molto disponibile. I miei
ringraziamenti vanno anche a tutti i docenti della nostra classe
che sono sempre stati disponibili per qualsiasi chiarimento ed
aiuto.