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L’acquedotto smart che produce energia - Energia Media
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L’acquedotto smart che produce energia

L’acquedotto smart che produce energia

Sintesi dell’intervento tenuto in occasione  del convegno “Acqua 2.0 Smart Efficiency Watergy” Bologna, 8 luglio 2014.

Aspetti tecnici ed economici di un impianto mini hydro su acquedotto

La crescita della domanda di energia elettrica da fonti rinnovabili va inquadrata nell’ambito di due fenomeni che si sono imposti negli ultimi decenni: la sempre maggiore domanda di energia determinata dal nostro stile di vita e la necessità di contenere il più possibile le emissioni inquinanti nell’ottica di un maggior rispetto dell’ambiente. La generazione di energia elettrica da parte di mini e micro centrali idroelettriche sposa queste due esigenze andando a produrre energia attraverso una tecnologia matura che garantisce sulle piccole taglie un impatto ambientale minimo.

Oggi in Italia fare idroelettrico significa puntare sul potenziale idrico residuale presente su un territorio già ampiamente sfruttato. Ed è in quest’ottica che le centrali che utilizzano l’acqua che alimenta gli acquedotti rappresentano una soluzione particolarmente interessante.

La necessità di fornire acqua potabile alla popolazione ha imposto la costruzione di una serie di opere idrauliche e civili tali da poter raccogliere l’acqua di un determinato bacino idrico e renderla disponibile agli utenti finali. Questa esigenza ha reso necessario creare opere di presa, vasche di carico e canalizzazioni tali da essere non solo adatte a fornire acqua potabile alle utenze finali ma da presentare peculiarità tali da essere ideali anche per l’installazione di centrali idroelettriche. Quindi l’idea di sfruttare questo tipo di impianti, nei quali tutte le opere civili e idrauliche sono già esistenti. Per la creazione di una centrale idroelettrica, ha il duplice vantaggio di non richiedere modifiche alla morfologia del territorio e di necessitare investimenti iniziali notevolmente contenuti rispetto a quelli di una centrale tradizionale.

Naturalmente le particolari esigenze di un acquedotto richiedono che gli impianti siano progettati in modo tale da assicurare:

  1. la continuità del servizio di erogazione dell’acqua
  2. il mantenimento delle caratteristiche organolettiche dell’acqua potabile.

Queste due esigenze rendono quindi le centrali idroelettriche su acquedotti impianti speciali nei quali sono necessari particolari accorgimenti, primi fra tutti l’installazione di un ramo di by-pass e l’utilizzo di materiali e vernici dedicati.

Il ramo di by-pass è una derivazione della condotta principale subito a monte della turbina ed è dotato di una valvola di intercettazione e regolazione del flusso d’acqua che agisce in modo tale che, in caso di fermata della turbina, la continuità del servizio di erogazione dell’acqua sia comunque assicurato. Il sistema di controllo automatico di centrale coordina il funzionamento degli organi di regolazione della turbina e della valvola di intercettazione di by-pass in modo da garantire, in qualsiasi condizione, un flusso d’acqua costante verso le utenze a valle. L’utilizzo di vernici per uso alimentare e di componenti in acciaio inox garantisce inoltre che l’acqua utilizzata per produrre energia elettrica sia restituita all’acquedotto con caratteristiche chimico-fisiche inalterate.

Con le tariffe vigenti, questa tipologia di impianti consente un rapido ritorno dell’investimento iniziale e rappresenta un valido strumento per ottimizzare i costi di gestione connessi al sistema idrico integrato. EPF Energy, azienda attiva nella realizzazione di impianti idroelettrici in Italia e all’estero, ha recentemente sviluppato un impianto su acquedotto in un Comune del Trentino dove, con due gruppi turbina-generatore, si è arrivati a produrre 810.000 kWh / anno. Con l’attuale tariffa, che per impianti di questo tipo è pari a 219€/MW, il ricavato annuo dell’impianto è di 177.329,00 €. Queste cifre sono lo specchio di una best practice che merita di essere raccontata: ammortizzato nell’arco di un anno l’investimento iniziale, la cifra sopra citata diventerà una voce positiva ed importante nel bilancio della municipalizzata che ha scelto di credere nel progetto.

Dal punto di vista tecnico, tra le varie tipologie di applicazioni è interessante evidenziare il caso di turbine installate su condotte in corrispondenza di nodi idraulici in contropressione. In queste turbine, tipicamente di tipo Francis, non si ha lo scarico a pressione atmosferica ma ad una pressione superiore determinata dalle necessità della condotta a valle. Il salto in pressione sfruttato dalla turbina non è più quindi quello determinato dalla pressione assoluta nella condotta a monte ma dalla differenza di pressione tra monte e valle della stessa. L’impossibilità di scaricare su una vasca di carico a pressione atmosferica impone l’utilizzo di particolari soluzioni tecniche da applicare sulla linea d’asse, a causa della contropressione allo scarico, e sulla valvola di by-pass per non perturbare le condizioni idrauliche del sistema in caso di stacco improvviso del gruppo turbina-alternatore. La pressione in eccesso che prima doveva essere dissipata in quanto rappresentava un problema, è diventata ora una risorsa che genera reddito! L’installazione della turbina non ha comportato modifiche alle opere civili esistenti contenendo l’importo dell’investimento e nel contempo non modificando l’aspetto esterno del fabbricato esistente.

È evidente, dunque, come le possibilità tecniche ed economiche legate a questo tipo di impianti siano interessanti e percorribili. La tecnologia è matura e le tariffe sono favorevoli. Non ci resta che lavorare per cogliere le opportunità esistenti, neanche troppo nascoste tra le pieghe dell’acqua che entra ogni giorno nelle nostre case.

 

1 agosto 2014

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Luca Zamboni

EPF Energy