4 dicembre 2012L'idroelettrico in Lombardia: stato dell'arte,

potenzialità future, casi di studio.

Giancarlo GiudiciPolitecnico di Milano / School of Management

giancarlo.giudici@polimi.it

“L’idroelettrico verso il 2015: una scommessaper il futuro del territorio”

Temi della presentazione

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- Prospettive della tecnologia

- Prospettive applicative

- Prospettive di filiera

Tecnologie innovative nel settore del mini-idroelettrico

Tecnologia sostanzialmente consolidata.

La tendenza è quella di sfruttare le condizioni ‘limite’.

• Mini turbine tradizionali;

• Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine);

• Very low head (VLH);

• Vite idraulica o coclea;

• Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione.

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Mini turbine tradizionali

• Campi di applicazione:

Salti minimi sfruttabili:

30 m (mini Pelton)

15 m (mini Francis)

1,5 m (mini Kaplan)

Portata minime sfruttabili:

4 l/s (mini Pelton)

200 l/s (mini Francis)

1.000 l/s (mini Kaplan)

• Modelli in scala ridotta delle classiche turbine Pelton, Francis e Kaplan;

• Sfruttano salti piccoli e portate limitate;

• Al decrescere delle dimensioni, tuttavia, si riduce il rendimento;

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Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine)

• Dispositivi derivati dalle pompe centrifughe per liquidi;

• Il principio di funzionamento di basa sull’inversione del senso di rotazione delle pompe centrifughe;

• Dispositivi compatti che inglobano il sistema di generazione;

• Campi di applicazione:

Salto:

tra 2 m e 18 m

Portata:

tra 800 l/s e 10.000 l/s

Very low head (VLH)

• Campi di applicazione:

Salto:

tra 1,4 m e 3,2 m

Portata:

tra 3.000 l/s e 26.000 l/s

• Consentono di sfruttare bassissimi salti a costi vantaggiosi;

• Presentano un particolare sistema di ancoraggio (“effetto diga”) che permette di ridurre al minimo le opere civili;

• Possono produrre da un minimo di 100 kW fino ad un massimo di circa 500 kW;

Vite idraulica o Coclea

• È una macchina a gravità con un funzionamento inverso rispetto alla Vite di Archimede;

• Gestisce in maniera ottimale variazioni nel livello e nella quantità dell’acqua;

• Campi di applicazione: Salto: tra 1 m e 10 m

Portata: tra 200 l/s e 5.500 l/s

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Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione

• Dispositivi a barriera rotante che raccolgono l'energia derivante dalla caduta di pressione sotto forma di elettricità;

• Vengono utilizzati in sostituzione delle classiche valvole di riduzione della pressione (PRV);

• Differenziale di pressione massimo = 10 bar

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• Il potenziale per lo sviluppo di dighe e di impianti su larga scala è quasi completamente esaurito, non solo in Lombardia; inoltre spesso si incontra l’ostilità delle popolazioni locali nella realizzazione di nuovi progetti e nella costruzione di grandi impianti (aspetti legati all’impatto ambientale);

• Il futuro dell’idroelettrico sarà caratterizzato dalla diffusione di impianti di dimensioni sempre più ridotte nell’ottica delle ‘smartgrid’.

Principali ambiti applicativi e aree di sviluppo innovative:

1. impianti su acquedotti;

2. interventi su canali artificiali con recupero di magli e vecchi mulini;

3. interventi sugli scarichi degli impianti di depurazione delle acque reflue.

Prospettive applicative

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Schema di un impianto inserito in un sistema di approvvigionamento potabile

Impianti su acquedotti (1/2)

• Gli impianti idroelettrici sostituiscono le strutture di laminazione utilizzate per ridurre l’eccessiva pressione dell’acqua;

• Recuperano energia che altrimenti andrebbe persa;

• Nessun impatto sull’ambiente;

• Possibili difficoltà derivanti dalla scarsa chiarezza delle norme di gestione dell’acqua.

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Impianti su acquedotti (2/2) –Caso di studio: Roncobello (BG)

La centralina idroelettrica sull’acquedotto di Roncobello (BG)

• Anno di realizzazione: 2006;

• Investimento: 900.000 €(in parte finanziato dalla Comunità Europea e da un Bando di Regione Lombardia);

• Salto: 532 metri;

• Portata: da 35 l/s a 44 l/s;

• Ricavi annui medi per il Comune: 180.000 €

• Tempo di pay-back: 3 anni

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Impianti su canali artificiali (1/6)

• Presenza di un interessante potenziale idroelettrico anche in pianura, solo in parte utilizzato;

• Si rilevano iniziative finalizzate al recupero di vecchi magli o mulini e all’installazione di piccoli impianti lungo canali artificiali utilizzati in passato per scopi agricoli;

• Possibilità di integrare la produzione di energia rinnovabile con il recupero di edifici tradizionali e con l’introduzione di itinerari culturali e turistici;

Vecchio mulino a Capergnanica (CR)

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Impianti su canali artificiali (2/6) -Il caso del “Molino di Baggero” – Merone (CO)

Il “Molino di Baggero” - Merone (CO)

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Progetto promosso dall’European Small Hydropower Association (ESHA);

Obiettivi:

• censire i mulini idraulici sul territorio italiano, valutandone lo stato di conservazione;

• creare una mappa delle installazioni presenti;

• sviluppare alcuni casi di studio per determinare la fattibilità tecnica e la convenienza economica di un loro effettivo recupero.

Impianti su canali artificiali (3/6) – Progetto RESTORE

Un antico mulino idraulico nel Comune di Monvalle (VA) 14

Impianti su canali artificiali (4/6) –Attivismo dei consorzi di bonifica

Centrali del Maglio di Lonato (BS) e di Salago - Bedizzole (BS) – Consorzio di bonifica Medio Chiese

Centrale di Genivolta (CR) – Consorzio di Bonifica Naviglio Vacchelli

Impianto su canale – Consorzio di Bonifica Muzza Bassa Lodigiana 15

Impianti su canali artificiali (5/6) – Casi di studio

Roggia di Mandello del Lario (LC) – Canale artificiale derivato dal torrente Meria

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Impianti su canali artificiali (6/6) – Vie d’acqua EXPO 2015

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Interventi su impianti di depurazione delle acque reflue

• Viene sfruttato il salto esistente tra la parte terminale dell’impianto e il ricettore naturale finale;

• Si utilizzano, generalmente, le viti idrauliche (coclee), in grado di gestire in maniera ottimale portate variabili;

• Uno dei primi impianti di questo tipo è stato realizzato a Brembate (BG) ed è caratterizzato da una potenza di 170 kW.

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La filiera produttiva e la catena del valore

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La segmentazione dei produttori

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Osservazioni conclusive e spunti di riflessione

• Il settore idroelettrico è caratterizzato da una tecnologia consolidata ma in costante evoluzione incrementale. Questo consente di perseguire continui miglioramenti che rendono possibile l’utilizzo di nuovi potenziali, precedentemente non sfruttabili;

• Lo sviluppo delle applicazioni idroelettriche lombarde, nel futuro, riguarderà in misura sempre maggiore impianti di piccola taglia, realizzati in contesti innovativi o in situazioni limite; il potenziale è tutt’altro che trascurabile;

• La filiera industriale lombarda, pur essendo stata ‘impoverita’ dalla delocalizzazione, mostra tutte le potenzialità per un recupero di valore e di competenze nel settore

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