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Mini idro

Mini impianti idroelettrici

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Le fonti di energia rinnovabile sono numerose e tra loro è presente quella idroelettrica che riveste grande importanza per il suo forte contributo energetico. In particolare ci interessiamo degli impianti mini idro, che stanno avendo una notevole crescita negli ultimi anni. Con questo tipo d'impianti possiamo avere notevoli benefici sia di tipo economico che di tipo ambientale, con qualche svantaggio. Vediamo che cosa sono i mini idro, come sono classificati, dove conviene impiantarli e come funzionano. Indichiamo inoltre i link di associazioni o aziende che si interessano di mini idro.
Mini idro
L’energia idroelettrica proviene dalla trasformazione dell’energia posseduta dall’acqua e successivamente convertita, tramite appositi impianti, in energia elettrica. La produzione di energia idroelettrica in Italia è attorno al 20% del totale ed è la fonte di energia rinnovabile più importante nel nostro paese. All’interno del comparto idroelettrico sta assumendo sempre maggiore rilevanza l’apporto del mini idro (denominato pure mini idroelettrico o micro idroelettrico), che possiamo anche definire come un impianto idroelettrico di piccole dimensioni che generando energia elettrica non altera l’ambiente circostante. I mini idro sono impianti che in presenza di un corso d’acqua, con portata e salto d’acqua (differenza di quota tra il pelo libero di monte e quello di valle espresso in metri) adeguati, sono in grado di generare energia elettrica con potenze inferiori ai 10 MW (megawatt). Negli impianti in questione vediamo che l'energia che ha la corrente di un corso d'acqua aziona una turbina idraulica che ha la capacità di trasformare l'energia potenziale o cinetica in energia meccanica, la stessa alimenta un alternatore che la trasforma in energia elettrica. Costruendo centrali mini idro possiamo: salvaguardare l’ambiente non emettendo gas serra o sostanze inquinanti, provvedere al bisogno energetico di villaggi e centri isolati, mettere in atto una politica di produzione energetica sul territorio, diversificare le fonti energetiche senza ricorrere a quelle di natura fossile. Il mini idroelettrico non ha la necessità di opere civili importanti (dighe o sbarramenti) da inserire su corsi d’acqua, bacini o laghi (come invece avviene per le centrali idroelettriche tradizionali) e raggiunge un alto rendimento energetico anche in presenza di corsi d’acqua ridotti, come torrenti, ruscelli o fiumiciattoli. L’energia fornita dal mini idro viene generalmente impiegata per: esercizi commerciali, abitazioni, imprese artigianali e agricole, piccola e media industria, villaggi isolati e comunità montane. Il mini idro risponde al concetto di “energia diffusa” che significa piccoli impianti per la produzione di energia legati al territorio e quindi meno costosi e inquinanti, che non necessitano di grandi reti per il trasporto e la distribuzione dell’energia generata. Perché, quando ne abbiamo la possibilità come nel caso del mini idroelettrico, conviene fare il decentramento energetico? Perché questa modalità ci permette non solo di essere auto sufficienti, ma anche di vendere parte dell’energia prodotta immettendola nella rete elettrica pubblica.

Mini idro: Come sono classificati gli impianti

Una classificazione ufficiale dei mini impianti idroelettrici è stata fatta da parte dell’UNIDO (United Nations Industrial Development Organization) e in essa possiamo individuarne quattro basilari tipologie:
Piccoli - impianti Potenza < 10 MW
Mini - impianti Potenza < 1 MW
Micro - impianti Potenza < 100 KW
Pico - impianti Potenza < 5 KW
Per quanto riguarda la classificazione delle mini centrali idroelettriche italiane sarebbe più esatto avere il valore limite attestato a 3 MW, e in questo caso avremmo l’uniformazione alle direttive dell’autorità per l’energia elettrica e il gas in materia di prezzi di cessione dell’energia.
Possiamo classificare gli impianti mini idro anche in relazione alle loro caratteristiche di funzionamento e in particolare a come avviene  la captazione e l'accumulo delle acque:
a) Impianti ad acqua fluente, in cui si può regolare il flusso dell'acqua, la cui portata è direttamente proporzionale al flusso del corso d'acqua.
b) Impianti a deflusso regolato, dove invece è possibile regolare il flusso delle acque tramite serbatoio di accumulo; la capacità di regolazione è strettamente connessa alle dimensioni del serbatoio.

Mini idro: Link pertinenti
Indichiamo i link di alcune aziende/associazioni che si interessano di energie rinnovabili, tra cui il mini idro, e che sono rilevanti in campo nazionale. Rinnovabili.it è un quotidiano d’informazione sulle fonti di energia rinnovabile, si occupa anche del mini idro con numerose informazioni e descrizioni delle mini centrali idroelettriche. Energy Renewable Source è un’azienda che si occupa di fonti di energia rinnovabile in particolare del solare e dell’idroelettrico, e si interessa delle mini centrali idroelettriche. Il portale Ambiente-energia ha una sezione dedicata alle energie rinnovabili in cui si occupa anche dell'energia idroelettrica, delle centrali idroelettriche e degli impianti mini idro. Studio Rinnovabili si interessa di energie rinnovabili e in particolare di eolico, solare fotovoltaico e mini idro, inoltre fornisce consulenza globale nel settore dell'energia idroelettrica con i seguenti servizi principali: valutazione preliminare, progettazione e concessione idroelettrica. Il portale Casasoleil.it si occupa di energie rinnovabili (fotovoltaico, mini eolico, mini idroelettrico, solare termico, biomasse, pompe geotermiche), risparmio energetico e inquinamento domestico; in particolare s’interessa del micro idro descrivendo in maniera particolareggiata le varie tipologie d’impianto e il loro funzionamento. GSE (Gestore dei Servizi Energetici) opera per la promozione dello sviluppo sostenibile, attraverso l'erogazione di incentivi economici destinati alla produzione energetica da fonti rinnovabili e con azioni informative tese a diffondere la cultura dell'uso dell'energia compatibile con le esigenze dell'ambiente; si occupa anche degli incentivi del mini idro. L’European Small Hydropower Association (ESHA) è una associazione no-profit internazionale che rappresenta il settore dei piccoli impianti idroelettrici. L'associazione è stata fondata nel 1989 per iniziativa della Commissione europea. ESHA è membro fondatore di EREC (European Renewable Energy Council), che raggruppa tutti i principali operatori del settore europeo delle energie rinnovabili e associazioni di ricerca. Nextville è un portale che si occupa di energie rinnovabili e di efficienza energetica; per il mini idroelettrico propone una descrizione degli impianti e del loro funzionamento.

Mini idro: Come utilizzarlo
Il mini idro viene utilizzato per generare energia elettrica e con il suo utilizzo si può raggiungere un picco di potenza installata di 100KW. Questi impianti servono per la produzione di elettricità da usare per utenze collegate alla rete elettrica pubblica e/o per territori non serviti dalla rete elettrica nazionale come piccoli villaggi, fattorie lontane da grandi centri o aree montane (utenze isolate). E’ conveniente realizzare mini centrali idroelettriche per il recupero energetico nelle applicazioni idrauliche, in particolare nei sistemi di tipo dissipativo come ad esempio i sistemi di regolazione della portata delle acque dove ci sia la presenza di salti (paratoie, vasche di disconnessione, traverse, sfioratori e altro), possiamo installare una turbina con cui recuperare l’energia della corrente d’acqua (nei casi in cui le condotte siano state precedentemente costruite e quando i salti e le portate dell’acqua siano sufficienti). Nel nostro paese gli impianti mini idro usufruiscono di incentivi per la produzione di energia, con il meccanismo della tariffa unica per gli impianti che non superano 1 MW di potenza installata e con il meccanismo dei certificati verdi per gli impianti più grandi. Esiste anche un altra forma di incentivo per gli impianti che producono energia elettrica da fonti rinnovabili (compreso il mini idro) con potenza fino a 200 kW che è quella con cui si entra nel meccanismo di “scambio sul posto” dell'energia elettrica prodotta, ovvero  la possibilità di cedere alla rete elettrica pubblica la produzione da fonte rinnovabile e di prelevare dalla stessa la quantità di energia elettrica quando gli impianti rinnovabili non sono in grado di produrre; tutto ciò pagando solo la differenza, su base annua, tra i consumi totali del cliente e la produzione del suo piccolo impianto. In Italia è stato individuato nel Gestore dei Servizi Energetici il soggetto che si interessa del servizio di "scambio sul posto", in grado di erogare il contributo in conto scambio in maniera uniforme per tutto il territorio nazionale.

Mini idro: Vantaggi e svantaggi
Vediamo quali sono i benefici che si possono ottenere con l’installazione del mini idro nei confronti di altre fonti energetiche:
modesto impatto ambientale e ridotto inquinamento del paesaggio
strutture per il trasporto e la distribuzione dell’energia generata molto modeste poiché le utenze sono vicine al luogo di produzione
costi di realizzazione degli impianti abbastanza contenuti (questi tipi d’impianto, utilizzando l’acqua fluente, non richiedono opere civili grandi e costose - l’investimento ha di norma un tempo di ritorno al di sotto dei 10 anni)
modesta e poco costosa manutenzione dell’impianto mini idroelettrico (non è prevista la presenza di personale fisso sulle 24 ore, ma si fanno solo alcuni interventi saltuari di controllo e verifica)
gestione dell'impianto in remoto mediante sistemi di comando e telecontrollo che permettono di ricevere dati e fornire comandi all’impianto tramite computer
sfruttamento dei corsi d’acqua con portata ridotta
• possibilità di collocare diversi impianto mini idro su un solo corso d’acqua
• contribuisce al miglioramento dell'assetto idrogeologico del territorio circostante
funzionamento dell’impianto ininterrotto per tutte le 24h
• possibilità di inserimento in sistemi di distribuzione e irrigazione delle acque già presenti sul territorio (risparmi rilevanti nella realizzazione dell’opera).
Tra gli svantaggi segnaliamo:
- gli impianti sono realizzati con una tecnologia in molti casi antiquata e con bassa efficienza;
- molte volte si sacrificano aree incontaminate per la realizzazione gli impianti;
- cantieri, strade e opere di presa possono danneggiare luoghi di grande valore naturalistico:
- gli impianti da 1MW sono il 69% del totale ma ci danno solo il 4% della potenza idroelettrica installata;
- la produzione totale nel 2014 raggiungeva solo il 5% del comparto idroelettrico e superava di poco il 2 per mille del fabbisogno complessivo nazionale.

Mini idro: Come funziona
La prima necessità per il funzionamento un impianto mini idro è quella di avere a disposizione un flusso d’acqua costante e un salto d’acqua di qualche metro (nei primi mesi del 2012 sono stati realizzati impianti con salti inferiori a 2 metri). Per la realizzazione di impianti mini idro bisogna costruire adeguate opere civili come piccole vasche di carico, canali di adduzione, condotte forzate, tubazioni di raccordo e altro; inoltre è necessario prendere una parte di acqua corrente dal corso, che inviata in basso permette ad una turbina di girare producendo energia meccanica e questa consente la rotazione di un generatore che trasforma questa energia in elettrica. Si sottolinea che l’acqua prelevata dopo aver attraversato queste apparecchiature viene rimandata, più a valle, nel corso d'acqua da dove è stata prelevata. Sul mercato vi sono molti tipologie di turbine che sono in grado di adattarsi ad ogni tipo di corso d’acqua, così da innalzare il livello dello sfruttamento dell’energia idrica in relazione alla portata e al dislivello disponibili. Una centralina lavora per tutte le 24 ore della giornata, a differenza di altre fonti energetiche rinnovabili come il solare e l'eolico che in mancanza di sole o di vento non producono energia.

Mini idro: Componenti principali
Per ogni centralina idroelettrica gli elementi costitutivi sono in linea di massima i seguenti:
Opere civili - di presa, di raccolta, di convogliamento e di restituzione dell’acqua
Turbina - dispositivo che converte l’energia potenziale e cinetica in energia meccanica
Generatore - dispositivo che permette la trasformazione dell’energia meccanica in elettrica
Trasformatore - macchina elettrica che aumenta la tensione in uscita dal generatore per renderla compatibile con la rete elettrica pubblica     
Sistemi di controllo - quadri elettrici, cablaggi, sistemi di comando e telecontrollo.
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