Discussione: sfruttare un torrente

Ciao a tutti! Sono nuova del forum, ma ho già letto alcune vostre discussioni parecchio interessanti!
Debbo farvi due domande, poiché non riesco a comprendere alcuni concetti (e nessuno me li ha spiegati con chiarezza).

1)TORRENTE
Ho un corso d'acqua naturale (ad. esempio un torrente) e decido di sfruttarne l'energia potenzale per produrre energia elettrica; metto la turbina nel punto più basso del dislivello scelto, ma fisicamente dove posiziono il canale a pelo libero? Il salto deve essere repentino, oppure posso sfruttare il dislivello naturale del corso d'acqua? Sono comunque obbligata a realizzare una condotta forzata? Dove posso trovare schemi semplici di tipologie di "centraline" simili?

2) CANALE IRRIGUO
Posso usare un canale irriguo per produrre energia? Tecnicamente come posso fare per sfruttarlo? Conosco la portata, ma come relizzo il salto?

Spero di essermi spiegata.
Sono una studente, devo fare la tesi e il mio approccio con la materia è iniziato da poco...

Grazie a tutti per la collaborazione

Ciao mile83, benvenuta nel ghetto!
Il quesito che poni è veramente molto generico(mi riferisco a zero dati tecnici essenziali, quali la portata ed il salto).
Per un impianto in torrente, in genere essendoci poca acqua,non è detto che serva un canale a pelo libero, ma si può captare da una piccola briglia o da un grigliato che attraversa l'alveo, e si convoglia in vasca desabbiatrice, poi in condotta. Sono fondamentali le dimensioni dell'opera (che non sappiamo).
Comunque leggiti i post del forum, vi sono anche molte foto da cui capire come sono realizzati gli impianti.
Per quanto concerne il canale , in quasi tutte le discussioni, alla fine prevalgono le "vecchie ruote idrauliche" come miglior compromesso costo/ potenza resa.
Gli altri amici del forum, molto più esperti di me, ti daranno ulteriori consigli, ma metti qualche dato tecnico su cui basare un discorso.
Ciao
Tout

Tout mi hai "bruciato" nella risposta....
Benevenuto anche da parte mia nel forum,
inserisci qualche dato tecnico in più così valutiamo un pò di soluzione tecniche
Ciao
Rem

CITAZIONE (remtechnology @ 26/2/2008, 09:37)

Tout mi hai "bruciato" nella risposta....
Benevenuto anche da parte mia nel forum,
inserisci qualche dato tecnico in più così valutiamo un pò di soluzione tecniche
Ciao
Rem

Eh! Eh!
Ciao Rem

Che velocità, grazie!

TORRENTE
Il torrente ha una portata media Q=2,2 m3/s e il salto naturale H=12 m. Questo dislivello si distribuisce lungo 800 m; la pendenza naturale dell'alveo è quindi i=0,86°...
Ma il salto deve essere per forza repentino o prò avvenire lungo il pendio naturale, ad esempio con una condotta interrata?

CANALE
Cosa intendete per ruote idrauliche? C'è qualche foto o qualche spiegazione che posso leggere in merito?

Grazie!

Ciao
Con questo tipo di sito, c'è di che sbizzarrirsi per le soluzioni possibili,sia come materiali che come tipo di impianto.
Ma quanto puoi prelevare? Il 50%? Quale deve essere il deflusso minimo vitale (DMV)?
Puoi essere più precisa?
Ciao Tout

PS: Sfrutta il motore di ricerca del forum per le ruote idrauliche

Io invece della ruota mi concentrerei su un bel impianto con turbina, a livello autorizzativo penso che sia quasi lo stesso.
E per avere poca potenza serve una dimensione della pala non indifferente.
Prima domanda: i terreni di chi sono? E' in zona parco?
Un passo alla volta ci arriviamo
ciao
Rem

CITAZIONE (mile83 @ 26/2/2008, 09:07)

2) CANALE IRRIGUO
Posso usare un canale irriguo per produrre energia? Tecnicamente come posso fare per sfruttarlo? Conosco la portata, ma come relizzo il salto?

Ciao
Mi riferivo al canale con acqua fluente( almeno io l'ho capita così)
Tout

Si tratta di un terreno di proprietà di due privati, su cui non c'è nessun vincolo e non è in zona Parco.

Il DMV è pari a 220 l/s.

Grazie mille della vostra attenzione!

CITAZIONE (mile83 @ 26/2/2008, 10:09)

TORRENTE
Il torrente ha una portata media Q=2,2 m3/s e il salto naturale H=12 m. Questo dislivello si distribuisce lungo 800 m; la pendenza naturale dell'alveo è quindi i=0,86°...
Ma il salto deve essere per forza repentino o prò avvenire lungo il pendio naturale, ad esempio con una condotta interrata?

Buongiorno e ben arrivata,
nn e' necessario che il salto sia "per forza repentino", tutto dipende da dove passa la condotta forzata o il canale e dagli spazi che si hanno a disposizione
Le due soluzioni, anche se portano (quasi) allo stesso risultato in termini di produzione, si differenziano sostanzialmente nn tanto dalle opere di presa ma dalla posizione delle vasche di desabbiazione, la vasca di calma e di carico.
La soluzione classica e' quella del canale a cielo aperto e poi la condotta forzata ma viste le basse (quasi inesistenti) pressioni e' forse preferibile pensare ad una condotta forzata.
Fai molta attenzione ai diritti di passaggio. La maggior parte delle persone tendono a sottovalutare questo aspetto ma se i terreni, come Tu dici, sono di due persone diventa (forse) piu' facile mettersi d'accordo.
Visto che con i dati che hai fornito nn sono stati ancora fatte ipotesi inizio io.
Con le portate in gioco direi che puoi arrivare intorno ai 400/410 kw di potenza installata con una media attorno ai 200/210 kw.
Queste sono indicazioni e per confermarle bisogna vedere bene una curva di durata delle portate. Per la tipologia di macchina nn mi pronuncio ma stanne certa che qualcuno del forum si fara' di certo vivo.
ciao
car.boni

PS il DMV penso Tu l'abbia gia' tolto dai dati che hai postato. In caso contrario i valori espressi in Kw scendono 370/380 e 180/190
Per ruota idraulica s'intende una tipologia di questo tipo : http://www.enercat.it/default.html

Edited by car.boni - 27/2/2008, 08:07

Mi scuso con Tout , non avevo capito che intendevi il secondo caso.
Se sono solo due privati prova a parlarci e prova a vedere che cosa intendono fare, le potenze in gioco sono interessanti con o senza DMV e le soluzioni tecniche non mancano anzi.
Oltretutto i numeri sono quelli giusti.
Primo passo : vai in Provincia e chiedi che cosa ti chiedono ottenere una concessione di derivazione per uso idroelettrico.
Lo so che abbiamo scritto più volte che cosa serve ma un giro dai funzionari è d'obbligo per partire con i punti giusti.
Altro giro da fare è in Comune per vedere la destinazione d'uso di quell'area, consiglio banale lo so.
Verifica dove passa la linea elettrica in media, vista la potenza in gioco meglio una cabina MT
Buon lavoro e alla prox
Rem

No problem Rem, con l'età si smussano gli spigoli ..... e da roccia granitica ci si riduce prima o poi a polvere
...ma sù con la vitaaaa!!
Salutoni
Tout anzi Tout droit qu il soit

be mi sa che avete preso un granchio come dimensioni

se lui ha 2200 l/s
dmv 220 l/s
salto 12 m
percorso rettificato equivalente di 800 m

ipotizzando una francis.. condotta forzata diametro 1000 mm in pe100 (v acqua 2.5 m/s circa < 3ms velocità innesco corrosione).. portata istantanea max 1980 l/s abbiamo una perdita di carico di circa 3,45 mmca/m secondo hazen williams corrispondenti sugli 800 m a 2,76 mca

la potenza massima teorica ossia gamma * Q* H sara quindi 9.81 N/l *1980 l/s *(12 - 2.76) m = 179475,12 N*M/s ossia circa 180 kw.. ipotizzando una resa complessiva tra volumetrica/idraulica/meccanica/conversione elettrica di 0.45 pensiamo di avere uno sviluppo di circa 80 kw di potenza.. ovviamente tirando i numeri un po a caso...ma in maniera qualitativamente accettabile

ovviametne se la condotta fosse piu scabra la potenza si riduce di un bel po.. per simile impiego la morte sua è una piccola francis.. al centro di un laghetto di trote e salmerini

Per la condotta io la adagerei sul terreno ispezionabile, ma puo essere anche itnerrata..

CITAZIONE (rpprogetti @ 29/2/2008, 20:26)

be mi sa che avete preso un granchio come dimensioni

se lui ha 2200 l/s
...........

Intanto di granchi ne hai preso uno anche Te : il lui e' una Lei.
Per il resto no comment.
ciao
car.boni

Perchè per il resto no comment??

La mia esperienza sull'idroelettrico si ferma ai testi.. e si ferma a quasi un ventennio fa.. ma non mi sembra di avere detto minchiate.. nel caso le avessi dette fatemi capire del resto siamo in un forum non di fronte al professore di macchine idrauliche

CITAZIONE (rpprogetti @ 29/2/2008, 21:07)

Perchè per il resto no comment??

La mia esperienza sull'idroelettrico si ferma ai testi.. e si ferma a quasi un ventennio fa.. ma non mi sembra di avere detto minchiate.. nel caso le avessi dette fatemi capire del resto siamo in un forum non di fronte al professore di macchine idrauliche

Ciao,
premetto che nn sono un professore e che senz'altro troverai molte risposte ai Tuoi dubbi dagli altri partecipanti di questa sezione ma da parte mia posso solo far risaltare alcune cose :

- la portata indicata da Mile83 e' una portata media e quindi quella max turbinabile e' ca. 2xQm
- la potenza installata della turbina (nn importa il tipo) e' calcolata, come ordine di grandezza, sulla portata max
- la tubazione da Te indicata e', secondo me, sottodimensionata per le portate in gioco
- il rendimento del complesso turbina-generatore-trasformatore ecc e' nell'ordine del 80/85 %

Le conclusioni ed i commenti li lascio agli altri amici esperti del settore ma 80 Kw con quella massa d'acqua sono pochini.
ciao
car.boni

Eh Car.boni non sarai un prof. ma nessuno può mandarti a settembre con la matematica.

CITAZIONE (rpprogetti @ 29/2/2008, 20:26)

ipotizzando una resa complessiva tra volumetrica/idraulica/meccanica/conversione elettrica di 0.45 pensiamo di avere uno sviluppo di circa 80 kw di potenza.. ovviamente tirando i numeri un po a caso...ma in maniera qualitativamente accettabile

Ciao
Mi sono sempre piaciuti i coefficienti da ...a....
Alla fine, dal cilindro anzichè un coniglio ...esce una lepre (si assomigliano, ma sono profondamente diversi)
Ciao
Tout

CITAZIONE (Sermac @ 29/2/2008, 22:25)

Eh Car.boni non sarai un prof. ma nessuno può mandarti a settembre con la matematica.

Ricevere un complimento da un Esperto (nn me ne voglia Rem se "usurpo" il Suo titolo) come Sermac mi lisunga nn poco.
grazie
car.boni

Ciao,benvenuta anche da parte mia !!!
Dai... facciamo 150kw massimi e non ne pargliamo piu' (dipende poi dai dati reali di portata massimi medi e minimi
la condotta é comunque troppo troppo piccola.
Ciao

credo che dovereste rileggere meglio cio che ho scritto.. apprezzereste quella che si chiama una valutazione preventiva spannometrica.. ove poco importa se la preda è lepre o coniglio...importa che sia della stessa famiglia ossia "qualitativamente" compatibile.. se poi voglio prendere una lepre o un coniglio con sicurezza non bastano 3 stringhe dato..ci vuole uno studio approfondito

si certo le rese sono drammatiche.. molto strette.. ma a fronte di un 0.88 della resa complessiva di una ottima francis installata in condizioni ideali e dello 0.95 di resa di un ottimo generatore moderno e con perdite minime e di un cos fi di 0.8 in uscita sulla rete..che dovrò rifasare con minime perdite.. probabilmente mi troverò di fronte ad un reale 0.75 perchè la turbina della mia misura non ha molti parenti nella sua famiglia (troppo piccola) ed anche perchè visto il payload dell'investimento dovrò scegliere materiale piu rustico con maggiori giochi e minori rese idrauliche..stesso discorso per il generatore.. stesso discorso per il rifasamento di rete..

in merito alla condotta.. che dire per la portata espressa è la sua.. gia così costerebbe i 400.000 euro (pagando il ferro ad 1,35 in opera)
portarla al 1200 o al 1400 di diametro vorrebbe dire moltiplicare per 1,5 e per 2 l'investimento solo sulla stessa a fronte di un rientro di circa 35000 euro l'anno di energia prodotta.. conviene?? direi di no...non ci pago neanche il manutentore con quella cifra..

poi se i 2200 litri secondo di portata sono solo la portata media vuol dire, con metodo spannometrico..anche ribattezzato del tanto al kilo o del lume di naso.., fatti salvi i drammatici rendimenti da me espressi ..che francamente per quanto voglia impegnarmi non reisco a considerare così drammatici.. la potenza media esprimibile sarà ancora meno..visto che mi trovo nel campo di applicazioni di turbine Kaplan o fancis.. le prime troppo costose per l'impiego e le seconde poco amanti dei significativi cambi di portata.. quindi dovrei per forza rendere la portata media...una costante con un invaso... oppure frazionare su piu turbine per avere il loro funzionamento in curva al variare della portata..

comunque che pretendevate in 10 minuti di forum che progettassi la diga di Assuan?? ho dato una sgrossata al problema.. un punto di partenza.. "qualitativametne acettabile".. e pensate che c'è qualcuno che mi paga per la mia snellezza e capacità riassuntiva negli studi preventivi.. ovviamente non delle turbine
poi per lepri e conigli...molti al ristorante hanno mangiato gatti pensando che fossero lepri o conigli..e non se ne sono accorti.. molto differenti si.. ma sapore simile

PS quando parlo di rusticità intendo un materiale la cui vita media sia molto più lunga e meno influenzata dalla presenza di sabbie o eventi limite.. insomma idoneo a lavorare in ambiente avverso ed in carenza di manutenzione.. requisito che impone necessariamente maggiori spessori di materiale..giochi più esasperati e geometrie meno raffinate.. visto che l'impianto avrà una resa economica minima...un costo superiore al milione di euro.. e non si potrà permettere la presenza costante del fattore umano

Edited by rpprogetti - 1/3/2008, 12:35

Ciao,concordo,il mio era un po di sarcasmo,ci ho messo anche la faccina sorridente!
Ma la condotta rimane comunque troppo troppo piccola !
Ciao

be dipende da che punto di vista la vedi..calcola spannometricamente spessore e peso condotta per i vari diametri e comparali alla perdita di carico.. in maniera rapida ti renderai conto che il vecchio insegnamento del manuale colombo.. v comprese tra 2 e 2,5 m/s è il parametro di maggiore economia .... tieni presente che l'acciao costa su quei diametri 0.97 euro kg bordo cantiere.. 1,35 al kg posto in opera con una saldatura su un 40 poliici ongi 12 metri (piu aggiungici selle e e dilatatori).. fare una condotta piu grossa a cosa serve??
a spendere soldi che pareggierò tra 60 anni... quando la condotta dovrà essere sostituita??
tutto si deve basare sui costi / ricavi.. altrimenti se dovesse essere solo una questione prestazionale ci troveremo tutti a girare in ferrari.. consumi specifici in g/kwh minori di una panda multijet.. velocità impressionante.. ritorno di immagine da paura.. eppure non ce la possiamo permettere quasi nessuno

l'acqua è poca troppo poca per far uscire i soldini necessari a far quadrare i conti..

ammessi gli 80 kw di "potenza media" a 5 cent a kwh abbiamo 80 kw x 24 h x 365 giorni x 0.05 euro/kwh = 35040 euro di resa annuale

chiaramente su portate più significative ci aiuta il miglior rapporto tra velocità e eprdita di carico.. potendo vettorializzare piu acqua per mq dis ezione a fronte di perdite molto piu ridotte.. dipendendo la eprdita di carico dal quadrato della velocità, ma essendo la stessa inversamente proprozionale all 5a potenza del diametro

CITAZIONE (rpprogetti @ 1/3/2008, 12:56)

..............
ammessi gli 80 kw di "potenza media" a 5 cent a kwh abbiamo 80 kw x 24 h x 365 giorni x 0.05 euro/kwh = 35040 euro di resa annuale
...............

Ciao,
mi ero ripromesso di nn rispondere piu' per evitare polemiche che, concordando con Te, sono inutili quando nn si hanno in mano dati certi su cui elaborare un serio progetto, ma ora credo sia giusto intervenire per smentire dei calcoli di resa a dir poco ridicoli.
L'energia che un impianto produce, tralasciando per un attimo l'insignificante dettaglio di 15 anni di certificati verdi, nn viene pagata 0.05 €/kwh ma almeno 0.095 €/kwh che e' quasi il 100 % in piu solo per la variazione di tariffa e nn costo il resto......................
ciao
car.boni

nessuna polemica.. ma che scherzi.. ci metto le faccine apposta..

io mi basavo sul fatto di come pago io l'energia al contatore.. immaginando che i distributori paghino qualcosa di meno ai piccoli produttori...anche perchè per quel poco che me ne sono occupato in passato.. (fotovoltaico) i contributi e le sovvenzioni erano sempre gia erogati e finiti.. dei certificati verdi a parte qualcosa sentita al tg non ne so nulla.. anche perchè per lavoro mi occupo di specie diverse di impianto e purtroppo poco tempo mi resta per il rimanente.. anche essendo un appassionato.. e poi per forma mentis considero denaro cio che il privato paga al privato... visto che molti son figli di un dio minore quando si parla dia gevolazioni e contributi

comunque mi sembra di avere sempre citato a priori che i miei dati non fossero ufficiali "quantitativamente" ma delle vaghe memorie (parlo di rendimenti) o ipotesi tirate un po a caso.. al fine di stabilire una linea di ragionamento.. anche se per i suddetti rendimenti effettivi.. potete far riferimento a questo file... dove si evidenzia che solo per la turbina il rendimentocomplessivo va da 0.8 a 0.9 (ci sono anche un po di bei dati e metodi per calcolarne nelle 6 pagine) ovviamente intesa come in ordine, non usurata nelle tenute, non modificata nel profilo pale dall'abrasione .. ma mi aspetto che dopo un anno di servizio il rendimento volumetrico gia cominci a fare il cattivello.. così come la resa idraulica cominci a diminuire

www.istitutopesenti.it/dipartimenti/meccanica/Macchine/FRANCIS.pdf

c'è anche quest'altro di uni mi dove ci sono altri bei dati.. ove si evidenzia che una ottima francis ben progettata per la vena ha rendimenti di 0.9 circa complessivi riferiti all'aspettto volumetrico/idraulico/meccanico
ovviamente a turbina nuova e tenute a labirinto efficienti

www.engines.polimi.it/Macchine/Lez_francis.pdf

poi per le rese di generazione elettriche/ trasformazione/ rifasamento fate un po voi.. dipendono da tante di quelle condizioni che non mi va ne di far di conto ne di spremermi le meningi

per il resto aggiungerei con senso generale : take it easy .. chi mai comincia mai finsice .. l'esperienza mi ha insegnato a partire immediatamente con l'idea metterla su carta e verificarla o confutarla punto per punto.. ma proprio per l'ultima procedura.. prima questa deve essere formalizzata.. ci sono idee e dati che mi sono piu simpatici, ma usualmente non mi innamoro di nessuno di questi.. visto che poi faccio l'avvocato del divolo contro di loro.. modificando tutto cio che non fa scopa con la richiesta prestazionale, l'attesa normativa ed il budget

buona domenica a tutti..a sopratutto al Carboni che mi ha fornito nuovi dati