Discussione: Sfruttamento corrente corsi d'acqua

Buona sera.

Secondo voi è possibile sfruttare a scopi di produzione idroelettrica l'energia cinetica di una corrente di un corso d'acqua?

ovvero senza salto idraulico, ma semplicemente inserendo una turbina nel corso d'acqua?


In questo caso secondo voi sarebbe corretto calcolare la potenza nominale introducendo nella classica formulazione:

P = 9.81 x DH x Q

al posto del salto, il corrispettivo dell'altezza cinetica?

v2/2g

ciao

Senza scendere troppo in calcoli di fisica , Se l'acqua si muove , genera energia .
In natura , nulla si crea nulla si distrugge , ma tutto si trasforma.
L'acqua si muove , per un motivo : la forza di gravita'.
Quindi in un corso d'acqua , l'acqua e' in movimento , perche' si ha una differenza di altezze tra due punti.
Altrimenti non vi puo' essere movimento = energia (vedi laghi e laghetti)

Quindi l'equazione: P=G*h*Q e' sempre valida.


Differente e' il concetto dello sfruttamento del moto-ondoso dei mari , e qui ti rimando nella apposita sezione del forum.

[Moderazione: non copiate integralmente il messaggio, peggiora la leggibilità del forum. Grazie Rem]


si, chiaro che il moto dei corsi d'acqua avviene perchè c'è una pendenza del fondo che genera una differenza tra i carichi idraulici tra due punti;

ma secondo te/voi è corretto applicare quella equazione assumendo al posto del salto, l'altezza cinetica associata alla velocità (v2/2g) ?

Ci sono applicazioni i questo tipo?

Si pensi ad una applicazione in serie di più turbine lungo il corso d'acqua, ad esempio all'interno di "tubi" appositamente progettati.

Nessuna traversa sul corso d'acqua.

Buonasera Idraulicambiente,
nn so se il sistema che intendi Tu e' uguale a quello di quest' azienda italiana : Ener. Cat. Italia S.r.l. - Energia per l'uomo e l'ambiente - PROFILO AZIENDALE
Queste ruote, tipo battelli sul Mississippi, sono progettate per essere collocate sui canali di derivazione e nn in alveo. Nn credo che ne esista una attiva .......... (il collegamento sul sito alla voce "impianti" a me nn si apre)

Si pensi ad una applicazione in serie di più turbine lungo il corso d'acqua, ad esempio all'interno di "tubi" appositamente progettati. Nessuna traversa sul corso d'acqua.

Nn vuoi costruire traverse ma cio' che hai in mente e' difficilmente autorizzabile. Tutte le opere in alveo vanno verificate, nn nelle condizioni normali di deflusso ma nelle situazioni di massima piena.
ciao car.boni

L'argomento è stato affrontato più volte nel forum.
Consiglio x ruota Idraulica

Buonasera idraulicambiente,
quello che dici è corretto, posto il collegamento di un produttore dove la teoria è spiegata in modo abbastanza chiaro.
Ener. Cat. Italia S.r.l. - Energia per l'uomo e l'ambiente - PRODUZIONE

Originariamente inviata da idraulicambiente

P = 9.81 x DH x Q

al posto del salto, il corrispettivo dell'altezza cinetica?

v2/2g

ciao

in teoria si,
ma per ottenere quella potenza dovresti in pratica fermare l'acqua a valle della turbina, dato che questa ha acquisito tutta l'energia cinetica

ciao

Originariamente inviata da car.boni

Queste ruote, tipo battelli sul Mississippi, sono progettate per essere collocate sui canali di derivazione e nn in alveo. Nn credo che ne esista una attiva .......... (il collegamento sul sito alla voce "impianti" a me nn si apre)

Il link , funziona , e' un po' lento a caricare , ma funge..
E' una banalissima ruota idraulica , a "livello regolabile" .
Ci sono dei martinetti idraulici che sollevano o abbassano la ruota a seconda delle esigenze .
Dal video non e' molto chiaro , ma oltre che la ruota , mi sembra che ci siano anche gli alternatori "a bagno maria" !

grazie delle risposte

quella soluzione della enercat italia è molto interessante, e confermano che la potenza si può calcolare secondo la formulazione classica assumendo l'altezza cinenetica al posto del salto (che poi è la banale applicazione del teorema di bernulli).

Il principio di funzionamento è analogo a quello dei mulini (ruota); io immaginavo una applicazione diversa con le turbine poste con asse parallelo all'asse longitudinale del corso d'acqua, magari appunto all'interno di tubi progettati per ricevere e rilasciare l'acqua fluente prima e dopo ogni turbina, senza dare fastidio alla fauna ittica; ancora ho qualche dubbio, in particolare mi ero fatto la stessa obiezione che ha scritto primus; ma le applicazioni dell'eolico non sono un po' la stessa cosa, con il mezzo aria al posto dell'acqua?

Per quanto riguarda l'iter autorizzativo, le difficoltà maggiori le vedo per la possibile interazione tra quelle opere in alveo e la fauna ittica (bisogna evidentemente dimostrare che i pesci non finiscono triturati dalle eliche ); altrimenti l'autorizzazione "ai soli fini idraulici" mi sembra relativamente agevole: bisogna fare attenzione al rischio di trascinamento delle opere in occasione delle onde di piena e bisogna verificare che la sezione di deflusso originaria del corso d'acqua non venga troppo ridotta dalla presenza delle opere in alveo (ovvero bisogna calcolare l'eventuale aumento del battente a monte prodotto, ma che sicuramente sarà molto inferiore a quello provocato da una traversa).

ciao

Originariamente inviata da idraulicambiente

........Per quanto riguarda l'iter autorizzativo, le difficoltà maggiori le vedo per la possibile interazione tra quelle opere in alveo e la fauna ittica (bisogna evidentemente dimostrare che i pesci non finiscono triturati dalle eliche ); altrimenti l'autorizzazione "ai soli fini idraulici" mi sembra relativamente agevole: bisogna fare attenzione al rischio di trascinamento delle opere in occasione delle onde di piena e bisogna verificare che la sezione di deflusso originaria del corso d'acqua non venga troppo ridotta dalla presenza delle opere in alveo (ovvero bisogna calcolare l'eventuale aumento del battente a monte prodotto, ma che sicuramente sarà molto inferiore a quello provocato da una traversa)......

Ciao Idraulicambiente,
il problema dei pesci e' sicuramente importante e fonte di ostruzionismo ma la parte idraulica lo e' sicuramente di piu'.
Immagino che se intendi portare avanti questa idea nn e' certamente pensando ad un corso d'acqua di montagna (dove l'acqua scorre su un alveo di roccia) ma in un fondo valle con un notevole spessore di detriti nel subalveo.
Il trascinamento di materiale, nei momenti di piena e nn solo, puo' essere notevole e contrastarlo efficacemente e' una dura impresa.
Sicuramente questa Tua idea potrebbe veder risolto questo, per conto mio, enorme problema se l'installazione avvenisse in un canale di derivazione parallelo all'asta principale del corso d'acqua.
A "monte" si potrebbe adottare un sistema che occluda l'ingresso al canale in occasione delle piene, a tutela dell'impianto.
Resta comunque da risolvere altri due problemi :
- la produzione
- i costi
ciao car.boni

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certo carboni tutte considerazioni giuste.
Hai detto bene è una semplice idea, che tra l'altro mi è venuta in mente osservando il fiume nera a monte delle cascate delle marmore: un fiume che non ha nè le caratteristiche dei torrenti montani, ma neppure un fiume "lento" di pianura, con regime di portata sufficientemente costante nell'anno ed una velocità media apprezzabile (indicativamente tra 1 e 2mt al secondo).

Tecnologicamente i problemi da affrontare probabilmente sono anche superiori a quelli che hai brevemente esposto te;
a me piace pensare che il problema degli intasamenti si possa superare con tipologie di turbine eventualmente a minore rendimento, ma in grado di assicurare una "autopulizia", ovvero il passaggio "indisturbato" dei materiali non trattenuti dalle necessarie griglie fini da apporre davanti ai punti di presa dell'acqua nei tubi.

Se tecnologicamente fosse mai possibile una cosa del genere, beh, in certe condizioni (ovvero per certi corsi d'acqua) le potenzialità sarebbero davvero interessanti.

Nel grafico allegato è mostrata la potenza nominale (al lordo del rendimento) al variare della velocità della corrente , adottando vari diametri dei "tubi-turbina", ipotizzando ora per semplicità di esposizione che tutta la portata che possa nei tubi nei quali sono allogiate le turbine possa essere effettivamente turbinata (se così non è basta moltiplicare per dei coeff. di riduzione).

In effetti per sezioni di passaggio circolari la potenza si può esprimere anche come:

P = rendimento x pigreco x D^2 x v^3 x (1/8)

Come si vede dai grafici, senza andare sulla porzione estrema in alto a destra delle curve, per diametri che iniziano ad essere superiori ad 1mt, 1,5mt e velocità della corrente superiori a 1.5mt, le potenze iniziano ad essere interessanti.

Si pensi (a puro titolo di fantasia ) ad un tratto di fiume o canale di 100mt di lunghezza nel quale inseriamo 2 tubi turbine in parallelo di diametro di 1.5mt, in ciascuno dei quale mettiamo turbine ogni 5 mt: abbiamo in tutto 20x2 = 40turbine.

Se la velocità della corrente è di 2mt abbiamo una potenza nominale di ca. 5kw a turbina ed otteniamo una potenza nominale complessiva di 200Kw.

Se potessimo inserire tubi da 2mt di diametro con una velocità media di 1.75mt otteniamo una potenza a turbina di ca. 10kw, con potenza complessiva evidentemente raddoppiata.

A parte i valori specifici di potenza, è interessante l'idea che si parlerebbe di "utilizzo" anzichè di "derivazione".
Di sezione massima d'alveo sfruttabile anzichè di minimo deflusso vitale.

E soprattutto di "modularità", poichè, assunto che possa valere la pena l'installazione su un corso d'acqua, la cosa non sarebbe circoscritta ad un singolo tratto beneficiato da un forte salto, ma a tutto il tratto (eventualmente lungo molti km) di corso d'acqua che possiede le caratteristiche idonee.

ciao

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Buona continuazione
Grazie
Rem