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Un chiarimento sul mini idroelettrico

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  • Un chiarimento sul mini idroelettrico

    Buongiorno a tutti.
    Premesso che sono un ingegnere ma non mi occupo di impianti idroelettrici, vorrei iniziare a capire qualcosa di questo magnifico settore.

    La prima cosa che vorrei chiedere prima ancora di entrare in dettagli tecnici è come funziona il business (bruttissima parola in effetti ma ora non trovo sinonimi) che c’è dietro. Non voglio sapere come si fa un business-plan (che immagino sia costituito da costi iniziali, di manutenzione e ricavi ottenuti dai finanziamenti e dalla vendita di energia), ma proprio quali sono quei soggetti che ne beneficiano.

    Per intenderci: chi ha interesse a costruire un impianto mini idroelettrico? Delle società di investimento?E’ solo una curiosità personale ma grazie a chi mi farà un po’ di chiarezza.


  • #2
    come te , icaro77, ho gli stessi dubbi.
    con un amico sono un paio di anni che parliamo e ci informiamo su impianti con conclea e turbine sommerse e anche noi non siamo riusciti ad arrivare a una risposta chiara...
    per non parlare che oltre al conto economico (di cui il verdetto finale sembra essere che cambi di volta in volta a seconda dell'impianto) ci sono ancora un sacco di altri dubbi a cui non abbiamo risposte
    come che permessi sono necessari, dove farli
    dove ricavare dati sui fiumi, ecc

    insomma c'è un intero mondo che sarebbe bello capire meglio!

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    • #3
      iter autorizzativo:

      http://www.gse.it/it/EnergiaFacile/A...anti%20FER.pdf

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      • #4
        Grazie delle risposte.
        Ma non c'è nessun investitore (o chi per lui) in questo forum oltre ai tecnici che possa fare maggior chiarezza?
        Grazie

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        • #5
          Onestamente la domanda "chi ha interesse a costruire un impianto mini idroelettrico?" mi sembra piuttosto scontata.

          nella stragrande maggioranza soggetti privati ognuno per diversi motivi:
          chi vuole investire denaro (sperando di fare un buon investimento),
          chi crede nella necessità di produrre energia pulita e si batte nella realizzazione,
          chi piange il cuore quando vede energia gratuita dissipata invano,
          chi si è prefisso l'obiettivo ambizioso di realizzarsi la centrale per qualsiasi altro motivo...

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          • #6
            Originariamente inviato da itus Visualizza il messaggio
            chi si è prefisso l'obiettivo ambizioso di realizzarsi la centrale per qualsiasi altro motivo...
            per chi come me rientra nella categoria da te indicata che consigli?

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            • #7
              armarsi di pazienza, studiare, documentarsi, prepararsi agli inevitabili insuccessi, non arrendersi e proseguire.

              Del resto come in tutte le altre iniziative...

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              • #8
                volevo chiedere un'informazione.

                Per un progetto con elevate portate (5-6 mc/s) e basso salto netto ( <7 metri) alcuni mi hanno consigliato una turbina Francis con regolazione variabile altri la vita idraulica ed altri ancora una pelton.

                Qualcuno di voi ha esperienze in merito ?

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                • #9
                  Già la varietà delle risposte dovrebbe farti meditare sul fatto che non hai fornito elementi sufficienti per un consiglio mirato. Escluderei comunque la Pelton.

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                  • #10
                    Ciao,sarai curioso di sapere chi ha consigliato la Pelton!mat

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                    • #11
                      Dato per assodato che la Pelton in quella situazione è una bestemmia, mi permetto che anche le altre 2 soluzioni proposte non sono proprio ottimali.
                      Credoc he la soluzione migliore è l'unica che non ti hanno proposto: KAPLAN (o semikaplan se hai portate poco variabili)

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                      • #12
                        Grazie per le informazioni.

                        Il mio ultimo dubbio riguarda il calcolo della potenza di concessione in caso di impianti su condotte esistenti.

                        Applicando la teoria per un impianto idroelettrico su condotta esistente dovrai applicare un salto teorico enorme poiché dovrei prendere la quota di installazione dell'opera di presa e sottrarci la quota di installazione della turbina.

                        Questo significherebbe ottenere una potenza mostruosa dal punto di vista teorico ma praticamente, considerando le perdite di carico sui km di tubazioni esistenti, la potenza reale è 1/6 se non di meno con la conseguenza di perdere anche la tariffa incentivante sostanziosa.

                        Per questo calcolo potrei utilizzare la pressione reale e (quindi il salto reale) per la richiesta di concessione o incapperei in problematiche legali ?

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                        • #13
                          Per quanto ne so il salto da utilizzare per il calcolo della potenza di concessione è sempre quello lordo.
                          Mi pare di capire che hai un salto residuo d circa 7 m che rappresenta circa 1/6 di quello lordo che quindi dovrebbe essere sui 40 m; il tutto per una potata di 5-6 mc/s. Valuterei l'ipotesi di raddoppiare il tubo: se riseci ad avere un salto netto di 30 m hai una potenza di oltre 1 MW e se hai, per ipotesi, 5.000 ore di funzionamento equivalete sono oltre 5.000.000 kWh.
                          Certo, parli di chilometri di tubo ed il diametro non sarà piccolo quindi sono costi sicuramente elevati ma proverei a fare 2 conti sulla sostenibilità economica della cosa.

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                          • #14
                            non è possibile sostituire il tubo esistente poiché sono ca. 20 km ed è in calcestruzzo.

                            La problematica che un impianto su condotta esistente (definizione da GSE) come calcola la potenza di concessione ?

                            poiché io non ho un punto di presa e uno di restituzione doveri..la presa e la restituzione sono pressoché inediti in un sistema by-pass.

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                            • #15
                              ciao utenteinformato12
                              informa di più noi, illustra bene il problema.
                              ciao
                              georg
                              Il top delle energie rinnovabili? Quella che ti tira giù dal letto ogni mattina.

                              Commenta


                              • #16
                                il dubbio nasce da com calcolare la potenza elettrica da chiedere in regione.

                                Nei normali impianti idroelettrici viene chiesta la potenza media massima "fisica" che si può tirare fuori da una definita quantità di acqua e da una definita differenza di quota.

                                Poi sta al proprietario della centrale a massimizzare la sua produzione ad esempio scegliendo la migliore turbina e le tubazioni più adatte al fine di annullare (all'infinito) le perdite di carico.

                                Nel caso di turbine idroelettriche da costruire in serie con gli acquedotti il discorso cambia poiché il mio punto di derivazione e restituzione sono i medesimi e sono ubicati su una condotta in pressione.

                                Quindi il mio salto non lo posso calcolare da quando l'acqua viene inserita all'interno della condotta (es. 100 m) fino al mio punto di derivazione (es. 50 m) uscirebbe una potenza teorica abominevole per poi alla fine di reale 1/5 poiché non dipendono da me le perdite di carico del lunghissimo percorso e dagli utilizzi lungo lo stesso.

                                Quindi il mio concetto era che, avendo un punto di derivazione su una condotta in pressione, io considero la potenza media annua da richiedere calcolata come la quantità di acqua media annua che transita su quella tubazione moltiplicata per la pressione media che vi è su quel punto (che corrisponde al salto netto reale) che avrà il mio impianto idroelettrico.

                                Mi sono spiegato meglio ?

                                Commenta


                                • #17
                                  art. 35 del RD 1755/33
                                  La forza motrice nominale è calcolata in base alla differenza di livello fra i due peli morti dei canali a monte ed a valle del meccanismo motore.Il canone è regolato sulla media della forza motrice nominale disponibile nell'anno.

                                  Quindi il salto lordo tra il livello medio alla presa e la restituzione.

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                                  • #18
                                    la turbina KAPLAN ha la possibilità di restituire l'acqua in contropressione ?

                                    Poiché il problema che si pone è che la condotta che entra in una vasca di disconnessione è giustamente posta più in basso del pelo dell'acqua libero della vasca stessa.

                                    Se io posiziono la kaplan sulla condotta esistente lo scarico è sotto il livello dell'acqua e quindi le possibilità che ho sono due:

                                    la prima è alzarmi dal tubo esistente con (con bypass) e perdere qualche metro
                                    la seconda è quella di intercettare prima il tubo e restituire l'acqua in contropressione e farle proseguire il suo tragitto verso la vasca.

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                                    • #19
                                      Con la Kaplan non puoi restituire in contropressione, anzi, per far funzionare bene il diffusore di scarico, la devi posizionare "abbondantemente" sopra il pelo libero della vasca quindi devi necessariamente fare un "by-pass".
                                      L'unica turbina che può restituire in contropressione è la Francis ma se il salto è inferiore ai 7 m non credo sia applicabile.

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                                      • #20
                                        la vedo molto dura anch'io !
                                        condivido tutto quello che è stato detto ,
                                        penso che alla fine se si vuole fare il lavoro ci si dovrà accontentare
                                        Ad esempio usando delle coclee in parallelo coperte , o meglio posizionate in una costruzione interrata .
                                        Deviando la condotta principale che alimenterà un canale dotato di paratoia principale e di sfioratore a monte che alimenta il by pass di restituzione .Considerata la variabilità della portata e la necessità di installare + macchine , ad esempio 3 da 2 metri cubi .. puoi parzializzare a 3 gradini con altrettante paratoie di macchina limitando i costi e migliorando il rendimento dei generatori
                                        Fino a 5 metri di salto netto ci si arriva abbastanza agevolmente ,si avranno 3 macchine da 75 kW governate un unico sistema di controllo e parallelo .
                                        ..non vedo alternative !

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                                        • #21
                                          per sistemare la situazione forse la cosa migliore è fare il bypass.

                                          Con questa soluzione non perdo quota poiché il livello dello sfioro è 50 metri slm mentre la tubatura di ingresso nella vasca di disconnessione è 3 metri sotto il livello del piano campagna (47 metri slm)

                                          Andando a fare il bypass sulla condotta andrei a posizionare l'inizio del diffusore della kaplan a 50 metri slm in modo che per il principio dei vasi comunicanti riempie la vasca di disconnessione.

                                          La soluzione di sandroturbine2 è valida ma mi sembra troppo poco concreta dal punto di vista del risparmio sui costi !

                                          Una kaplan a doppia regolazione o una banki riescono a gestire senza grossi problemi un flusso che ha alcuni mesi è a 6mc ed altri mesi a 1-2 mc senza l'esigenza di grosse opere strutturali.

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                                          • #22
                                            E' probabile che io non ho capito lo schema idraulico, ma se il sistema e' stato progettato per portare l'acqua ad un serbatoio con pressione residua nulla il dislivello e' tutto consumato dalle perdite di carico. Spes

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                                            • #23
                                              ok ma chi ti fa mettere in pressione una condotta da 20 km in cemento centrifugato per realizzare il by pass ?
                                              oppure derivi la condotta sempre in un canale alla quota che prevedi ,sempre dotato di scolmatore e canale di by pass e poi ci metti una biregolante aperta con distributore in cemento armato ? e un diffusore in metallo immerso nella vasca .
                                              altrimenti ..non ho ancora capito idraulicamente come funziona !
                                              I 3 metri sotto battente attuali li hai persi comunque ...non esistono
                                              Per la banki che riesce a gestire 6 mc senza problemi ho dei sei dubbi !

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                                              • #24
                                                le condotte sono già in pressione e preso il dislivello, tolte le perdite di carico rimane un salto netto di circa 7 metri che con i volumi di acqua che ci sono vanno bene.

                                                La tubazione di calcestruzzo unisce una vasca di carico e una una vasca di disconnessione da dove partono altre derivazioni.

                                                Il discorso del tubo sotto terra nasce poiché il livello dello sfioro della vasca di arrivo (vasca di disconnessione) è di 50 metri slm e il tubo riempie la vasca da sotto questo livello (circa 3 metri sotto il livello dello sfioro) .

                                                Praticamente la vasca viene riempita da sotto, appunto l'acqua "bolle".

                                                Quindi la mia quota di restituzione della futura kaplan deve essere di almeno 50 metri (livello sfioro) quindi il by-pass può essere posto sopra la condotta esistente eventualmente non dovessero bastare i 3 metri si perderà qualche metro per posizione la kaplan sopra la condotta ed aiutare anche lo scarico se la quota di scarico è "abbondantemente" sopra lo sfioro.
                                                Ultima modifica di utenteinformato12; 01-03-2014, 19:26.

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                                                • #25
                                                  Forse non ho capito lo schema .....I 7 metri li hai misurati o li hai calcolati? Se li hai misurati lo hai fatto alla max portata? E in che punto hai misurato rispetto allo sfioro?Un salutoSpes

                                                  Commenta


                                                  • #26
                                                    La pressione è stata calcolata attraverso la differenza di quota tra i due sfiori delle due vasche (vasca di carico 65m slm e di disconnessione 50m slm) e si ha un salto lordo di ca. 15 metri.

                                                    Prendendo la portata media e andando a calcolare le perdite di carico della tubazione si ha un salto netto di ca. 7 metri

                                                    Quando nella tubazione passa la quantità minima di acqua la pressione aumenta poiché diminuiscono le perdite di carico nel percorso.

                                                    A livello pratico il tubo arriva in pressione alla base della vasca di disconnessione ovvero 3 metri sotto il livello dello sfioro a 47 m slm) per poi risalire con una L rovesciata a lato della vasca producendo l'effetto "acqua che bolle".

                                                    Commenta


                                                    • #27
                                                      Originariamente inviato da utenteinformato12 Visualizza il messaggio
                                                      .................................................. .................................................. ..............
                                                      Quando nella tubazione passa la quantità minima di acqua la pressione aumenta poiché diminuiscono le perdite di carico nel percorso.......................
                                                      Quando passa la portata massima la pressione residua è zero.

                                                      Se ti metti in mezzo non riesci più a portare la portata massima, credo che non puoi fare niente.

                                                      Buon lavoro
                                                      Spes

                                                      Commenta


                                                      • #28
                                                        Originariamente inviato da Spes Visualizza il messaggio

                                                        Se ti metti in mezzo non riesci più a portare la portata massima
                                                        non mi sono spiegato allora !

                                                        Quando passa la portata massima ho, tolte le perdite di carico, 6 metri di salto !

                                                        La portata massima corrisponde quasi alla portata media poiché l'acqua va ad utenze che la utilizzano con costanza tutto l'anno.

                                                        Quindi nel caso estremo, ovvero che passi tutta l'acqua che può esserci ho 6 metri.

                                                        Dai dati storici ogni anno passa la stessa quantità di acqua il cui salto corrispondente è 7 metri.

                                                        La portata passa a 1-2 mc/s solo 4 mesi l'anno poiché viene data prevalenza all'irriguo.

                                                        E la turbina va messa esattamente all'imbocco della vasca non prima e si sfrutta la pressione residua che è 0,7 atm che con quelle portate non è male come impianto su condotta.

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                                                        • #29
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                                                          Quando hai misurato togli il dislivelo dal tuo punto di misura sino al ciglio dello sfioratore.

                                                          Spes

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                                                          • #30
                                                            Allora: facciamo un po' di chiarezza! Quando la portata è massima (circa 6 mc/s) hai un salto di 6 m e per 8 mesi l'anno hai un salto tra i 6 ed i 7 m mentre nei restanti 4 mesi dove la potata si riduce il salto aumenta probabilmente sino a circa 12-14 m. Cominciamo col dire che i 4 mesi li devi escludere perché nessuna turbina progettata per 6/7 m di salto può lavorare bene anche con 12. Alla luce delle ultime delucidazioni dobbiamo escludere anche la soluzione delle coclee proposta da Sandro (che saluto) perché se il livello di monte è variabile le coclee non vanno bene e poi se 6/7 m sono il salto netto sono comunque tanti per una coclea e metterne 2 in serie diventa troppo costoso.
                                                            Rimane la Kaplan che lavora bene negli 8 mesi che hai 5/6 mc/s per 6/7 m di salto netto - per farla lavorare anche con 2/3 mc/s devi trovare il modo di ridurre la pressione (ci vuole un "valvolone" che costa quasi quanto la turbina)- se decidi di tagliare le portate sotto i 4/4,5 mc/s basta una turbina a singola regolazione - non pesare proprio di poter lavorare con 1 mc/s.
                                                            Come alternativa hai Banki, un po' più economica ma perdi qualche punto di rendimento.

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