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1 INDICE 1 PREMESSA MOTIVAZIONI STRATEGICHE E FINALITÀ DELL OPERA Gli orientamenti della politica energetica della Comunità Europea Le linee di indirizzo della politica energetica nazionale Il Sistema energetico Piemontese Analisi dei costi-benefici 8 3 DATI CARATTERISTICI IMPIANTO Portate Salto geodetico Potenze 10 4 DESCRIZIONE DELLE OPERE IN PROGETTO Descrizione dell'intervento 14 5 QUADRO ENERGETICO Quadro energetico di progetto Manutenzione e buona condotta dell impianto Eventuali incrementi occupazionali Costi dell impianto Pay-back Benefici economici 22 6 CONCLUSIONI Pagina 1 di 24

2 1 PREMESSA La società Mini Watt s.r.l., partita IVA , con sede in Via Piave n. 1, Cuneo (Cuneo) ha incaricato l ing. Gossa Paolo, iscritto all albo degli Ingegneri della Provincia di Cuneo con numero A1964 di predisporre il presente progetto per la realizzazione di un impianto idroelettrico nel comune di Fossano in località San Vittore (CN). Il progetto di cui alle tavole allegate risulta, ai sensi della normativa regionale in materia di programmazione energetica, essere così definito: Impianto Idroelettrico ad acqua fluente di caratteristiche: Canale irriguo: Canale Mellea Quota impianto: 392 m s.l.m. Portata massima derivata: 2,50 m 3 /s Portata media derivata: 2,00 m 3 /s Salto disponibile medio: 2,70 m Potenza legale massima: (2,50 x 2,70)/102 = 66,17 kw Potenza legale media: (2,00 x 2,70)/102 = 52,94 kw Coordinate UTM della : centrale 32T E ,85 m N ,41 m Il progetto è principalmente motivato dalla necessità di incrementare la produzione di energia da fonti rinnovabili, in conformità con i più recenti indirizzi di politica energetica regionale, nazionale e comunitaria, ed in particolare in relazione agli Indirizzi generali in materia di programmazione energetica regionale. Le finalità perseguite si possono solo indirettamente considerare come finalità strettamente ambientali, in quanto la politica di riferimento dell intervento è la politica energetica. A tale riguardo, l energia, che sarà prodotta dalla centrale oggetto di studio ed immessa in rete, contribuirà positivamente ad incrementare la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili. Le dimensioni dell intervento e le finalità perseguite non sono tali da costituire una modificazione dell assetto attuale del territorio, pertanto lo studio si rivolge ad un contesto che prende in considerazione il tratto di canale compreso tra il punto di derivazione e il punto di restituzione. Sul piano ambientale le lavorazioni previste nell ambito del progetto sono in grado di influire prevalentemente sulle seguenti componenti e fattori: viabilità (limitatamente alla fase di cantiere); qualità dell aria (limitatamente alla fase di cantiere); rumore (fase di cantiere e di esercizio); -regime e qualità dell acqua (fase di esercizio). Pagina 2 di 24

3 2 MOTIVAZIONI STRATEGICHE E FINALITÀ DELL OPERA 2.1 Gli orientamenti della politica energetica della Comunità Europea Un primo contributo innovativo alla definizione di strategie di sviluppo durevole e sostenibile nel settore energetico viene offerto dal Quinto Programma di Azione Ambientale, documento di carattere politico-programmatico approvato nel febbraio 1993 dal Consiglio e dai rappresentanti dei Governi degli Stati-membri della Comunità Europea 1. Tale documento, relativo al periodo , sottolinea la necessità di elaborare strategie di sviluppo a lungo termine per assicurare che l impatto ambientale della produzione e del consumo di energia sia ricondotto nell ambito della sostenibilità, le cui caratteristiche principali sono: la salvaguardia della qualità della vita; il mantenimento della fruibilità delle risorse naturali; l eliminazione del danno ambientale durevole; il soddisfacimento dei fabbisogni presenti senza pregiudizio per quelli delle generazioni future. Facendo seguito al Quinto Programma, la Commissione europea il 24 gennaio 2001 ha adottato una proposta contenente una nuova ambiziosa strategia ambientale che definisce le aree prioritarie di intervento per il periodo Il Sesto Programma Ambiente 2010: il nostro futuro, la nostra scelta ruota attorno a quattro aspetti fondamentali: cambiamento climatico, ambiente e salute, natura e biodiversità, gestione delle risorse naturali e sottolinea l importanza di nuove forme di partecipazione di cittadini e imprese. Con particolare riguardo al cambiamento climatico, l obiettivo di riduzione delle emissioni dell 8% entro il ai sensi del Protocollo di Kyoto costituisce l asse portante del nuovo programma. Il Trattato sulla Carta dell energia e l allegato Protocollo sull efficienza energetica firmati a Lisbona il 17 dicembre 1994 e ratificati dall Italia con la Legge 10 novembre 1997, n. 415, affiancano all obiettivo primario di favorire gli scambi Est-Ovest e gli investimenti nel settore dell energia, quello dello sviluppo sostenibile e della tutela dell ambiente, impegnando le Parti a tenere in particolare considerazione il miglioramento dell efficienza energetica, lo sviluppo e l utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili, la promozione dell impiego di combustibili puliti e il ricorso a tecnologie e ad altri mezzi che riducano l inquinamento. Nel 1995 la Commissione europea predispone un Libro Bianco intitolato Una politica energetica per l Unione Europea, in cui, nell ambito dell individuazione di tre macro-obiettivi quali una migliore 1 Informazioni tratte dal Piano Energetico della Regione Piemonte. Pagina 3 di 24

4 competitività, la sicurezza dell approvvigionamento e la protezione dell ambiente, vengono suggeriti riferimenti e indicazioni per un quadro comune di politica energetica sostenibile. In particolare, grande enfasi viene attribuita al principio dei vantaggi competitivi che possono derivare per le attività economiche e produttive dall adozione di tecnologie energetiche efficienti, nonché ad una nuova strategia che muove dalla necessità di stimolare un rinnovato ruolo delle Regioni e delle Autorità locali nel settore energetico. Una strategia, quest ultima, dettata dalla consapevolezza della maggiore efficacia di un approccio locale nell attuazione di politiche per l efficienza energetica e lo sviluppo delle fonti rinnovabili e nella applicazione di strumenti fortemente correlati alla specificità locale. Due anni più tardi, nel 1997, a seguito di un ampio dibattito sulle potenzialità di sviluppo delle fonti rinnovabili e sul loro ruolo nel raggiungimento degli obiettivi strategici di protezione ambientale e di diversificazione delle fonti di approvvigionamento, incentrato su uno specifico Libro Verde, la Commissione europea propone un secondo Libro Bianco, questa volta dal titolo Energia per il futuro: le fonti energetiche rinnovabili, quale piano d azione frutto di una strategia concertata. Nel dicembre 1997 ha luogo a Kyoto, sotto l egida dell ONU, la terza Conferenza delle Parti alla Convenzione sui cambiamenti climatici. Un assise internazionale convocata con il difficile compito di negoziare un accordo vincolante che stabilisca quantificati impegni di riduzione delle emissioni clima alteranti da mettersi in atto da parte dei Paesi industrializzati. Dopo undici giorni di negoziato in cui emerge il ruolo trainante svolto dall Unione Europea, i rappresentanti dei 170 Paesi partecipanti alla Conferenza adottano, il 10 dicembre, un Protocollo di attuazione nel quale sono definiti gli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra, rispetto ai livelli del 1990, da conseguirsi entro il In particolare, trentotto Paesi, tra cui l Italia, dovranno procedere ad una riduzione delle emissioni in misura maggiore. Segnatamente per gli Stati-membri dell Unione Europea viene stabilita una percentuale di riduzione pari all 8 % entro il periodo preso in considerazione. Inoltre, il Protocollo orienta l azione dei singoli Paesi, individuando misure e specifici settori d intervento in cui primariamente procedere ai fini del conseguimento degli obiettivi posti, e in particolare: promozione dell efficienza energetica in tutti i settori; sviluppo delle fonti rinnovabili per la produzione di energia e delle tecnologie innovative per la riduzione delle emissioni; protezione ed estensione delle foreste per l assorbimento del carbonio; promozione dell agricoltura sostenibile; limitazione e riduzione delle emissioni di metano dalle discariche di rifiuti e dagli altri settori energetici; misure fiscali appropriate per disincentivare le emissioni di gas serra. Pagina 4 di 24

5 Più recentemente, il 29 novembre 2000, la Commissione europea ha adottato il Libro Verde Verso una strategia europea di sicurezza dell approvvigionamento energetico che ha messo in evidenza le debolezze strutturali dell approvvigionamento di energia dell Unione europea e le sue fragilità geopolitiche, economiche e sociali alla luce soprattutto degli impegni europei nel quadro del Protocollo di Kyoto. In questo Libro, la Commissione ha evidenziato che l Unione europea è fortemente dipendente dall approvvigionamento energetico esterno e le sue importazioni coprono oggi il 50% della domanda. Persistendo l attuale tendenza, questa percentuale è destinata ad aumentare entro il 2030 fino al 70 %. In questa direzione, la Direttiva 2001/77/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 27 settembre 2001 sulla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell elettricità partendo dalla considerazione che il potenziale di sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili è attualmente sottoutilizzato nella Comunità, riconosce la necessità di promuovere in via prioritaria le energie rinnovabili poiché queste, nel contribuire alla protezione dell ambiente, allo sviluppo sostenibile e alla sicurezza degli approvvigionamenti, permettono di conseguire più rapidamente gli obiettivi di Kyoto. La direttiva, prendendo le mosse dall obiettivo indicativo del 12 % quale contributo delle rinnovabili al complessivo consumo interno lordo di energia, da conseguire entro l anno 2010, contenuto nel Libro Bianco sulle fonti energetiche rinnovabili, stabilisce che entro la stessa data sia raggiunta la quota indicativa del 22,1 %, quale percentuale di elettricità prodotta da fonti energetiche rinnovabili sul consumo totale di elettricità della Comunità. 2.2 Le linee di indirizzo della politica energetica nazionale La Conferenza Nazionale per l Energia e l Ambiente tenutasi a Roma nel novembre 1998 rappresenta il segnale di un nuovo modo di fare politica energetica, basato sulla concertazione, sul decentramento, sull utilizzo dei meccanismi di mercato e sull integrazione della stessa politica con quelle riguardanti il territorio. Nel documento conclusivo della Conferenza, accanto alla stipulazione del Patto per l energia e l ambiente, sono indicate altre iniziative prioritarie in campo energetico: il riassetto del settore elettrico la delibera CIPE sul Protocollo di Kyoto l introduzione della carbon-tax l attuazione della Bassanini legge 10/91 Pagina 5 di 24

6 Il Governo, nel documento citato, ha delineato un programma di azioni che prevede, tra l altro, il raddoppio della quota di fonti energetiche rinnovabili entro la data del 2010 quale obiettivo da raggiungere in un costante dialogo con le Regioni. Emerge dunque chiaramente la necessità di dialogare e confrontarsi con le Regioni, riconoscendo alle stesse un ruolo di programmazione troppo spesso trascurato a favore dell attribuzione di compiti meramente operativi. Il generale processo di riforma amministrativa, intrapreso in questi ultimi anni con le cosiddette leggi Bassanini (leggi 59/97, 127/97, 191/98 e decreto legislativo 112/98, modificato dal D. Lgs. 443/99), delinea un nuovo sistema di governo dell energia, ridisegnando ruoli, competenze e procedure. Si tratta di un processo di regionalizzazione che rovescia il criterio di distribuzione delle funzioni, riconoscendo al sistema decentrato e integrato di regioni ed enti locali un ruolo programmatorio sul territorio che ha come punto di riferimento gli indirizzi fissati dall Amministrazione centrale. Specificamente, il decentramento alle regioni di compiti di pianificazione, indirizzo e controllo nel settore energetico, in parte già avviato con l emanazione della legge 10/91 ed, in particolare, con leggi successive, con la legge 59/97 e il D.Lgs. 112/98, consente alle medesime di meglio strutturare le funzioni in materia energetica, fermo restando il rispetto delle competenze riservate allo Stato dall art. 29 dello stesso D.Lgs 112/98 e il conferimento di funzioni agli enti locali come previsto dall art. 31 dello stesso decreto. Allo Stato sono riservati la definizione degli indirizzi di politica energetica nazionali, il coordinamento della programmazione energetica regionale, l unificazione tecnica delle condotte delle varie amministrazioni, l assolvimento di funzioni di rilevanza nazionale (quali la ricerca scientifica, la costruzione delle centrali elettriche oltre i 300 MW, l attuazione del programma di metanizzazione del Mezzogiorno, la vigilanza sull ENEA); agli enti locali sono attribuite le funzioni in materia di controllo sul risparmio energetico e l uso razionale dell energia, nonché le altre funzioni previste dalla legislazione regionale, oltre che la redazione e l adozione dei programmi di intervento per la promozione delle fonti rinnovabili e del risparmio energetico, l autorizzazione all installazione e all esercizio degli impianti di produzione di energia, il controllo sul rendimento energetico degli impianti termici. In sintesi alle Regioni è riconosciuta quale potestà generale, quella di redigere ed approvare i piani energetici regionali, nonché funzioni di amministrazione diretta in tema di certificazione energetica degli edifici e di contributi per i progetti di uso razionale dell energia. Il Parlamento, in data 26 marzo 2002, in occasione della discussione del D.L. 7 febbraio 2002, n. 7 (c.d. Sblocca Centrali ) ha approvato l ordine del giorno 9/2523/3 con cui ha impegnato il Governo alla presentazione di un disegno di legge di complessivo riordino e riforma del settore energetico. Tra gli aspetti salienti del disegno di legge emerge la previsione di norme volte alla promozione dell incremento della quota obbligatoria dell energia elettrica da fonti rinnovabili e all utilizzo razionale dell energia. Pagina 6 di 24

7 Per quanto riguarda la risorsa idroelettrica, che ha rappresentato in passato uno dei significativi fattori di sviluppo economico del Paese, essa è ancora, a tutt oggi, la fonte energetica nazionale di maggior rilievo; tale risorsa contribuisce, infatti, alla copertura del fabbisogno elettrico nazionale per circa il 17 %, a fronte di una produzione netta pari a GWh nel 1998, di cui il 75 % da impianti ENEL e il rimanente 25 % da impianti di soggetti privati e aziende municipalizzate. Malgrado le potenzialità di sfruttamento della risorsa idrica a fini di produzione elettrica, come di seguito meglio specificato, siano ormai prossime all esaurimento, il carattere strategico di tale forma di produzione, e pertanto il ruolo da essa svolto nel quadro del soddisfacimento del fabbisogno elettrico nazionale, continuano ad essere rilevanti. In particolare, nel nuovo scenario venutosi a determinare con la creazione del mercato unico europeo dell energia elettrica, gli impianti idroelettrici continuano a ricoprire una funzione insostituibile nel breve periodo, consentendo un efficace e rapida rimodulazione della produzione, un ottimizzazione della stessa in funzione dei diagrammi di carico della rete elettrica, nonché il soddisfacimento delle punte di richiesta. Tutto ciò, grazie alle peculiarità degli impianti contraddistinti dalla rapidità di presa di carico, dalla possibilità di funzionare per brevi periodi (e più volte) nell arco della stessa giornata, nonché dalla capacità di regolazione della tensione, della frequenza e delle potenze attive e reattive. Inoltre, la completa indipendenza del funzionamento di tali impianti da interventi esterni li rende insostituibili per quanto attiene alla riaccensione della rete nei casi di blackout. Al di là di tali caratteristiche della produzione, che potremmo definire dinamiche, altro fondamentale requisito della fonte idroelettrica è rappresentato dal suo squisito carattere di rinnovabilità che, unitamente alla sua estraneità a qualsiasi emissione in atmosfera, fa della risorsa un elemento d importanza strategica nel bilancio energetico del Paese. 2.3 Il Sistema energetico Piemontese Il quadro della produzione idroelettrica in Piemonte nel 1998 rivela la presenza sul territorio regionale di 419 impianti per una potenza installata complessiva pari a MW e una produzione netta di GWh nell annualità di riferimento, pari al 14,5 % della produzione idroelettrica totale a livello nazionale nello stesso anno. Tale parco-impianti risulta di proprietà dell ENEL per l 80,5 % della potenza installata complessiva, delle municipalizzate per il 9,5 %, nonché degli autoproduttori Unapace per il 7 % e di altre imprese per il rimanente 3 %. La taglia media degli impianti, poi, varia da MW relativi alle unità di produzione dell ENEL e delle aziende municipalizzate, a 1,8 MW e a 600 KW rispettivamente nel caso degli autoproduttori e delle cosiddette altre imprese. Il raffronto con i dati relativi al 1993 consente di evidenziare le macro-caratteristiche del trend evolutivo dello sfruttamento della risorsa idrica a fini idroelettrici. Per il Piemonte, nel periodo di osservazione, esso rivela un incremento contenuto della potenza installata (1,45 %) connesso alla Pagina 7 di 24

8 realizzazione di 31 nuovi impianti, nonché alla dismissione di 5 unità di generazione, pur in presenza di un calo significativo della produzione (-9,36 %) attribuibile in buona parte agli eventi siccitosi che hanno caratterizzato il territorio regionale nel 1998 e che continuano a caratterizzare gli andamenti climatici invernali. Un trend di crescita moderata, dunque, caratterizzato soprattutto dalla realizzazione di impianti di piccola taglia (1 MW) ad acqua fluente da parte di soggetti investitori privati. Il progetto è coerente con le finalità perseguite dalla Regione Piemonte laddove si ritiene prioritario lo sviluppo del ricorso alla produzione di energia dalle fonti rinnovabili e un riordino del parco idroelettrico che consenta una valorizzazione delle risorse marginali presenti, nel rispetto delle condizioni di garanzia dei corpi idrici e di tutela ambientale Analisi dei costi-benefici Un attenta analisi dei costi e benefici è di fondamentale importanza per individuare il discriminante tra un opera compatibile o non compatibile dal punto di vista ambientale e quindi determinare o meno la sua realizzazione. 2 AA.VV - Primi orientamenti per la predisposizione del Piano Energetico Regionale. Piemonte Energia Ambiente, maggio Pagina 8 di 24

9 3 DATI CARATTERISTICI IMPIANTO Di seguito si riportano in sintesi i dati tecnici dell impianto in progetto sul Canale Mellea, in comune di Fossano, in località San Vittore all'interno dei fabbricati esistenti nella zona adiacente al sagrato della chiesa esistente. 3.1 Portate Le portate disponibili ad essere turbinate dall impianto idroelettrico sono le medesime che transitano all interno del Canale Mellea. Nella sezione in cui è in progetto l impianto si è stimata una portata nominale nel periodo irriguo (dal 1 Aprile al 31 settembre) di 2,50 m 3 /s e di 1,80 m 3 /s nel periodo non irriguo (1 Ottobre al 28 febbraio). Le suddette portate sono coincidenti con le portate massime e medie di concessione del Canale Mellea vista l'assenza di derivazioni irrigue tra la zona oggetto d'intervento e la presa del canale stesso. Il canale e soggetto ad asciutta annuale durante la quale sono eseguite le operazioni di manutenzione su tutta l estensione del canale. Si riporta a seguito la tabella riassuntiva delle portate transitanti all'interno del Canale Mellea. Mese Portata media Portata media trastitante derivata [mc/s] [mc/s] GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MEDIA ANNUALE TABELLA 1 - Portate caratteristiche dell'impianto 3.2 Salto geodetico Dopo un attento rilievo plano altimetrico della zona si è rilevato un salto geodetico tra il pelo libero generato dal rigurgito dall'opera di presa e il livello di valle dello scarico, ottenuto dalla pulizia e riprofilatura del fondo, pari 2,70 m. Pagina 9 di 24

10 3.3 Potenze Potenza massima La potenza massima prodotta dall impianto dipende dal legame rendimento-portata della turbina idraulica installata, la portata turbinata e il salto idraulico sulla turbina. L espressione che ci fornisce la potenza massima è la seguente: P max=g ƞ(q) H Q max; dove: g è l accelerazione di gravità; ƞ(q) è il legame rendimento-portata di turbina idraulica/generatore; H è il salto idraulico; Q max è la portata massima turbinata. Considerando che la curva ƞ(q) dipende dal tipo di turbina/generatore installati, per ora si può solo ipotizzare un rendimento; che comunque si attesterà su un valore compreso nel range P max = g ƞ(q) H Q max = 9,81 0,82 2,70 2,50 = 54,30 kw. P med = g ƞ(q) H Q med = 9,81 0,82 2,70 2,00 = 43,43 kw. Potenza legale massima: P med = (H Q max)/102 = (2,70 x 2,50)/102 = 66,17 kw Potenza legale media: P med = (H Q med)/102 = (2,70 x 2,00)/102 = 52,94 kw Pagina 10 di 24

11 3.3.2 Produzione Attraverso i dati di portata e salto geodetico definiti in precedenza si è andati a definire una presunta produzione annua. Mese Portata media transitante Portata media derivata Salto idraulico Potenza utile Produzione [mc/s] [mc/s] [m] [kw] [kwh] GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MEDIA ANNUALE SOMMA ANNUALE TABELLA 2 - Produzione stimata dell'impianto W = kwh = GWh Pagina 11 di 24

12 4 DESCRIZIONE DELLE OPERE IN PROGETTO L impianto idroelettrico in progetto, da realizzarsi nel Comune di Fossano, in località San Vittore è costituito da un'opera di presa da realizzarsi lungo il tratto del Canale Mellea, il flusso derivato verrà convogliato nel canale di adduzione e successivamente nella camera di carico dove verrà turbinato, da una centrale semi interrata, e da un opera di restituzione. L'opera di presa, il canale di adduzione e il locale centrale verranno realizzati in cls in prossimità dei fabbricati ora esistenti. Le nuove strutture verranno posizionati in sponda destra idrografica del canale. Il posizionamento del canale di adduzione, della camera di carico e della centrale sono stati scelti in modo da utilizzare i terreni già di proprietà senza andare a compromettere a livello paesaggistico la zona. A monte della zona interessata della centrale e delle opere di derivazione si verrà a realizzare, per una lunghezza di circa 150m, un muretto in sponda destra al Canale Mellea per permettere l'innalzamento del pelo libero di monte in condizioni di piena sicurezza. Questa nuova struttura viene anche realizzata per mantenere in sicurezza il canale, visto che in sponda destra vi è già la presenza di una sponda in cls sulla quale appoggia la strada che conduce a San Vittore. Questa operazione di messa in sicurezza è stata preventivata con il Consorzio irriguo e da loro assecondata. La zona centrale verrà localizzata nell'ultima parte del canale di adduzione, all'interno della proprietà, a monte del canale sotterrano di restituzione. La quota del pelo libero è pari a circa 393,16 m.s.l.m, mentre la quota del pelo libero in restituzione si attesta a 390,46 m s.l.m., l impianto può essere classificato, in riferimento alla caduta, come impianto a bassa caduta. A valle della centrale verrà realizzato lo scarico delle centrale in quale sarà posato nel sedime del canale esistente. Lungo il tratto compreso tra lo scarico della centrale e l'unione tra il Canale Mellea e il canale laterale di scarico delle sabbie della centrale, verranno compiuti delle lavorazioni per ricalibrare il fondo del canale il quale ora presenta dei depositi di ghiaia e limo non indifferenti, dovuti alla non manutenzione del tratto da parte dei proprietari del mulino. Pagina 12 di 24

13 FIGURA 2 - Zona interessata dell'intervento Come si può osservare, all'interno del progetto per la realizzazione della mini centrale idroelettrica sul Canale Mellea, non vi è la presenza di opere per la risalita dell'ittiofauna. Non si è ipotizzata la realizzazione della scala di rimonta per l'ittiofauna perche il canale è soggetto ad asciutta nei mesi di febbraio o marzo, la proliferazione naturale delle specie ittiche è quindi già irrimediabilmente compromessa nello stato ante-operam. La vegetazione spondale verrà il più possibile mantenuta intatta. Vista la posizione ipotizzata per la realizzazione della centrale, zona laterale al canale esistente, non si renderà necessario il taglio di alberi, solo la pulizia della zona da arbusti e piante infestanti. La zona più naturalizzata, compresa tra lo scarico della centrale e l'unione del canale di scarico principale con quello laterale, come detto precedentelemente verrà interessata dalla riprofilatura del fondo e dal suo abbassamento. Come osservabile dalle tavole tecniche lo sbancamento delle ghiaie presenti sul fondo verrà realizzato per una profondità massima di circa 40, andando a conferire una forma trapezoidale al canale definendo una pendenza della scarpata con la quale vi sia l'auto sostentamento delle scarpate stesse. Se ne sarà necessario a livello tecnico o a livello di richiesta integrativa della pubblica amministrazione si andranno a infiggere dei pali in legno lateralmente alla scarpata per far si che questa struttura di ingegneria naturalistica sia di aiuto meccanico alle sponde. Pagina 13 di 24

14 4.1 Descrizione dell'intervento L intervento in progetto si può scindere in quattro parti essenziali: il canale in arrivo alla centrale, l'opera di presa con canale di adduzione, la centrale e l opera di restituzione. Di seguito saranno descritte singolarmente le varie parti che costituiscono l impianto Il canale in arrivo alla centrale In arrivo al sito di interesse per la realizzazione della centrale, il Canale Mellea, presenta un andamento pressoché rettilineo fino ad incontrare il piazzale della chiesa dove, a questo punto, viene tombinato fino in prossimità della zona oggetto della centrale. Nella zona a monte della tombinatura il canale e regolato da due sponde in cls esistenti per un estensione di circa 120 m dopo di queste il canale continua ad essere regolato da un argine il cls solo in sponda sinistra, dove si "colloca" la strada. Il progetto si prefigge di realizzare, in sponda destra del Canale Mellea, nella zona che ha inizio dalla fine delle due sponde esistenti in cls ed ha estensione per 150m un nuovo muretto in cls per permettere la messa in sicurezza del canale ed l'innalzamento del pelo libero di monte fino ad una quota di circa 393,16 m.s.l.m. (sulle tavole tecniche il livello di monte viene rappresentato con 9,37m di quota relativa). Il nuovo muretto verrà realizzato in cls con sommità a quota di riferimento pari 9,99 m (393,78 m.s.l.m.) permettendo il generarsi di un franco di sicurezza tra la quota di coronamento del muretto e il pelo libero del canale di circa 62 cm. FIGURA 2 - Zona del canale in arrivo Pagina 14 di 24

15 FIGURA 3 - particolare canale in arrivo presenza del muretto in sponda destra FIGURA 4 - Zona del canale in arrivo senza il muretto in sponda destra Pagina 15 di 24

16 4.1.2 L'opera di presa con canale di adduzione L'opera di presa verrà realizzata attraverso una paratoia di dimensione 5,50 m posta longitudinalmente al canale la quale convoglierà la portata derivata nel canale di adduzione. Li livello di monte verrà mantenuto alla quota di 9,37 m (393,16 m.s.l.m.) attraverso l'uso di una paratoia a ventola collocane all'interno de Canale Mellea. In canale di adduzione di larghezza pari a 5,64m convoglierà la portata derivata verso lo sgrigliatore il quale avrà il compito di "ripulire" l'acqua che lo attraversa andando a estrarre attraverso un pettine motorizzato il materiale in sospensione. Attraversato lo sgrigliatore si avrà la camera di carico della turbina, in sponda sinistra della camera si troverà uno stramazzo laterale (lunghezza 7,00m) il quale avrà il compito di mantenere costante il livello di monte ed in caso di necessità risultare di sicurezza per far defluire la portata in eccesso. La base dello stramazzo verrà posizionata alla quota corrispondete a quella del livello rigurgitato di monte pari a 9,37 m (393,16 m.s.l.m.). FIGURA 5 - Zona dell'opera di presa Pagina 16 di 24

17 4.1.3 La centrale La centrale è ubicata in sponda destra del Canale Mellea all'interno del piazzale del fabbricato esistente. La struttura con dimensioni esterne 9,00 di lunghezza e 6,25 m di larghezza è realizzata in cemento armato ricoperta da un tetto in legno lamellare con una falda longitudinale. La struttura esterna della centrale verrà intonaca con intonaco grezzo e tinteggiata con colori tenui; le superfici trasparenti saranno realizzate in pvc simil legno come i rispettivi scuri ed il portone d'ingresso al locale macchine. Il tetto verrà realizzato attraverso l'uso di legno lamellare e verrà costruito con una falda sola con uso di coppi, longitudinale al fabbricato.. Si sono scelte queste caratteristiche costruttive per andar ad inserire perfettamente la struttura all'interno del contesto urbanistico presente. All'interno del locale macchine verranno posizionati, oltre la macchina idraulica ed il generatore a lei connessa in asse, i quadri di controllo ed automazione, centraline oleodinamiche ed i contatori UTF. L'ingresso della portata turbinata all'interno della macchina avverrà con modalità "camera aperta" senza l'uso di una chiocciola, attraverso un apertura in prossimità del distributore per convogliare l'acqua alla girante. La camera di scarico posta al di sotto della centrale presenterà un abbassamento in corrispondenza della girante; questo necessario per creare un cuscino d acqua con il fine di smorzare l energia cinetica residua della vena liquida. FIGURA 6 - Zona della centrale Pagina 17 di 24

18 4.1.4 L opera di restituzione Il canale di scarico o di restituzione sarà a pelo libero con una larghezza paria a 4,20 m. Il canale verrà raccordano con il canale esistente che attraversa in sotterraneo il fabbricato del mulino. La portata turbinata verrà restituita all'interno del Canale Mellea. Il canale esistente verrà riprofilato e pulito dai depositi ghiaiosi e di limo, per circa 125 m, fino alla congiunzione tra il canale principale ed il canale di scarico laterale. Queste operazioni determineranno un minimo scavo del fondo, che nel punto dove si avrà la massima profondità sarà di circa 40 cm. Con queste profondità di cavo ridotte non si andrà a intaccare alcun sistema radicale visto che le poche piante presenti sono collocate all'apice della scarpata del canale la quale si colloca ad una quota superiore di 1,80 m. Per la riprofilatura non verranno utilizzati materiali come cls o elementi antropici, ma si definirà una pendenza per permettere l'auto sostegno della scarpata e se ne sarà necessario verranno infissi del piccoli pali in legno per permettere un sostegno più sicuro. FIGURA 7 - Canale di scarico FIGURA 8 - Punto di unione del canale di scarico con quello di sicurezza laterale Pagina 18 di 24

19 4.1.5 Il cavidotto La centrale sarà collegata alla rete elettrica nazionale mediante cavidotto in bassa tensione; è possibile un allaccio a tensione pari a 400V in quanto la potenza massima erogata dalla centrale è inferiore a 100kW. L allaccio è previsto su linea aerea presente lungo Via Località San Vittore La turbina La zona in cui si intende realizzare l impianto è caratterizzata da un dislivello contenuto (circa 2,70 metri) e volendo produrre una potenza piuttosto elevata si prevede l installazione di una turbina di tipo Kaplan in grado di smaltire la portata derivata. La turbina, ad asse verticale, in camera aperta è collegata alla camera di carico attraverso l'apertura realizzata per l'alloggiamento del distributore. Per poter permettere l adattamento della produzione al regime delle portate il distributore è dotato di pale orientabili che garantiscono la regolazione. Attraverso il condotto di collegamento tra il distributore e la girante della turbina l acqua compie una deviazione di 90 e attraversa assialmente la girante. Le pale della girante sono orientabili per ridurre le perdite per cattiva incidenza nelle diverse condizioni di funzionamento. Dopo la girante viene inserito un diffusore con lo scopo di smorzare l energia cinetica. Per evitare che nella sezione di uscita della girante si abbiamo pressioni inferiori alla pressione atmosferica, la turbina è situata ad un altezza geodetica pari a quella del pelo libero nel canale di scarico. Infatti se la pressione scende al di sotto della tensione di vapore dell acqua, si ha lo sviluppo di bolle di vapore. Tali bolle, trasportate dalla corrente, quando raggiungono regioni in cui la pressione è maggiore implodono provocando enormi sovrappressioni che sono causa di riduzione di rendimento e danneggiamenti alle macchine. Nella realizzazione dell impianto, si adottano tutti gli accorgimenti utili ad evitare il fenomeno della cavitazione e garantire così il buon funzionamento dell impianto. La regolazione delle turbine avviene variando l inclinazione delle pale del distributore, variando così l area di passaggio dell acqua. Le perdite per cattiva incidenza all ingresso della girante crescono tanto più rapidamente quanto maggiore è il numero di giri caratteristico, pertanto il rendimento decresce molto rapidamente. Per minimizzare questo problema anche le pale della girante sono orientabili. Pagina 19 di 24

20 5 QUADRO ENERGETICO 5.1 Quadro energetico di progetto In questo capitolo si è provveduto alla stima dell energia prodotta nell arco di un anno calcolata sulla base di una disponibilità idrica corrispondente alla portata media turbinata. Il ricavo annuo calcolato sotto tale ipotesi si basa su un prezzo dell energia di circa 0,22 /kwh relativo alla cessione all ENEL. Tali valori vanno presi come riferimento di calcolo, ma non assoluti, essendo in questi anni in atto il riassetto nazionale in campo energetico, non è possibile pertanto stabilire ad oggi quale sia il reale prezzo di mercato dell energia ceduta ed immessa o acquistata dalla rete, e pertanto si ritiene corretto informare che i ricavi indicati sono a titolo puramente indicativo. Dai calcoli idraulici si stima una portata annua massima derivata di 2,50 m 3 /s e media di 1,80 m 3 /s ed un salto nominale di circa 2,70 m per una potenza legale massima di circa 66,17kW, tenendo conto dei rendimenti del sistema si stima una potenza massima effettiva di circa 54,30 kw annui a cui corrisponde una produzione energetica effettiva di circa kwh medi annui per un ritorno economico pari a circa Si presume il funzionamento dell impianto per un periodo minimo di trenta anni. 5.2 Manutenzione e buona condotta dell impianto A garanzia della continuità, con riferimento alla durata tecnica utile stimata in circa trenta anni, devono essere effettuate le operazioni di manutenzione programmata a carico del gestore come di seguito specificate: il controllo e la manutenzione ordinaria delle griglie, degli organi di regolazione e di intercettazione delle portate; la manutenzione annuale delle parti meccaniche della turbina e del generatore; il controllo dell efficienza dell impianto elettrico; revisione generale (annuale) di tutte le parti idrauliche. Devono inoltre essere compiute tutte quelle operazioni di controllo necessarie per ottemperare alle disposizioni di legge, nonché la registrazione della produzione dell energia e la predisposizione di un ciclo annuale di controllo e manutenzione dell intero impianto al fine di redigere annualmente un rapporto dettagliato sull efficienza dell impianto. Si procede pertanto alla descrizione dei sistema di controlli e di interventi da eseguire, a cadenza temporale o prefissata, al fine di una corretta gestione delle opere. Pagina 20 di 24

21 Il sistema di controllo Il sistema di controllo prevede un corretto funzionamento dell impianto. I controlli riguarderanno i seguenti aspetti: macchine idrauliche ed elettriche ed organi meccanici; produzione impianto. Macchine idrauliche ed elettriche ed organi meccanici Si prevede la visita giornaliera di personale addetto per controllare il buon funzionamento dell impianto. In particolare si effettuerà il controllo e la pulizia dello sgrigliatore e del canale sedimentatore, almeno settimanalmente. Il materiale raccolto dallo sgrigliatore sarà opportunamente smaltito in discarica. Ogni sei mesi si provvede ad una verifica generale delle macchine idrauliche ed elettriche da parte di personale specializzato. Produzione dell'impianto In automatico viene registrata la produzione dell impianto 5.3 Eventuali incrementi occupazionali L iniziativa ha una ricaduta diretta sull occupazione in quanto dovrà essere predisposto un servizio di ispezione e vigilanza giornaliero con personale qualificato (almeno una persona) nonché l impiego di personale altamente specializzato per la costruzione, la successiva manutenzione e la revisione delle macchine ed apparecchiature. 5.4 Costi dell impianto Di seguito è riportato in sintesi il costo di esecuzione dell impianto, esplicitato secondo le voci principali che compongono l oggetto della richiesta di concessione. COSTI IMPIANTO DI DERIVAZIONE IDROELETTRICA - Località San Vittore LAVORI 1) TURBINE 1 x /cd 130, , ) OPERE EDILI E MECCANICHE 130, ) APPARECCHIATURE ELETTRICHE 25, ) ALLACCIAMENTO LINEA ELETTRICA 10, Pagina 21 di 24

22 COSTI IMPIANTO DI DERIVAZIONE IDROELETTRICA - Località San Vittore LAVORI IMPORTO LAVORI SOMMANO A) 295, SPESE ACCESSORIE 6) IMPREVISTI 15, SPESE ACCESSORIE SOMMANO B) 15, TOTALE A)+B) 310, TABELLA 3 - Costo dell'impianto 5.5 Pay-back Capitale iniziale: ricavo annuo dalla vendita dell energia elettrica (0.22 /kwh): spese annuali (stimate in circa il 15% del fatturato) : utile annuo: Tempo di rientro dell investimento: 4.36 anni 5.6 Benefici economici In relazione alla proposta indicata si individuano tre tipi di benefici economici: il primo rivolto al richiedente con un ricavo diretto grazie all investimento effettuato; il secondo rivolto alla collettività, che non paga gli oneri di un maggior inquinamento ambientale e beneficia di investimenti con ricadute dirette sul territorio; il terzo rivolto allo stato, che beneficia di un ritorno economico sugli utili conseguiti dal richiedente. Pagina 22 di 24

23 6 CONCLUSIONI Lo studio delle opere in progetto è motivato da finalità che si possono solo indirettamente considerare come strettamente ambientali, in quanto la politica di riferimento dell intervento, come già precisato, è la politica dell energia pulita. A tale riguardo, l energia prodotta dalla centrale oggetto di studio ed immessa in rete contribuirebbe positivamente ad incrementare la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili. La realizzazione della centrale è, inoltre, sicuramente in linea con le aspettative della programmazione pubblica Provinciale e Regionale in materia di energia. La derivazione, poiché restituisce quanto prelevato, non comporta interferenze con gli altri utilizzi della risorsa idrica. L esiguità delle opere edili e il loro buon inserimento ambientale, fanno inoltre sì che l impianto in questione abbia un impatto ambientale pressoché nullo. I lavori eseguiti sono prevalentemente di movimento terra per la realizzazione della centrale, la sistemazione ed il ripristino a verde delle aree scavate, mentre le opere edili riguardano la presa a trappola, il canale di adduzione, il fabbricato centrale e l opera di restituzione. Pagina 23 di 24

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