4 dicembre 2012 L'idroelettrico in Lombardia: stato dell'arte, potenzialità future, casi di studio.

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Isidoro Pepe
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1 L idroelettrico verso il 2015: una scommessa per il futuro del territorio 4 dicembre 2012 L'idroelettrico in Lombardia: stato dell'arte, potenzialità future, casi di studio. Giancarlo Giudici Politecnico di Milano / School of Management giancarlo.giudici@polimi.it

2 Temi della presentazione - Prospettive della tecnologia - Prospettive applicative - Prospettive di filiera 2

3 Tecnologie innovative nel settore del mini-idroelettrico Tecnologia sostanzialmente consolidata. La tendenza è quella di sfruttare le condizioni limite. Mini turbine tradizionali; Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine); Very low head (VLH); Vite idraulica o coclea; Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione. 3

Mini turbine tradizionali Modelli in scala ridotta delle classiche turbine Pelton, Francis e Kaplan; Sfruttano salti piccoli e portate limitate; Al decrescere delle dimensioni, tuttavia, si riduce il

4 Mini turbine tradizionali Modelli in scala ridotta delle classiche turbine Pelton, Francis e Kaplan; Sfruttano salti piccoli e portate limitate; Al decrescere delle dimensioni, tuttavia, si riduce il rendimento; Campi di applicazione: Salti minimi sfruttabili: 30 m (mini Pelton) 15 m (mini Francis) 1,5 m (mini Kaplan) Portata minime sfruttabili: 4 l/s (mini Pelton) 200 l/s (mini Francis) l/s (mini Kaplan) 4

rotazione delle pompe centrifughe; Dispositivi compatti che inglobano il sistema di

5 Pump as Turbine (PAT) (elettroturbine) Dispositivi derivati dalle pompe centrifughe per liquidi; Il principio di funzionamento di basa sull inversione del senso di rotazione delle pompe centrifughe; Dispositivi compatti che inglobano il sistema di generazione; Campi di applicazione: Salto: tra 2 m e 18 m Portata: tra 800 l/s e l/s

al minimo le opere civili; Possono produrre da un minimo di 100 kw fino ad un massimo di

6 Very low head (VLH) Consentono di sfruttare bassissimi salti a costi vantaggiosi; Presentano un particolare sistema di ancoraggio ( effetto diga ) che permette di ridurre al minimo le opere civili; Possono produrre da un minimo di 100 kw fino ad un massimo di circa 500 kw; Campi di applicazione: Salto: tra 1,4 m e 3,2 m Portata: tra l/s e l/s

maniera ottimale variazioni nel livello e nella quantità dell

7 Vite idraulica o Coclea È una macchina a gravità con un funzionamento inverso rispetto alla Vite di Archimede; Gestisce in maniera ottimale variazioni nel livello e nella quantità dell acqua; Campi di applicazione: Salto: tra 1 m e 10 m Portata: tra 200 l/s e l/s 7

sotto forma di elettricità; Vengono utilizzati in sostituzione delle classiche

8 Dispositivi per il controllo e la riduzione della pressione Dispositivi a barriera rotante che raccolgono l'energia derivante dalla caduta di pressione sotto forma di elettricità; Vengono utilizzati in sostituzione delle classiche valvole di riduzione della pressione (PRV); Differenziale di pressione massimo = 10 bar 8

9 Prospettive applicative Il potenziale per lo sviluppo di dighe e di impianti su larga scala è quasi completamente esaurito, non solo in Lombardia; inoltre spesso si incontra l ostilità delle popolazioni locali nella realizzazione di nuovi progetti e nella costruzione di grandi impianti (aspetti legati all impatto ambientale); Il futuro dell idroelettrico sarà caratterizzato dalla diffusione di impianti di dimensioni sempre più ridotte nell ottica delle smart grid. Principali ambiti applicativi e aree di sviluppo innovative: 1. impianti su acquedotti; 2. interventi su canali artificiali con recupero di magli e vecchi mulini; 3. interventi sugli scarichi degli impianti di depurazione delle acque reflue. 9

10 Impianti su acquedotti (1/2) Gli impianti idroelettrici sostituiscono le strutture di laminazione utilizzate per ridurre l eccessiva pressione dell acqua; Recuperano energia che altrimenti andrebbe persa; Nessun impatto sull ambiente; Possibili difficoltà derivanti dalla scarsa chiarezza delle norme di gestione dell acqua. Schema di un impianto inserito in un sistema di approvvigionamento potabile 10

Impianti su acquedotti (2/2) Caso di studio: Roncobello (BG) Anno di realizzazione: 2006; Investimento: 900.

11 Impianti su acquedotti (2/2) Caso di studio: Roncobello (BG) Anno di realizzazione: 2006; Investimento: (in parte finanziato dalla Comunità Europea e da un Bando di Regione Lombardia); Salto: 532 metri; Portata: da 35 l/s a 44 l/s; Ricavi annui medi per il Comune: Tempo di pay-back: 3 anni La centralina idroelettrica sull acquedotto di Roncobello (BG) 11

Impianti su canali artificiali (1/6) Presenza di un interessante potenziale idroelettrico anche in pianura, solo in parte utilizzato; Si rilevano iniziative finalizzate al recupero di vecchi magli o

12 Impianti su canali artificiali (1/6) Presenza di un interessante potenziale idroelettrico anche in pianura, solo in parte utilizzato; Si rilevano iniziative finalizzate al recupero di vecchi magli o mulini e all installazione di piccoli impianti lungo canali artificiali utilizzati in passato per scopi agricoli; Possibilità di integrare la produzione di energia rinnovabile con il recupero di edifici tradizionali e con l introduzione di itinerari culturali e turistici; Vecchio mulino a Capergnanica (CR) 12

13 Impianti su canali artificiali (2/6) - Il caso del Molino di Baggero Merone (CO) Il Molino di Baggero - Merone (CO) 13

creare una mappa delle installazioni presenti; sviluppare alcuni casi di studio per determinare la fattibilità

14 Impianti su canali artificiali (3/6) Progetto RESTORE Progetto promosso dall European Small Hydropower Association (ESHA); Obiettivi: censire i mulini idraulici sul territorio italiano, valutandone lo stato di conservazione; creare una mappa delle installazioni presenti; sviluppare alcuni casi di studio per determinare la fattibilità tecnica e la convenienza economica di un loro effettivo recupero. Un antico mulino idraulico nel Comune di Monvalle (VA) 14

15 Impianti su canali artificiali (4/6) Attivismo dei consorzi di bonifica Centrali del Maglio di Lonato (BS) e di Salago - Bedizzole (BS) Consorzio di bonifica Medio Chiese Centrale di Genivolta (CR) Consorzio di Bonifica Naviglio Vacchelli Impianto su canale Consorzio di Bonifica Muzza Bassa Lodigiana 15

16 Impianti su canali artificiali (5/6) Casi di studio Roggia di Mandello del Lario (LC) Canale artificiale derivato dal torrente Meria 16

17 Impianti su canali artificiali (6/6) Vie d acqua EXPO

Interventi su impianti di depurazione delle acque reflue Viene sfruttato il salto esistente tra la parte terminale dell impianto e il ricettore naturale finale; Si utilizzano, generalmente, le viti

18 Interventi su impianti di depurazione delle acque reflue Viene sfruttato il salto esistente tra la parte terminale dell impianto e il ricettore naturale finale; Si utilizzano, generalmente, le viti idrauliche (coclee), in grado di gestire in maniera ottimale portate variabili; Uno dei primi impianti di questo tipo è stato realizzato a Brembate (BG) ed è caratterizzato da una potenza di 170 kw. 18

19 La filiera produttiva e la catena del valore 19

20 La segmentazione dei produttori 20

21 Osservazioni conclusive e spunti di riflessione Il settore idroelettrico è caratterizzato da una tecnologia consolidata ma in costante evoluzione incrementale. Questo consente di perseguire continui miglioramenti che rendono possibile l utilizzo di nuovi potenziali, precedentemente non sfruttabili; Lo sviluppo delle applicazioni idroelettriche lombarde, nel futuro, riguarderà in misura sempre maggiore impianti di piccola taglia, realizzati in contesti innovativi o in situazioni limite; il potenziale è tutt altro che trascurabile; La filiera industriale lombarda, pur essendo stata impoverita dalla delocalizzazione, mostra tutte le potenzialità per un recupero di valore e di competenze nel settore 21

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