Poli di Innovazione. Dott. Ing. Andrea Cappelletto Direttore Generale Tecnoparco del Lago Maggiore

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1 Poli di Innovazione Dott. Ing. Andrea Cappelletto Direttore Generale Tecnoparco del Lago Maggiore Dott. Ing. Roberto Isola Coordinatore Tecnico del Polo ENERMHY Verbania, 9 novembre 2013

2 IDROELETTRICO Fonte energetica rinnovabile con le radici più antiche Fonte rinnovabile e pulita per eccellenza Esempio secolare di uso plurimo delle acque nelle aree montane e nei comprensori di antica tradizione irrigua

3 IL MICRO-HYDRO L'interesse per il micro-hydro (P<100kW) risulta inversamente proporzionale alla disponibilità per impianti di maggiori dimensioni. Lo sfruttamento di tali opportunità, spesso ritenute non economicamente sostenibili, richiede soluzioni tecnologiche innovative e semplificate, che non siano la semplice riduzione in scala delle turbine tradizionali.

4 VERSATILITA Corsi d'acqua montani Inserimento diretto in alveo Nessuna condotta in pressione Ampia varietà di tecnologie impiegabili Possibilità di utilizzo del DMV rilasciato da impianti di maggiori dimensioni

5 IL MICRO-HYDRO: VERSATILITA Corsi d'acqua montani Inserimento diretto in alveo Nessuna condotta in pressione Ampia varietà di tecnologie impiegabili Possibilità di utilizzo del DMV rilasciato da impianti di maggiori dimensioni

6 VERSATILITA Corsi d'acqua di pianura Assenza di conflittualità con gli utilizzi irrigui Incremento delle entrate extra irrigue

7 VERSATILITA Recupero e riutilizzo di vecchi impianti NOTEVOLE POTENZIALE

8 RESTAURO CONSERVATIVO DELLA RUOTA DEL MULINO Riqualificazione eco-sostenibile e recupero architettonico e funzionale. Tutela, conservazione e valorizzazione delle cascine e del territorio rurale. Contributo economico alla rivitalizzazione del patrimonio artistico, culturale, paesaggistico, e immobiliare delle cascine. Promozione e salvaguardia delle realtà rurali con possibili riusi compatibili.

9 VERSATILITA Reti acquedottistiche Impatto ambientale praticamente nullo Uso plurimo della risorsa idrica Riorganizzazione e razionalizzazione dei sistemi acquedottistici esistenti Possibilità di limitare gli eccessi di pressione nei sistemi di adduzione

10 LE OPPORTUNITA

11 LE OPPORTUNITA IN PIEMONTE Aree Idrografiche Comunità Montane Comprensori irrigui e di bonifica

12 LE OPPORTUNITA IN LOMBARDIA Rete idrografica Rete irrigua e di bonifica Comprensori e Consorzi di Bonifica

13 LE OPPORTUNITÀ TRA PIEMONTE E LOMBARDIA

14 FER - Normativa di riferimento REGIONE PIEMONTE

15 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Fonte: GSE Il quadro autorizzativoper impianti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili Ricognizione della normativa nazionale e regionale

16 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

17 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Il Dm 10 settembre 2010 (Linee guida nazionali) prevede una serie di semplificazioni autorizzativeper la realizzazione di impianti idroelettrici di piccola taglia. La tabella A, allegata all'articolo 12 del Dlgs387/2003 (la norma che è alla base delle Linee guida), indica in 100 kwla potenza elettrica al di sopra della quale gli impianti idroelettrici devono essere autorizzati mediante procedimento unico. Al di sotto dei 100 kw, invece, è possibile optare per la PAS(Procedura abilitativa semplificata).

18 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Le Linee guida nazionali (al punto 12.7) prevedono anche specifici casi in cui è possibile realizzare l'impianto con semplice Comunicazione di inizio Comune. Si tratta degli "impianti idroelettrici realizzati in edifici esistenti, sempre che non alterino i volumi e le superfici, non comportino modifiche delle destinazioni di uso, non riguardino le parti strutturali dell'edificio, non comportino aumento del numero delle unità immobiliari e non implichino incremento dei parametri urbanistici. Tali impianti devono anche avere una capacità di generazione compatibile conilregimediscambiosulposto(equindinonsuperiorea200 kw).

19 NORMATIVA DI RIFERIMENTO L utilizzo energetico della risorsa idrica richiede normalmente il possesso o il conseguimento di una Concessione di derivazione di acque pubbliche superficiali per uso idroelettrico. La Concessione è ha durata trentennale, rinnovabile alla scadenza. La normativa italiana(legge n. 7/1977) distingue tra: "piccole derivazioni", con potenza nominale media inferiore ai kw; "grandi derivazioni", con potenza nominale media superiore ai kw. Le Concessioni relative alle piccole derivazioni (in cui rientrano mini e micro idroelettrico) sono di competenza delle Province, mentre le Regioni si occupano delle grandi derivazioni. Gli iter e i documenti richiesti per l'ottenimento della Concessione variano da Regione a Regione e da Provincia a Provincia.

20 GLI INCENTIVI

21 GLI INCENTIVI D.M. 6 luglio 2012 Attuazione dell art. 24 del decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28, recante incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diversi dai fotovoltaici. Il Decreto stabilisce le modalità di incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti alimentati da fonti rinnovabili diversi da quelli fotovoltaici, nuovi, integralmente ricostruiti, riattivati, oggetto di intervento di potenziamento o di rifacimento, aventi potenza non inferiore a 1 kw e che entrano in esercizio in data successiva al 31 dicembre 2012.

22 INCENTIVI - MODALITÀ DI ACCESSO Impianti nuovi, riattivazioni,integrali ricostruzioni e potenziamenti Impianti oggetto di rifacimento

23 INCENTIVI MODALITA DI ACCESSO Art.4, comma 3, lettera b, punti i, ii, iii: Non sono soggetti alle procedure di cui ai commi 1 e 2 ed accedono direttamente ai meccanismi di incentivazione di cui al presente decreto: [ ] b) gli impianti idroelettrici di potenza nominale di concessione fino a 50 kw, la cui soglia è elevata a 250 kw se trattasi di impiantiche rientrano in una delle seguenti casistiche: i. realizzati su canali o condotte esistenti, senza incremento di portata derivata; ii. che utilizzano acque di restituzioni o di scarico; iii. che utilizzano il deflusso minimo vitale al netto della quota destinata alla scala di risalita, senza sottensione di alveo naturale; [ ]

24 TARIFFE INCENTIVANTI BASE Decurtazione (2%, salvo casi particolari) per impianti che entreranno in esercizio negli anni successivi.

25 RICONOSCIMENTO DEGLI INCENTIVI

26 LE TECNOLOGIE ESPLORATE

27 I PROGETTI Hydroplus Sviluppo dei sistemi di regolazione, telegestionee telecontrollo dell impianto.. Mi.En.A.F. Ottimizzazione di impianti a coclea con l introduzione di soluzioni di generazione elettrica e di controllo innovative. ORME Ottimizzazione della resa energetica di impianti a ruota idraulica. T.R.A.P. Sistemi di sfruttamento e regolazione in condotte in pressione, quali reti acquedottistichee per l innevamento programmato. PROMO Sviluppo di un sistema innovativo per la produzione di energia idroelettrica da moto ondoso. Turning Point Nuovi profili di giranti idrauliche per impianti ad acqua fluente a basso salto e portate limitate e relativi apparati di generazione elettrica. Bioener-Water Valorizzazione delle risorse rinnovabili in Alta Val Tanaro con innovazione tecnicotecnologica nella filiera acquaenergia. New.Tu.Ba. Ottimizzazione di impianti idroelettrici dotati di turbine a flusso incrociato tipo Banki.

28 GLI STUDI DI FATTIBILITA STIM_IDRO Studio di nuove ed innovative micro-stazioni per la misura della risorsa idrica in quota. TDMV-SMART Ottimizzazione dell impiego delle centrali utilizzanti diverse sorgenti: idraulico fluente, biomassa, fotovoltaico, secondo il paradigma smart grid. TRAME Studio di fattibilità di conversione e trasferimento di energia idroelettrica dal mare. Hydr.O Studio di fattibilità tecnica per un sistema autorotativodi ottimizzazione di rendimento di impianti idroelettrici. UHT Studio di fattibilità di nuove tipologie di layout di impianto per l installazione di centraline mini e micro idroelettriche in ambito urbano.

29 Ottimizzazione turbine classiche : Pelton, Francis, Kaplan Cross-Flow Turbine cinetiche: Eliche, Savonius, Darrieus

30 Coclee o Viti di Archimede: Ottimizzazione dei criteri di dimensionamento

31 Ruote idrauliche: da sopra, da sotto, di petto, RHPM

32 MICRO-HYDRO AD ACQUA FLUENTE Una micro turbina(per es. la ruota idraulica)è un dispositivo meccanico che trasforma l energia potenziale e/o cinetica di un corso d acqua in energia meccanica resa sull albero motore. L'energia si ottiene sfruttando la caduta d'acqua attraverso un dislivello, oppure sfruttando la velocità di una corrente d'acqua

33 RUOTA PER DI SOPRA

34 RUOTA PER DI SOTTO

35 RUOTA DI PETTO O PER DI FIANCO

36 Jean Victor Poncelet, Mémoire sur les roues hydrauliques à aubes courbes, mues par-dessous, 1827

37 TURBINA ENERCAT

38 RUOTA A SBARRAMENTO O STAUDRUCKMASCHINE (SDM)

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41 Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture Progetto TurningPoint RICERCA E SPERIMENTAZIONE DINUOVI PROFILI DIGIRANTI PER ACQUA FLUENTE CONNESSI A SISTEMI DI GENERAZIONE ELETTRICA progetto finanziato nell ambito del Polo di Innovazione Energie Rinnovabili e Mini Hydro - ENERMHY prof.ssa Ilaria Butera DIATI Politecnico di Torino

42 PERCENTUALE DIUTILIZZO AI FINI IDROELETTRICI -η U POTENZIALE LORDO DI CONSORZIO PLC Progetto Turning Point

43 Sperimentazione in laboratorio di una girante Canale a pelo libero Rotary machine Configurazioni di prova: SIMMETRICA: - larghezza del canale variabile -presenzadiunasogliaamonte -variazionedeilivellidimonteevalle ASIMMETRICA:- asimmetria destra - asimmetria sinistra Progetto Turning Point

44 POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture ORME Ottimizzazione ruote mulini e loro resa energetica prof. Roberto Revelli ing. Paolo Cavagnero DIATI Politecnico di Torino

45 POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture Caso studio - Mulino di Verolengo (TO), ancora attivo fino a inizio 2012

46 POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture

47 POLITECNICO DI TORINO Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture

48 LA RUOTA IDRAULICA

49 ESEMPIO DI RISTRUTTURAZIONE DI UN MULINO

50 RECUPERO DI UN MULINO Ruota Primo ingranaggio interno in legno

51 RECUPERO DI UN MULINO Moltiplicatore di giri e alternatore Gruppo elettronico di conversione dell energia

52 MHPS INSTALLATI SU ACQUEDOTTO Neisistemiacquedottisticidi adduzioneilcaricoidraulicoin eccessoè da sempre una problematica importante => PRVs.

53 MHPS INSTALLATI SU ACQUEDOTTO L energia dissipata può essere trasformata in energia utile attraverso l installazione di micro turbine => MHPs

54 Dipartimento di Ingegneria dell Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture T.R.A.P. Il Minihydro dagli acquedotti montani prof. Pierluigi Claps ing. Davide Poggi DIATI Politecnico di Torino

55 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 1 Punto di progetto H=150 m, Q=5 l/s Turbina Francis Multistadio 5 stadi, 25 m/stadio

56 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 2 Studio fluidodinamico ANSYS, Elementi finiti Rendimento 95% Nuovo punto di progetto H=20 m, Q=5 l/s

57 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 3 Realizzazione

58 PROGETTO DELLA TURBINA Fase 4 Prove di laboratorio Banco Prova su banco prova

59 PROMO, TRAME Sistema per la Produzione di energia dal Moto Ondoso Partners: Wave for Energy, Politecnico di Torino (DIATI, DIMEAS), ARIS, SIRIUS, UP DESIGN, LANDRA Periodo:

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61 Politecnico di Torino Mi.En.A.F. Prof. Paolo Ferraris Politecnico di Torino -Alessandria

62 Coclee o Viti di Archimede: Ottimizzazione dei criteri di dimensionamento

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64 VITE DI ARCHIMEDE

65 VITE DI ARCHIMEDE

66 VITE DI ARCHIMEDE

67 INFRASTRUTTURE ACCESSORIE E COMPONENTI SEMPLIFICATI PER MINI E MICRO HYDRO

68 I Paesi in via di sviluppo

69 La filiera industriale Progettisti Produttori/fornitor i componentistica Investitori Imprese

70 MICRO-HYDRO: LE SFIDE (VINTE!) Sostenibilità economica: bassi costi di investimento (semplificazione di tutte le componenti); bassi costi di esercizio (assenza di sgrigliatura, assenza di presidio, ridotta vulnerabilità in caso di sommersione); fattibilità sia con sia senza incentivi. Sostenibilità ambientale: esempio significativo di capacità di generazione diffusa ; ridotto impatto sulla fauna ittica (fish friendly); ridotto impatto delle opere civili; nessuna sottensione d alveo. Sostenibilità tecnologica: giranti totalmente innovative; perfezionamento della ruota idraulica; nuovi sistemi di generazione elettrica; ampia gamma di soluzioni disponibili.

71 Poli di Innovazione POR-FESR 2007/2013 Soggetto Gestore Alta formazione Trasferimento tecnologico Incubatore INTIMP BIOMA MHY Centro integrazione sulle energie rinnovabili e il risparmio energetico MHY-TEC Centro di innovazione per la promozione e diffusione del Micro-hydro

72 L EVOLUZIONE DEL POLO REGIONALE ENERMHY

73 Guida ed indirizzo ai committenti, ai proponenti, e ai progettisti per le scelte tecnologiche più adeguate. Consulenze per studi di fattibilità e pre-fattibilità. Attività di formazione specialistica. ATTIVITA Servizi di supporto specialistico Attività di networking tra le aziende produttrici di componenti della filiera. Consulenze per analisi e valutazioni economiche di intervento (business-plan). Partecipazione a iniziative e progetti a valenza regionale, nazionale ed europea con un network consolidato di Aziende, Istituti di Ricerca e Università. Analisi vincolistiche e territoriali.

74 CONTATTI Polo di Innovazione ENERMHY Energie Rinnovabili e Mini Hydro c/o Consorzio Univer P.zza Risorgimento 12, Vercelli tel fax enermhy@consorziouniver.it

75 IL POLO REGIONALE ENERMHY Dal 2008 a Vercelli è insediato uno dei 12 Poli d'innovazione della Regione Piemonte ai sensi del POR FESR 2007/ Asse I - attività I.1.3 Innovazione e P.M.I. con la denominazione ufficiale di Polo Regionale di Innovazione Energie Rinnovabili e Mini Hydro CHE COSA SONO I POLI? Sono raggruppamenti di imprese indipendenti, start up innovatrici, organismi di ricerca ed altri. A CHE COSA SERVONO? Promuovono l'innovazione tecnologica regionale e nazionale in determinati domini tecnologici.

76 IL POLO REGIONALE ENERMHY Dominio tecnologico: ricerca e innovazione nel campo delle energie rinnovabili, con riferimento alla integrazione impiantistica, alle biomasse marginali e al mini-hydro. Promotori: Camera di Commercio di Vercelli, Confindustria Vercelli Valsesia Soggetto Gestore: UN.I.VER., Consorzio Università e Impresa Vercelli. 128 soggetti coinvolti: 11 grandi industrie 113 PMI 3 Università 1 organismo di ricerca

77 IL POLO REGIONALE ENERMHY LE INIZIATIVE IN CORSO I Programma annuale progetti: 30 aziende coinvolte 6 dipartimenti universitari 11 milioni di euro di investimento complessivo 5,3 milioni di euro di cofinanziamento pubblico II Programma annuale progetti: 16 aziende coinvolte 5 dipartimenti universitari 5 milioni di euro di investimento complessivo 2,6 milioni di euro di cofinanziamento pubblico III Programma annuale progetti: 15 aziende coinvolte 5 dipartimenti universitari 4 milioni di euro di investimento complessivo 2 milioni di euro di cofinanziamento pubblico

78 IL POLO REGIONALE ENERMHY LE INIZIATIVE PROPOSTE IV Programma annuale progetti: 23 aziende coinvolte 6 dipartimenti universitari 5,7 milioni di euro di investimento complessivo 3,2 milioni di euro di cofinanziamento pubblico

79 IL POLO REGIONALE ENERMHY LE INIZIATIVE FINANZIATE 21 PROGETTI DI RICERCA INDUSTRIALE inveszmenz contribuz STUDI DI FATTIBILITA inveszmenz contribuz SERVIZI PER LA RICERCA E L'INNOVAZIONE inveszmenz contribuz

80 IL POLO REGIONALE ENERMHY LE TRAIETTORIE TECNOLOGICHE Integrazione impiantistica e funzionale delle fonti di approvvigionamento energetico per il miglioramento dell efficienza e la riduzione dei consumi Valorizzazione energetica delle biomasse marginali. Mini Hydro

81 TRAIETTORIA TECNOLOGICA 3 LINEA DILINEA DI SVILUPPO 1- Impianti innovativi per acqua fluente. LINEA DI SVILUPPO 2- Impianti integrati per lo sfruttamento delle reti idriche in pressione. LINEA DI SVILUPPO 3 - Recupero della funzionalità di impianti antichi e ricerca di apparati innovativi di generazione elettrica. LINEA DI SVILUPPO 4 - Sistemi integrati di telecontrollo e monitoraggio di impianti idroelettrici. LINEA DI SVILUPPO 5 - Sviluppo e sperimentazione di infrastrutture accessorie e componenti semplificati per mini e micro-hydro.