di  -  lunedì 29 marzo 2010

Negli ultimi post l’argomento trattato ha riguardato una tipologia di impianti piuttosto nota, ovvero gli Impianti Idroelettrici, e dopo avere mostrato un dimensionamento energetico di massima di un impianto ad acqua fluente è venuto ora il momento di presentare le caratteristiche degli impianti a bacino, per poi parlare nel prossimo post dell’organo forse più importante di ogni impianto idroelettrico, ovvero la Turbina Idraulica.

IMPIANTI IDROELETTRICI A BACINO

Gli impianti idroelettrici a bacino, per quanto detto in un post precedente, possono essere di due tipi, ovvero a singolo bacino ed a doppio bacino.

Lo scopo nell’uso del bacino consiste nel potere fare operare la turbina con una portata slegata da quella del corso d’acqua, e quindi permettere varie scenari d’utilizzo altrimenti non possibili.

Un primo caso consiste nel potere operare a portata costante (o comunque variabile in un range ridotto) al fine di massimizzare il rendimento della turbina e di conseguenza l’energia prodotta a parità di altre condizioni (come tipologia della turbina e caratteristiche energetiche dell’impianto e del corso d’acqua), mentre un secondo caso consiste nel potere utilizzare la turbina a carico costantemente variabile in modo da seguire le richieste energetiche di un utilizzatore.

Nel caso di impianti con un solo bacino si provvede alla realizzazione di un invaso di monte e di tutte quelle infrastrutture (condotta forzata, griglia, valvola ecc.) già incontrate nel precedente post, e l’acqua dopo avere ceduto parte della sua energia alla turbina, viene scaricata nuovamente nel corso d’acqua.

L’impiego di un secondo bacino a valle permette un uso molto flessibile dell’impianto in quanto l’acqua viene scaricata sul bacino di valle dalla quale può venire attinta per usi agricoli o civili, oppure semplicemente mantenuta nell’invaso in modo da consentire il “pompaggio“, ovvero il riportare a monte l’acqua defluita durante il giorno, ovviamente con un consumo di energia non inferiore a quella prodotta durante il deflusso attraverso la turbina verso il bacino di valle, attività che da un punto di vista della pura produzione energetica sembra un controsenso, ma che trova giustificazione nella necessità di avere un sistema capace di operare la “regolazione fine” della produzione energetica e che pertanto deve potere essere sempre operativo.

Gli impianti idroelettrici durante le ore notturne assorbono una quota dell’energia del “carico di base” prodotto mediante i grossi impianti Termoelettrici a Vapore che durante le ore notturne pur se operanti in regolazione, per quanto esposto in alcuni vecchi post (1,2), producono una quota di energia in genere superiore al fabbisogno notturno di energia che viene pertanto sfruttata per le operazioni di pompaggio.

Gli impianti a bacino come è facilmente intuibile rappresentano gli impianti idroelettrici più grossi, in quanto solo un impianto capace di una grande produzione energetica è tale da giustificare i maggiori costi per la realizzazione di opere piuttosto delicate come l’invaso (o gli invasi) ed una sala macchine spesso dotata di più turbine.

La progettazione da un punto di vista energetico di un impianto a bacino è analoga a quella presentata durante le scorse settimane, cambia ovviamente la valutazione delle portate e la conseguente scelta delle turbine, turbine che verranno illustrate la prossima settimana.

7 Commenti »

I commenti inseriti dai lettori di AppuntiDigitali non sono oggetto di moderazione preventiva, ma solo di eventuale filtro antispam. Qualora si ravvisi un contenuto non consono (offensivo o diffamatorio) si prega di contattare l'amministrazione di Appunti Digitali all'indirizzo info@appuntidigitali.it, specificando quale sia il commento in oggetto.

  • # 1
    Notturnia
     scrive: 

    volevo far presente che gli impianti di pompaggio non sono molto grandi solitamente.. poichè servono per poche ore al giorno e a volte per pochi quarti d’ora.. ne è un esempio quello che sfrutta il bacino artificiale del lago di Fedaia sotto alla Marmolada.

    solo le centrali idroelettriche con singolo bacino a monte sono grandi ma anche in questo caso non è detto.. esempio lampante la quantità di piccoli invasi (e non bacini) che si trovano sul Piave e sul Boite ma anche su molti altri fiumi italiani.

    La sera l’energia elettrica sfruttata per il pompaggio dall’invaso di valle a quello di monte è di norma quella di importazione essendo in take-or-pay e non quella nostrana, ma, visto come è strutturato il sistema elettrico europeo, non si puo’ mai dire con certezza dove essa venga realmente prodotta ma solo dove viene consumata.

    In generale si puo’ dire che la sera (ma la regola vale tutto il giorno) restano accese tutte e sole le centrali più economiche che servono a coprire la quota prevista di minuto in minuto.. quindi di sera le centrali meno economiche (fra quelle più economiche.. cosa forse complessa da capire solo per colpa della mia errata terminologia) sono spente.. e questo fa si che il costo sia inferiore (fino a 6 volte meno)

    Le centrali di pompaggio trovano in questo il loro vero valore.. accumulare acqua la sera (energia potenziale) spendendo 1 e restituirla di giorno (energia cinetica) facendo funzionare le turbine e vendendo a 4-6 volte il valore.. ovvero il bacino di monte non è altro che un’accumulatore (d’acqua) che funziona come una pila.. la si carica quando costa poco e la si usa quando il costo è elevato.

    ci sarebbero altre considerazioni da fare ma ora torno a lavorare ;-)

  • # 2
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Notturnia

    Mi riferivo a livello di turbine… in Sardegna ne abbiamo uno abbastanza grosso con 3 turbine Francis se non ricordo male… ma nel mondo esistono dei mega impianti a bacino… per quanto riguarda le considerazioni sull’uso del pompaggio non volevo annoiare i lettori con spiegazioni di cui comunque era stato dato ampio spazio nei post linkati… :-)

    PS grazie per l’intervento, sempre interessante e tecnico

  • # 3
    Notturnia
     scrive: 

    sicuramente gli impianti idroelettrici a bacino sono i più grandi al mondo fra gli idroelettrici (basti pensare alla diga delle tre gole e quella sull’iguazù) ma se per esempio prendessimo quella di Itaipu ci rendiamo conto che è quasi un acqua fluente visto il modus operandi (benchè abbia un bacino.. visto che non puo’ essere mai fermata..)

    in italia uno degli impiandi con bacino più grandi credo sia quello di Soverzene dove confluisce l’acqua del Piave dell’invaso del centro cadore che ha 200MW

    http://www.enel.it/eWCM/salastampa/notizie_dal_territorio/1378744-2_PDF-1.pdf

    in quel pdf si vedono anche i dati della centrale di Malga Ciapela con un salto di ben 570 metri .. quella del lago di Fedaja.. appunto una centrale di pompaggio.. appena 2,5 m/s e 600kW di potenza.. una pulce.. ma pur sempre utile e remunerativa.

    p.s. adoro l’idroelettrico.. il bisnonno e il nonno lavoravano su queste dighe e io ho parecchi fogli della sade e dell’E.n.e.l. che parlano di queste dighe su piave e boite e spesso ci sono entrato per vedere pendoli e altri gioielli della tecnica del primo dopoguerra.
    mi scuso quindi se scrivo troppo nei tuoi post in questione.. ma mi porta alla memoria un sacco di cose di gioventù.

  • # 4
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ Notturni

    Non sono mai troppe le cose quando sono interessanti…

  • # 5
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    ops… “Notturnia”… ti ho scambiato x uno dei Notturni di Chopin :-)

  • # 6
    carlo
     scrive: 

    Questi articoli mi interessano sempre tanto.
    Una domanda da profano e curioso: ipotizzo come è stato scritto sopr di accumulare l’acqua nelle ore notturne a costo 1 per poi restituirla di giorno a prezzo 4-6.
    Mi domandavo però se l’energia necessaria per pompare l’acqua a monte non sia molto superiore a quella ottenuta restituendola a valle di giorno rendendo l’intero procedimento antieconomico.
    Cioè, i sistemi di pompaggio consumano relativamente poca energia?

  • # 7
    Simone (Autore del post)
     scrive: 

    @ carlo

    Il discorso sul costo del pompaggio va visto nell’ottico di un costo dell’energia non costante, l’energia prodotta di giorno è economicamente “più pregiata” di quella consumata di notte, e pertanto da un punto di vista prettamente economico c’è una certa convenienza in questo, ma da un punto di vista energetico il pompaggio è un “non senso” (a meno che non si inquadri nell’ambito della necessità della regolazione della produzione elettrica, argomento trattato nei vari link presenti nel post ed ai quali rimando per evitare di dilungarmi nel commento) in quanto l’energia prodotta durante il giorno è sempre inferiore all’energia consumata durante la notte… se così non fosse si violerebbe un principio fisico in quanto si produrrebbe “ad ogni ciclo” una quantità di energia dal nulla (ottengo 100 dalla caduta, spendo 90 nel pompaggio, ho 10 “unità di energia” create dal nulla)

Scrivi un commento!

Aggiungi il commento, oppure trackback dal tuo sito.

I commenti inseriti dai lettori di AppuntiDigitali non sono oggetto di moderazione preventiva, ma solo di eventuale filtro antispam. Qualora si ravvisi un contenuto non consono (offensivo o diffamatorio) si prega di contattare l'amministrazione di Appunti Digitali all'indirizzo info@appuntidigitali.it, specificando quale sia il commento in oggetto.