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La potenza
di un impianto idroelettrico
su misura
Tecnologie
per l’energia
L’energia
per il tuo futuro

Progettiamo impianti
su acquedotto e ad acqua fluente

Impianti ad acqua fluente

Un impianto idroelettrico ad acqua fluente è un complesso di opere civili e idrauliche e attrezzature elettromeccaniche costruito per convertire l’energia potenziale dell’acqua disponibile ad una certa quota rispetto alla quota in cui sono posizionate le turbine. Per questo i due fattori fondamentali per la definizione della potenza sviluppabile sono:

  • salto: differenza di quota esistente dal luogo in cui è disponibile la risorsa idrica e la quota di restituzione;
  • portata: la quantità di acqua disponibile per essere turbinata, al netto del rilascio obbligatorio (D.M.V.) a norma di legge.

Lo schema tipico dell’impianto è:

  • traversa di sbarramento: opera civile in alveo con lo scopo di convogliare l’acqua verso la vasca di decantazione;
  • vasca di decantazione: opera civile costituita da una vasca opportunamente dimensionata con lo scopo di far sedimentare la sabbia. Solitamente è dotata di paratoie meccaniche per la pulizia della vasca stessa;
  • sgrigliatore meccanico: attrezzatura elettromeccanica inserita tra le vasche con lo scopo di fermare i corpi in sospensione presenti nell’acqua;
  • vasca di carico: opera civile posta subito dopo lo sgrigliatore da cui parte la condotta forzata di alimentazione della turbina, dotata di paratoia meccanica per la pulizia della vasca stessa;
  • condotta forzata: condotta in pressione di vario materiale che convoglia l’acqua dall’opera di presa all’edificio di centrale;
  • edificio di centrale: opera civile con lo scopo di contenere le attrezzature elettromeccaniche;
  • attrezzatura elettromeccanica di centrale: attrezzatura elettromeccanica con lo scopo di trasformare l’energia potenziale in energia prima meccanica, con la rotazione della turbina, e poi elettrica mediante il generatore e quadristica elettrica di controllo e comando della turbina e di connessione alla rete;
  • opere di restituzione: canale idraulico di restituzione dell’acqua all’alveo.

La caratteristica degli impianti ad acqua fluente è la mancanza di un bacino di accumulo a monte e quindi della possibilità di modulare la potenza in base alla richiesta. La produzione, infatti, segue il regime di portata del corso d’acqua in base alla stagionalità dello stesso. La realizzazione di tali impianti idraulici è vantaggiosa perché ha un basso impatto ambientale e un basso costo di costruzione rispetto agli impianti a bacino, mantenendo comunque una ottima redditività economica.

Impianti su acquedotto

Un importante settore per lo sviluppo e l’applicazione delle energie rinnovabili è rappresentato dall’installazione di turbine idroelettriche lungo le reti degli acquedotti e degli impianti irrigui, ove sia possibile sfruttare salti e portate differentemente dissipati, sfruttando infrastrutture esistenti come condotte e canali. Alla produzione di energia elettrica utilizzando energia potenziale altrimenti persa, si aggiunge anche il contenimento dell’impatto ambientale in quanto si possono sfruttare le infrastrutture esistenti.

La LUMIEI Impianti ha scelto di specializzarsi in questo settore e, dopo aver realizzato numerose installazioni su acquedotti, ha progettato e allestito un laboratorio prove per il test di impianti in scala ridotta presso la sua sede a Sauris, in modo da simulare il futuro impianto e studiare il comportamento della turbina al variare delle condizioni di lavoro dell’impianto.

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L’acqua ad uso potabile è normalmente derivata da una sorgente di alta quota e diretta verso le utenze tramite una rete di condotte. E’ frequente il caso in cui il salto geodetico comporti una pressione di alimentazione della rete che, per alcune utenze, risulti eccessiva. In questi casi si prevede l’utilizzo di appositi dispositivi idonei alla dissipazione della pressione in eccesso. L’energia potenziale associata alla dissipazione viene persa, a meno che non sia possibile installare una turbina idraulica che possa sfruttarla. Tramite una deviazione dalla rete dell’acquedotto oppure inserendo il gruppo turbinageneratore direttamente al posto dell’elemento dissipatore, è quindi possibile produrre energia elettrica. Per garantire in ogni condizione la continuità dell’approvvigionamento di acqua potabile è prevista l’installazione di un bypass automatico dell’impianto (secondo quanto riportato nella figura in calce). Le acque turbinate sono preservate nella loro caratteristiche organolettiche in quanto le parti a contatto sono realizzate con materiali certificati per uso alimentare e gli organi meccanici sono movimentati esclusivamente tramite attuatori elettrici e/o pnuematici, mentre le parti in rotazione sono esenti da lubrificazione. Impianti idroelettrici di uguale natura possono essere installati anche dove è possibile canalizzare il troppo pieno delle vasche di accumulo delle reti acquedottistiche, in modo da recuperare la portata altrimenti dissipata.

I principali vantaggi di questo tipo di installazioni si possono quindi sintetizzare in:
  • Recupero di energia potenziale altrimenti dissipata
  • Razionalizzazione delle reti acquedottistiche
  • Aumento dei ricavi in seguito alla produzione di energia elettrica che si andrebbe ad aggiungere alla fornitura di acqua potabile
  • Diversificazione delle attività economiche della società erogatrice il servizio di distribuzione dell’acqua potabile
  • Possibilità di contenimento dei costi per impianti di sollevamento e/o depurazione sfruttando l’autoproduzione di energia elettrica
  • Mitigazione dell’impatto ambientale e contenimento dei costi di realizzazione a fronte di una produzione di energia elettrica che sfrutta strutture esistenti
  • Sensibilizzazione della coscienza ambientale in materia di energie rinnovabili e sfruttamento delle risorse esistenti in vista della mitigazione dell’impatto ambientale per la produzione di energia elettricasu acquedotto

Sgrigliatore automatico rotante a rete metallica dentata

L’esigenza di ridurre i problemi di intasamento delle turbine idrauliche, provocati da materiali in sospensione oppure galleggianti nelle acque fluviali,“ materia prima “ degli impianti idroelettrici, porta a prevedere l’adozione di idonei sistemi di filtraggio delle acque, come griglie e sistemi automatici di pulizia, a monte della vasca di raccolta delle acque e prima dell’ingresso nelle condotte forzate di alimentazione delle turbine.

Una soluzione innovativa

La LUMIEI Impianti, alla luce delle esperienze maturate e dopo approfonditi studi in merito, propone una soluzione innovativa per il filtraggio delle acque. Unendo in un’unica apparecchiatura una diversa geometria della griglia di intercettazione e un inedito concetto di funzionamento dell’apparecchiatura automatica di pulizia, è stato realizzato uno sgrigliatore automatico rotante, costituito essenzialmente da un’unica rete mobile a maglia metallica dentata, che assolva sia alla funzione di intercettazione che di trasporto dei detriti. La rete è realizzata in acciaio inossidabile AISI 304 per garantire la miglior resistenza alla corrosione e all’usura ed è trascinata tramite apposite ruote dentate realizzate nello stesso materiale.
Un motoriduttore elettrico assicura il trascinamento in modo da semplificare il sistema per garantire la migliore affidabilità, evitando la presenza di un sistema oleodinamico di movimentazione addizionale e prevenendo eventuali inquinamenti del corso d’acqua dovuti all’accidentale sversamento di olio idraulico.
Il successo dei risultati conseguiti negli impianti pilota dove è stata installata l’apparecchiatura ha spinto la LUMIEI Impianti a decidere di brevettare lo sgrigliatore automatico rotante a rete metallica dentata (numero di brevetto 0001417287 conseguito in data 07-09-2015).

brevetto sgrigliatorepubblicazione sgrigliatore 05|2013

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il tuo impianto
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Con LUMIEI Impianti progettare una centrale idroelettrica non è mai stato così semplice. Inserendo il salto disponibile e la massima portata otterrai i dati relativa alla massima potenza

L’energia per il tuo futuro

Energia sicura, sempre rinnovabile e compatibile con la conservazione del patrimonio ambientale: è questo che oggi i progettisti ricercano e ciò che gli impianti LUMIEI possono garantire.

Il notevole interesse che le esigenze energetiche hanno evidenziato per la realizzazione di nuovi impianti o la ristrutturazione delle centrali idroelettriche esistenti trova una risposta tecnologica ed economicamente conveniente nella tipologia delle macchine a firma LUMIEI Impianti, soluzioni adatte a qualsiasi condizione di salto e di portata.

Le caratteristiche dei materiali e dei componenti impiegati riducono al minimo le esigenze di manutenzione, mentre l'elevato grado di automazione e controllo del funzionamento delle turbine idrauliche rendono l'esercizio sicuro e affidabile.

Lumiei impianti garantisce qualità
ad ogni livello, dal singolo componente
all’intero impianto