Curva di durata Tufere
SEZIONE DI INSERIMENTO IMPIANTO
Per confrontare le tre soluzioni, si fanno le seguenti ipotesi:
700 Banki-Michell 0,72
P<21,4 kW:
15000+1300*P Seconda soluzione
P>21 kW:
2000*P
700 Banki-Michell 0,70
P<6,2 kW:
6000+130*P Terza soluzione
P>6,2 kW:
1100*P
1500 PAT sommergibile 0,62
A partire da queste ipotesi, si fa il confronto tra le varie soluzioni, come già visto nei casi precedenti. La curva di durata che si è assunta per la sezione in esame è la solita che è stata determinata per la sezione terminale, sia perché le due sezioni sono molto vicine, sia perché in questo tratto il canale è rivestito, pertanto è ragionevole attendersi che non riceva un apporto consistente dall’area compresa tra le due sezioni. La curva di durata è la seguente:
Il DMV in questo caso è pari a 11,1 L/sec. I risultati del confronto sono riportati a seguire.
In questa tabella sono riportati la potenza, la produzione energetica, i costi di investimento Durata
dimensionamento. Sono evidenziate le soluzioni considerate migliori: in rosso quella che garantisce il miglior rapporto G/C, in giallo quella per la quale è massimo G a parità di C.
I dati che compaiono nella tabella sono riportati, per essere meglio visualizzati, nei due grafici seguenti.
Tufere 210 m slm
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
C (Euro)
Ipotesi A (3° soluzione):
Salto = 8 metri
Portata massima = 89 L/sec Potenza installata = 6,3 kW
Macchina installata = Pompa reversibile
Costo dell’investimento = 6900 Euro Produzione annua di energia = 22900 kWh
G = (22900*0,22-1500)*15-6900 = 46200 Euro Rapporto G/C = 6,7
Ipotesi B (2° soluzione):
Salto = 8 metri
Portata massima = 107 L/sec Potenza installata = 7,6 kW
Macchina installata = Turbina Banki-Michell
Costo dell’investimento = 24800 Euro Produzione annua di energia = 32300 kWh
G = (32300*0,22-700)*15-24800 = 71200 Euro Rapporto G/C = 2,9
A
B
Sfruttamento del Torrente Tufere nei pressi della sezione terminale in corrispondenza della fabbrica di proprietà dell’ing.Tempini
Il sito in questione è particolarmente interessante poiché consente di sfruttare in parte componenti dell’impianto già esistenti, infatti nel secolo scorso era installato nell’edificio un piccolo impianto idroelettrico, ormai dismesso da decine di anni. La posizione del sito è mostrata in figura 3.1.2.6.
Sono ancora visibili sul posto l’opera di presa, le opere di adduzione e il canale di scarico, benché resti da accertare la possibilità di ripristinare le varie parti dell’impianto.
Gli aspetti progettuali legati all’eventuale ripristino dell’impianto saranno esaminati nel dettaglio nel capitolo successivo; ci si limita in questo paragrafo ad individuare i parametri di maggiore rilievo: salto, portata di dimensionamento, macchina idraulica impiegata.
Da una vecchia planimetria della fabbrica (figura 3.1.2.7) si osserva che:
• è presente un canale di adduzione che conduce alla vecchia vasca di carico, avente quota di sfioro pari a 198,48 m;
• lo scarico della turbina avviene a quota 188,25 m.
In linea teorica pertanto la prevalenza geodetica sarebbe di 10,20 metri circa, tuttavia:
• come si vedrà nel capitolo successivo il ripristino della presa richiede un abbassamento della bocca di presa e quindi del canale di adduzione di 0,5 metri;
• si considera un dislivello di 0,7 metri circa tra l’asse della macchina idraulica e il fondo del canale di scarico.
Si considera pertanto ai fini del dimensionamento dell’impianto una prevalenza geodetica massima di 9 m.
Figura 3.1.2.6 – Sito sul T. Tufere, proprietà Tempini
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gura 3.1.2.7 – Planimetria fabbrica Tempini
Di seguito si determina, analogamente a quanto visto nei casi precedenti, salto, portata di progetto e macchina idraulica. La presenza dei condotti di adduzione, che portano l’acqua derivata fino al piano di calpestìo del locale nel quale sarà inserita la macchina idraulica, limitano la scelta a due opzioni: turbina o pompa reversibile.
La curva di durata, determinata mediante misure idrometriche effettuate proprio in corrispondenza della sezione di presa (come spiegato al 3.1.1.1), è la seguente:
Curva di durata Tufere
0 20 40 60 80 100 120 140
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Durata (gg)
Q (L/sec) Qnat
Qdisp
Il DMV in questo caso è pari a 11,1 L/sec.
Durata
(gg) Qnat (L/sec) 360 32 320 35 280 41 240 60 200 88 160 92 120 97 80 109 40 116 0 117
Si riportano di seguito la tabella e i grafici che permettono il confronto delle varie ipotesi di progetto. Al solito, le colonne azzurre sono relative all’uso di PAT, mentre quelle nere sono relative all’uso di micro turbine o coclee e le due soluzioni individuate sono quella che massimizza il rapporto G/C (riportata in rosso) e quella per la quale è raggiunto il valore massimo ottenibile per G (evidenziata in giallo).
Qmax (L/sec)
25 34 43 52 61
P (kW) 0.2207 0.2207 0.3 0.3002 0.38 0.38 0.459 0.459 0.539 0.539 Eannua
(kWh) 1295.4 1504.3 1666 1934.2 1876 2331 2043 2707 2102 3042 C (Euro) 8028.7 8286.9 8039 8390.2 8049 8494 8060 8597 8070 8700
H = 1 m G
(Euro) -14254 -13823 -13043 -12507 -12357 -11302 -11819 -10165 -11634 -9161 P (kW) 0.4415 0.4415 0.6 0.6004 0.759 0.759 0.918 0.918 1.077 1.077 Eannua
(kWh) 2590.7 3008.6 3331 3868.4 3753 4662 4085 5413 4203 6084 C (Euro) 8057.4 8573.9 8078 8780.5 8099 8987 8119 9194 8140 9400
H = 2 m G
(Euro) -10008 -9146 -7585 -6515 -6215 -4103 -5137 -1831 -4769 177.9 P (kW) 1.1036 1.1036 1.501 1.5009 1.898 1.898 2.296 2.296 2.693 2.693 Eannua
(kWh) 6476.8 7521.5 8328 9670.9 9382 11654 10214 13533 10509 15211 C (Euro) 8143.5 9434.7 8195 9951.2 8247 10468 8298 10984 8350 11501
H = 5 m G
(Euro) 2730 4886.1 8786 11463 12213 17491 14907 23173 15828 28195 P (kW) 1.9865 1.9865 2.702 2.7017 3.417 3.417 4.132 4.132 4.847 4.847 Eannua
(kWh) 11658 13539 14990 17408 16887 20978 18385 24359 18915 27379 C (Euro) 8258.2 10582 8351 11512 8444 12442 8537 13372 8630 14301
H = 9 m G
(Euro) 19714 23595 30616 35433 36783 46285 41632 56512 43291 65551
70 79 88 97 105
P (kW) 0.618 0.618 0.697 0.6975 0.777 0.777 0.856 0.856 0.927 0.927 Eannua
(kWh) 2390.7 3377.8 2668 3699.2 2850 3911 2982 4064 2689 4150 C (Euro) 8080.3 8803.4 8091 8906.7 8101 9010 8111 9113 8121 9205
H = 1 m G
(Euro) -10691 -8157 -9788 -7199 -9195 -6602 -8772 -6202 -9747 -6009 P (kW) 1.2361 1.2361 1.395 1.395 1.554 1.554 1.713 1.713 1.854 1.854 Eannua
(kWh) 4781.5 6755.6 5335 7398.4 5701 7823 5963 8128 5378 8301 C (Euro) 8160.7 9606.9 8181 9813.5 8202 10020 8223 10227 8241 10410
H = 2 m
G (Euro) -2882 2186.5 -1076 4101.2 109.7 5295 956.2 6096 -994.8 6483 P (kW) 3.0902 3.0902 3.487 3.4875 3.885 3.885 4.282 4.282 4.635 4.635 Eannua
(kWh) 11954 16889 13338 18496 14251 19557 14908 20320 13444 20752 C (Euro) 8401.7 12017 8453 12534 8505 13050 8557 13567 8603 14026
H = 5 m
G (Euro) 20546 33216 25060 38003 28024 40988 30140 42989 25263 43957 P (kW) 5.5623 5.5623 6.277 6.2774 6.993 6.993 7.708 7.708 8.343 8.343 Eannua
(kWh) 21517 30400 24008 33293 25652 35203 26835 36576 24199 37354 C (Euro) 8723.1 15231 8816 16161 8909 17090 9002 18020 9178 18846
H = 9 m
G
Tufere (198 m slm)
H=1m, PAT H=1m, Turbina H=2m, PAT H=2m, Turbina
H=5m, PAT H=5m, Turbina H=9m, PAT H=9m, Turbina
Tufere (198 m slm)
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
C (Euro)
G (Euro)
H=1m, PAT H=1m, Turbina H=2m, PAT H=2m, Turbina
H=5m, PAT H=5m, Turbina H=9m, PAT H=9m, Turbina
Ipotesi A:
Salto = 9 metri
Portata massima = 97 L/sec Potenza installata = 7,7 kW
Macchina installata = Pompa reversibile
Costo dell’investimento = 9000 Euro Produzione annua di energia = 26800 kWh
G = (26800*0,22-700)*15-9000 = 69000 Euro Rapporto G/C = 7,7
Ipotesi B:
Salto = 9 metri
Portata massima = 105 L/sec Potenza installata = 8,3 kW
Macchina installata = Turbina Banki-Michell
Costo dell’investimento = 18800 Euro Produzione annua di energia = 37350 kWh
G = (37350*0,22-700)*15-18800 = 93900 Euro Rapporto G/C = 5,0
A
B
3.1.3 – Conclusioni
L’analisi condotta ha dunque portato all’individuazione di alcuni siti potenzialmente adatti a sopportare un micro impianto idroelettrico. Si evidenziano alcuni aspetti di rilievo:
• è sempre risultato conveniente sfruttare il massimo salto disponibile;
• è sempre risultata conveniente una portata di dimensionamento relativamente alta, comunque molto prossima alla portata media mensile massima.
In sostanza, per i casi visti risultano privilegiate le soluzioni che prevedono un impianto di fatto sovradimensionato per la maggior parte dell’anno, con potenze installate alte in relazione alle possibili scelte progettuali. Ciò non deve sorprendere, poiché in impianti di potenza limitata, come nei casi analizzati, la voce di spesa principale nella realizzazione degli stessi è quella dovuta ai costi fissi (opere civili, posa delle tubazioni) che come tali non dipendono dalla potenza installata.
Altri aspetti è da evidenziare sono i seguenti:
• le ipotesi progettuali di tipo “A” (che presentano il maggior rapporto guadagni/costi al 15° anno) prevedono l’utilizzo di pompe reversibili, che costano mediamente 10 volte meno rispetto alle turbine o alle coclee, ma garantiscono rendimenti minori e campi di funzionamento limitati;
• le ipotesi progettuali di tipo “B” prevedono l’impiego di macchine idrauliche convenzionali, più costose delle PAT ma più efficienti;
• le ipotesi progettuali di tipo “B” nella maggior parte dei casi prevedono un investimento iniziale doppio – triplo rispetto alle ipotesi progettuali di tipo “A”;
• le ipotesi progettuali di tipo “B” garantiscono un guadagno maggiore di circa il 50% rispetto alle soluzioni di tipo “A” al 15° anno;
Siccome i costi di investimento delle ipotesi individuate non sono proibitivi (inferiori ai 30000 euro), appare consigliabile preferire le soluzioni di tipo “B”, che rappresentano secondo l’opinione di chi scrive investimenti più interessanti poiché più remunerativi. Fa ovviamente eccezione il caso di Valle Rongaglie, per il quale le due soluzioni coincidono.
Si riassumono i dati principali delle soluzioni individuate:
Potenza TROBIOLO 270 m slm 8,8 Turbina
Banki Michell 19500 100600
ROVINA 250 m slm 9,3 Turbina
Banki Michell 24000 97800
198 m
slm 8,3 Turbina
Banki Michell 18800 93900
TUFERE
210 m
slm 7,6 Turbina
Banki Michell 24800 71200