RELAZIONE IDRAULICA
Oggetto: Rifacimento totale della centrale idroelettrica “La Fabrique”
Comune: Gignod
Località: La Fabrique
Richiedenti: Cooperativa Elettrica Gignod (CEG)
1 P
REMESSAIl presente intervento riguarda il rifacimento totale di una centrale idroelettrica nel Comune di Gignod, in località La Fabrique, con il fine di produrre energia.
2 C
ONDOTTA FORZATA 2.1 DatiLa vasca di carico è posta a una quota di 1110,75 m s.l.m, mentre la centrale a 1099,69 m s.l.m. ed esse distano in orizzontale di 180 m. La portata disponibile, calcolata nella relazione idrologica (tenendo conto delle derivazioni irrigue amonte), è la seguente:
mesi
PORTATA DERIVABILE (l/s)
gen 444
feb 470
mar 723
apr 1402
mag 3000
giu 4235
lug 2800
ago 1342
set 936
ott 925
nov 588
dic 450
Invece le portate derivabili, al netto del Deflusso Minimo Vitale da rilasciare, risultano:
mesi
PORTATA DERIVABILE (l/s)
gen 326
feb 363
mar 598
apr 1169
mag 2249
giu 2902
lug 1791
ago 600
set 442
ott 567
nov 367
dic 304
Media 973
Considerando una portata massima derivabile pari a 1600 l/s e una minima derivabile di 300 l/s, si ottiene la portata che si intende derivare:
mesi
PORTATA DERIVATA (l/s)
gen 326
feb 363
mar 598
apr 1169
mag 1600
giu 1600
lug 1600
ago 600
set 442
ott 567
nov 367
dic 304
Media 795
2.2 Calcolo perdite di carico distribuite
Il legame tra la cadente e le grandezze da cui dipende può esprimersi attraverso la seguente relazione di derivazione sperimentale nota come formula di Darcy
= · ଶ/ହ dove
i = cadente piezometrica β= coefficiente di resistenza
d = diametro interno della tubazione Q = portata
Il coefficiente β si ricava dalla formula
= 8 ⁄ ଶ dove
f = numero di resistenza
g = accelerazione gravitazionale
Il termine f contiene le diversità di comportamento legate ai diversi regimi di moto, alle caratteristiche del fluido e del contorno. In caso di ipotesi di moto turbolento di transizione e di moto puramente turbolento si utilizza la formula di Colebrook-White:
1 ⁄ = −2 ∙ log 2,51 ∙ ⁄ + 3,71⁄
in cui = ∙ ⁄ è il numero di Reynolds e ν è la viscosità cinematica che per l’acqua a temperatura di 20° vale 1·10-6 m2/s.
La rappresentazione grafica completa del coefficiente di resistenza f in funzione del numero di Reynolds e della scabrezza relativa è stata data da L. F. Moody (1944) con l’omonimo diagramma logaritmico.
Calcolati i valori di cadenza piezometrica, la perdita di carico distribuita Dh è data semplicemente dal prodotto i·L dove L è la lunghezza della condotta. Pertanto, a seconda delle portate derivate sono stati ottenuti i carichi h evidenziati nella tabella sottostante, calcolati sottraendo le perdite dal carico lordo di 1110,75 - 1099,69 = 11,06 m.
Qderivata Re f Dh h v
[l/s] [m] [m] [m/s]
GEN 326 414.907 0,01502 0,02 11,04 0,4
FEB 363 461.071 0,01485 0,03 11,03 0,5
MAR 598 760.710 0,01420 0,07 10,99 0,7
APR 1169 1.486.974 0,01364 0,27 10,79 1,5
MAG 1600 2.034.554 0,01346 0,49 10,57 2,0
GIU 1600 2.034.554 0,01346 0,49 10,57 2,0
LUG 1600 2.034.554 0,01346 0,49 10,57 2,0
AGO 600 763.100 0,01420 0,07 10,99 0,7
SET 442 562.005 0,01456 0,04 11,02 0,6
OTT 567 721.626 0,01426 0,07 10,99 0,7
NOV 367 466.849 0,01483 0,03 11,03 0,5
DIC 304 386.789 0,01513 0,02 11,04 0,4
Q 795 1.010.641 0,01392 0,13 10,93 1,0
L’ultima colonna in tabella riassume le velocità in condotta ( = 4/ଶ) che, come si può notare, risultano tutte accettabili.
2.3 Calcolo produttività della centralina
La potenza P prodotta dalla turbina è stata calcolata con la formula:
= 9,81 ∙ · ℎ · ௗ௩௧
essendo η il rendimento della turbina, posto pari al 85%.
Infine la produttività della centralina è stata ottenuta moltiplicando P per il numero di ore di funzionamento mensile della turbina.
mese giorni ore Qutile Hnetto ηmacchine P Prod
[l/s] [m] [%] [kW] [kWh]
gennaio 31 744 326 11,04 85 30,0 22.342
febbraio 28 672 363 11,03 85 33,4 22.415
marzo 31 744 598 10,99 85 54,8 40.778
aprile 30 720 1169 10,79 85 105,2 75.776
maggio 31 744 1600 10,57 85 141,0 104.891
giugno 30 720 1600 10,57 85 141,0 101.508
luglio 31 744 1600 10,57 85 141,0 104.891
agosto 31 744 600 10,99 85 55,0 40.904
settembre 30 720 442 11,02 85 40,6 29.239
ottobre 31 744 567 10,99 85 52,0 38.707
novembre 30 720 367 11,03 85 33,8 24.315
dicembre 31 744 304 11,04 85 28,0 20.833
Valore medio 795 10,89 85 71,3
Valore totale 365 8760 626.600
Ing. Marco Savoye
____________________
- 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
Prod [kWh]