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RELAZIONE IDRAULICA. Rifacimento totale della centrale idroelettrica La Fabrique

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Academic year: 2022

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RELAZIONE IDRAULICA

Oggetto: Rifacimento totale della centrale idroelettrica “La Fabrique”

Comune: Gignod

Località: La Fabrique

Richiedenti: Cooperativa Elettrica Gignod (CEG)

1 P

REMESSA

Il 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 Dati

La 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

(3)

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

(4)

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

 =  · / dove

i = cadente piezometrica β= coefficiente di resistenza

d = diametro interno della tubazione Q = portata

Il coefficiente β si ricava dalla formula

 = 8 ⁄ 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.

(5)

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

(6)

L’ultima colonna in tabella riassume le velocità in condotta ( = 4/) 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 · ௗ௘௥௜௩௔௧௔

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

(7)

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]

Produttività centralina

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