Capitolo 3

Capitolo 3

La Tenuta Orlando, terreno di proprietà della Società

Metallurgica Italiana (SMI) : valutazione delle risorse

rinnovabili presenti

Breve descrizione della tenuta :

La SMI è proprietaria di un terreno sull’Appennino Pistoiese , lungo il corso del Limestre e la statale 66 , in zona Pian dell’Oppiaccio denominato “Tenuta Orlando” , il quale ha un’estensione di circa 1000 ettari e un dislivello massimo di circa 500m .

Circa il 70% dell’intero terreno risulta ricoperto da bosco appenninico , mentre il restante 30% risulta dedicato ad attività agricole o di servizio agli edifici che vi insistono (tabella 3.1).

Tabella 3.1 : edifici esistenti all’interno della proprietà SMI

fabbricato Scivile [mq] Sannessi [mq]

casa amministrazione 2200 0 Foresteria 310 0 Fattoria 600 5050 1° cantoniera 120 63 2° cantoniera 118 0 3° cantoniera 118 157 4° cantoniera 118 0 podere "nappo" 260 490 villa "poggio al vento" 470 270 podere "le ginestre" 250 600 podere "poggio al sole" 260 480 podere "borbitoio" 260 490 podere "casa luigi" 250 500 podere "le lezze" 260 465 podere "le felici" 575 860 podere "l'abbondanza" 416 895

Questi edifici , di tipo rurale , risultano posti in posizioni e quote diverse tra loro , collegati da strade di servizio e da un impianto elettrico aereo in media tensione con derivazioni in bassa tensione , collegate a trasformatori MT/BT da palo , per adattare il livello di tensione al valore tipico per gli usi civili .

Sull’intera superficie scorrono due corsi d’acqua principali : i torrenti Fredda e Nebbiana . Nei piani della società vi è l’intenzione di realizzare sia un parco ludico-motorio per l’accoglienza e il recupero motorio di bambini malati o disabili , da cedere poi in gestione a terzi , sia un parco tematico di generazione da fonti rinnovabili che sfrutti in maniera ottima le risorse interne e sia anche sede di gite di istruzione per scolaresche o studenti interessati all’apprendimento delle tecniche di sfruttamento delle risorse rinnovabili .

Affinché il parco di generazione da fonti rinnovabili venga realizzato , occorre che lo sfruttamento delle risorse sia economicamente conveniente .

Per capire come sfruttare al meglio tali fonti , occorrerà innanzitutto stimare la quantità di risorse effettivamente presenti all’interno dei 1000 ettari di terreno.

3.1 La Risorsa Solare

Visto quanto detto in 1.1 per poter stimare l’entità della risorsa solare , occorre una sima il più possibile rispondente alla realtà , della radiazione solare media giornaliera annua all’interno del sito di interesse .

Per questo calcolo si farà uso del software “SunSim” fornito insieme al libro “impianti solari Fotovoltaici a norme CEI” Groppi-Zuccaro UTET 2000 , il quale una volta inserito il nome della stazione di rilevamento più vicina , il tipo di terreno e lo stato dell’orizzonte , darà in uscita la radiazione solare media giornaliera per ogni mese dell’anno , quella media annuale , l’inclinazione e la direzione ottimale dei moduli .

Di seguito si riportano i dati di uscita ottenuti dopo una simulazione nella quale si è massimizzato il valore della radiazione media giornaliera annua , impostando come stazione di rilevamento meteo la più vicina alla Tenuta : Prato

S U N S I M ===========

Simulazione eseguita in data 6/10/2005 17:57

Dati di ingresso del sito

Dati solari: UNI 10349 - Prato Orizzonte: <Vuoto>

Albedo: Erba verde, 26% della totale radiazione Latitudine: 43.9 gradi

Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 34.0 gradi

Azimut: 180.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi

Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/m2_/g] Mese Dir. Diff. Alb. Totale

Gen 1.49 0.66 0.03 2.18 Feb 1.94 0.94 0.05 2.93 Mar 2.41 1.32 0.07 3.80 Apr 2.74 1.73 0.10 4.56 Mag 2.98 2.01 0.12 5.10 Giu 3.26 2.11 0.13 5.50 Lug 4.36 1.91 0.15 6.42 Ago 4.15 1.73 0.12 6.01 Set 3.70 1.40 0.09 5.19 Ott 2.98 1.04 0.06 4.08 Nov 1.74 0.71 0.04 2.49 Dic 1.38 0.58 0.03 2.00 --- Med. 2.76 1.34 0.08 4.19

Ai fini della valutazione dell’entità della risorsa energetica il valore più interessante che emerge dalla simulazione è , ovviamente , la radiazione media giornaliera annua ,che risulta :

] [ 19 , 4 ₂ . . . giorno m kWh R_mga ⋅ =

3.2 La risorsa eolica

Una stima della risorsa eolica basata su un’indagine anemometrica non è stata possibile sia per la sua lunga durata che per il suo elevato costo ( circa 12.000 € ) .

Si procederà pertanto ad una stima approssimativa basata sulla consultazione degli atlanti eolici.

Figura 3.1 Mappa Eolica di zona

Dalla mappa eolica si vede che la zona di interesse presenta i seguenti valori :

velocità media annua del vento : v≅6 [m/s]

durata annua : T ≅2000 [ore/anno]

utilizzando la 3.1.2 si ottiene : ] [ 92 , 79 ₂ max m kW p =

quindi si ha una potenzialità della risorsa pari a :

] [ 840 . 159 ₂ max anno m kWh T p Eeolica ⋅ ≅ ⋅ =

3.3 Le risorse idriche

In questa trattazione si valuterà soltanto la potenzialità idraulica del torrente Fredda , perché ad un’analisi a “vista” risulta avere un regime migliore del Nebbiana ed è quindi qui che si intende installare l’impianto idraulico .

Volendone stimare la potenzialità idraulica occorrerà stabilirne portata e salto sfruttabile .

Portata del Fredda:

Trattandosi di zona appenninica la portata attesa avrà due massimi uno in autunno (principale) ed uno in primavera (secondario) e due minimi in estate (principale) e in inverno (secondario).

Nella tabella sottostante si riportano dati pluviometrici relativi alla zona di Pistoia, mediati dal 1951 al 2004 ottenuti consultando il sito www.cespevi.it .

Tabella 2.3 : altezza media delle precipitazioni misurate dalla stazione meteo di Pistoia:

Mese hmPT[ mm ] Gennaio 130,1 Febbraio 117,8 Marzo 105,4 Aprile 104,5 Maggio 79,1 Giugno 59,2 Luglio 40,2 Agosto 62,4 Settembre 96,9 Ottobre 151,3 Novembre 168,4 Dicembre 152,3 media mens. 105,6 Media annua 1267,6

Nonostante la stazione di rilevamento di Pistoia disti pochi chilometri in linea d’aria dal bacino imbrifero del torrente , trattandosi di zona appenninica , si può ritenere che le precipitazioni in loco possano assumere valori maggiori .

Infatti misure effettuate in loco (stazione di Pracchia) riportano una media delle precipitazioni totali annue attorno ai 1800 mm (non è però disponibile la storia delle precipitazioni) , quindi circa il 40% in più rispetto allo stesso valore di Pistoia .

Pertanto , per il calcolo dell’apporto meteorico si utilizzerà un’altezza media delle precipitazioni pari a : ] [ 40 , 1 h mm h_m = ⋅ _mPT

considerando solo l’apporto meteorico e assumendo:

] [ 000 . 000 . 4 m2 S_imbrifero = 75 , 0 logico = idro η ] [ 10 . 7 . . . s l Q

Q_DMV = : è la portata media del torrente nella settimana della decade meno piovosa (mese di luglio decade 1994-2003)

utilizzando un foglio elettronico , in cui si sono implementate le 6.1.3 e 7.1.3 , si ottiene il diagramma delle portate medie mensili :

Tabella 3.4 : portate medie mensili del torrente Fredda :

mese n°gg hm[mm] Simb[mq] ηidr. Qt [ l/s ] Q7.10[l/s] Qv [ l/s ]

gennaio 31 182,1 4000000 0,75 214,2 39,0 175,2 febbraio 28 164,9 4000000 0,75 214,7 39,0 175,7 marzo 31 147,6 4000000 0,75 173,5 39,0 134,5 aprile 30 146,3 4000000 0,75 177,8 39,0 138,8 maggio 31 110,7 4000000 0,75 130,2 39,0 91,2 giugno 30 82,9 4000000 0,75 100,7 39,0 61,7 luglio 31 56,3 4000000 0,75 66,2 39,0 27,2 agosto 31 87,4 4000000 0,75 102,7 39,0 63,7 settembre 30 135,7 4000000 0,75 164,9 39,0 125,8 ottobre 31 211,8 4000000 0,75 249,1 39,0 210,1 novembre 30 235,8 4000000 0,75 286,5 39,0 247,5 dicembre 31 213,2 4000000 0,75 250,8 39,0 211,7 media 30,4 147,9 4000000 0,75 177,3 39,0 138,2

Diagramma delle Portate Derivabili 0,0 25,0 50,0 75,0 100,0 125,0 150,0 175,0 200,0 225,0 250,0 275,0 gennai o febbr ai o ma rz o apr ile m aggi o gi ugno lug lio agos to s e tt em br e ott obr e nov em br e di c e m b re mese P o rt a ta [ l/s ]

diagramma delle portate portata media annua

Figura 3.2 : portata del torrente Fredda in maggio-giugno

Salto motore sfruttabile del Fredda:

Le misure effettuate sul sito e sulle planimetrie (v.appendice 3 ) hanno mostrato un salto geodetico sfruttabile tra un’opera di presa già esistente alla quota di 734,5 mslm di e l’eventuale scarico direttamente nel Limestre , di cui il Fredda è un affluente , di 105-110 metri.

Per cui si può considerare , in via cautelativa un salto motore totale :

] [ 100 m

che tenga conto dei metri persi nella realizzazione delle opere e soprattutto dello scarico . Note ora tutte le grandezze di interesse , tramite la 2.1.3 implementata in un foglio elettronico, si è in grado di valutare la potenzialità della risorsa idraulica nelle diverse condizioni di portata del corso d’acqua , stabilendo le potenze teoricamente sfruttabili e quindi il relativo diagramma annuo :

Tabella 3.5 : Potenze teoricamente sfruttabili :

Mese Qv [ l/s ] Pt [ kW ] Gennaio 175,2 171,9 Febbraio 175,7 172,4 Marzo 134,5 132,0 Aprile 138,8 136,1 Maggio 91,2 89,5 Giugno 61,7 60,5 Luglio 27,2 26,6 agosto 63,7 62,5 settembre 125,8 123,4 ottobre 210,1 206,1 novembre 247,5 242,8 dicembre 211,7 207,7 media 138,2 135,6

Diagramma delle Potenze Teoricamente Sfruttabili

0,0 25,0 50,0 75,0 100,0 125,0 150,0 175,0 200,0 225,0 250,0 275,0 gennai o febbr ai o mar z o apr ile maggi o gi ugno lug lio agos to s e tt embr e ot tobr e nov embr e di c e mbr e pot e n z a [ k W ]

3.4 Le Risorse di Biomasse

Tra le attività che la SMI intende intraprendere vi è la selvicoltura finalizzata all’abbattimento di alberi dal legno pregiato , quali il castagno o il cerro , che crescono nel bosco di proprietà , da indirizzare all’industria di trasformazione del legno .

Durante le operazioni di esbosco viene inevitabilmente prodotta un’ingente quantità di legname di scarto che può essere ricuperato e trasformato in cippato .

Questo combustibile può essere utilizzato : sia per alimentare semplici caldaie per il riscaldamento di ambienti interni che per alimentare cogeneratori termici che oltre alla precedente funzione producano anche energia elettrica .

Dal piano di abbattimento decennale (v. appendice 3 ) effettuato dall’azienda “Dream” di Pistoia e approvato dal Corpo Forestale dello Stato , ex titolare dell’autorità in merito ora passata alla comunità montana , si vede che nei prossimi 5 anni saranno abbattuti in media all’anno un totale di 4270 metri cubi di legna di cui circa 1600 composti da ramaglie e piante non destinate all’industria .

Implementatando la 1.1.4 in un foglio elettronico , si riesce a stimare la potenzialità energetica di questa risorsa .

Tabella 3.6 : Energia potenziale termica estraibile dal cippato:

anno V ram.[mc] Vconif.[mc] Vlegna [mc] Vcippato [msc] Ecippato[ MWh ]

2005 1334,1 1422,7 2756,8 7663,9 8047,1 2006 840,8 761,4 1602,2 4454,1 4676,8 2007 706,3 136,6 842,9 2343,3 2460,4 2008 1023,0 334,8 1357,8 3774,7 3963,4 2009 664,2 829,8 1494,0 4153,3 4361,0 media 913,7 697,1 1610,7 4477,9 4701,8