Mini idroelettrico: energia rinnovabile a basso impatto ambientale

Il mini idroelettrico fa leva su centrali idroelettriche con una capacità inferiore a 10 MW. Le centrali idroelettriche producono energia elettrica azionando turbine e generatori grazie alla forza gravitazionale dell’acqua, producendo energia rinnovabile. L’energia idroelettrica su piccola scala può essere una fonte utile per l’elettrificazione di siti isolati e può anche fornire un contributo aggiuntivo alla produzione elettrica nazionale in caso di picchi di domanda.

Mini idroelettrico: cos’è

Il mini idroelettrico utilizza il flusso dell’acqua per far girare le turbine collegate a un generatore per la produzione di elettricità. Tale tecnologia è suddivisa in ulteriori categorie a seconda delle sue dimensioni, ossia mini (meno di 1000kW), micro (meno di 100kW) e pico (meno di 5kW).

Le definizioni possono variare a seconda dei produttori e dei paesi, poiché non esiste una definizione accettata a livello internazionale. Tuttavia, una capacità fino a 10 MW è generalmente accettata dalla European Small Hydropower Association (ESHA), dalla Commissione Europea e dall’UNIPEDE (International Union of Producers and Distributors of Electricity).

Le mini, le micro e le pico centrali generalmente non hanno dighe e sono, quindi, centrali elettriche fluviali. Dopo l’uso, l’acqua utilizzata negli impianti idroelettrici viene riportata al suo corso naturale.

Due sono i fattori che determinano la quantità di potenza che si può produrre: il battente (cioè l’altezza della goccia d’acqua) e la portata; maggiore è la prevalenza, minore è la portata necessaria per produrre la stessa quantità di energia elettrica. La capacità produttiva complessiva dipende dalle differenze stagionali e annuali nella disponibilità di acqua.

Tipi di turbine

A seconda dell’altezza della prevalenza e della portata, possono essere utilizzati diversi tipi di turbine. Esistono principalmente due tipi di turbine: turbine a impulso e a reazione.

Le turbine a impulsi hanno la girante (la parte girevole della turbina) azionata in aria e l’intero processo avviene a pressione atmosferica. Questo tipo di turbina è più tollerante alle particelle nell’acqua, l’accesso alle parti di lavoro è più facile rispetto alle turbine a reazione, non ci sono parti che lavorano sotto pressione e hanno una migliore efficienza del flusso parziale.

Tuttavia, queste turbine non possono essere utilizzate in tutti i siti, in quanto richiedono una prevalenza elevata, ad eccezione delle turbine a flusso incrociato che sono in grado di funzionare fino a circa 4 m di prevalenza.

Le turbine a flusso incrociato sono un tipo di turbina a impulsi, che presenta diversi vantaggi: possono essere utilizzate per un’ampia gamma di altezze di prevalenza e classi di potenza e prodotte molto facilmente, ad esempio tagliando tubi lunghi in strisce.

Le turbine a reazione sono completamente immerse in acqua e sono racchiuse in un involucro a pressione. Ciò aumenta la complessità del sistema e complica la manutenzione; pertanto questi sistemi non sono adatti per aree in cui l’accesso alla manutenzione può causare difficoltà.

Fattibilità e necessità operative

L’altezza della testata e la portata d’acqua disponibile determinano la quantità di potenza che può essere generata. Quando si pianifica una centrale idroelettrica è necessario prestare attenzione alle differenze stagionali e annuali nella disponibilità di acqua. In particolare per le centrali fluviali, la portata d’acqua deve essere superiore a un certo minimo per poter produrre energia elettrica tutto l’anno.

Le centrali micro e pico idroelettriche sono più adatte per aree isolate dove non c’è rete elettrica. Le centrali elettriche fuori dalla rete richiedono il controllo del carico locale per stabilizzare la frequenza e la tensione di alimentazione.

Hanno il vantaggio di essere generalmente progettati per singole famiglie o piccoli villaggi e possono essere sviluppati con materiali e manodopera locali. Per le piccole turbine pico-idro il gruppo turbina/generatore può essere acquistato come modulo “pronto all’uso”, mentre dalle microcentrali in su le turbine sono progettate appositamente per la posizione.

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