Il Mini Idroelettrico

I principi dell’utilizzo idroelettrico delle risorse idriche non varia tra piccoli e grandi impianti idroelettrici. Non di meno, a livello europeo la soglia del piccolo idroelettrico è posta a 10 MW (10.000 kW); tale valore è stato utilizzato in alcune normative di diversi paesi membri. Peraltro, ci sono alcune differenze più o meno pragmatiche tra grande e piccolo idroelettrico:

• La maggior parte dei piccoli impianti idroelettrici sono di proprietà privata – almeno quelli di potenza fino a 1 MW.
• Un piccolo impianto idroelettrico non deve essere visto come un grande impianto rimpicciolito.
• A causa delle inevitabili economie di scala, i piccoli impianti idroelettrici sono solitamente più costosi dei grandi. Parte della strumentazione, i sistemi di controllo e monitoraggio hanno poca o nessuna dipendenza dalla taglia dell’impianto.
• A causa delle piccole dimensioni degli impianti, l’alterazione del trasporto solido di fondo è trascurabile.
• Solo pochi piccoli impianti idroelettrici hanno dei bacini d’accumulo dell’acqua che consentano di spostare e concentrare nel tempo il funzionamento dell’impianto nei periodi di maggior valore dell’energia. Buona parte dei piccoli impianti idroelettrici sono del tipo ad acqua ?uente, cioè non alterano il regime temporale naturale delle portate.
• La lunghezza del rigurgito a monte delle opere di captazione, cioè l’area a monte in?uenzata dalla presenza di tali opere, è limitata o nulla.

In passato molti piccoli impianti idroelettrici sono stati costruiti per coprire le necessità di energia di utenze industriali, come per esempio magli, mulini e segherie. Un gran numero di essi furono abbandonati per ragioni economiche di breve periodo sebbene migliaia di essi siano ancora in esercizio nella loro con?gurazione originale e molti di questi siano stati potenziati e ristrutturati producendo molta più energia di quanto facessero all’inizio. I piccoli impianti idroelettrici sono solitamente posti lungo piccoli o medi corsi d’acqua laddove sia disponibile un salto. Essi sono stati costruiti sia in aree fortemente urbanizzate (anche nel centro delle città) come in remote zone di alta montagna.

Sebbene il limite del piccolo idroelettrico sia posto a 10 MW, la distribuzione delle taglie segue una curva abbastanza tipica e cioè il numero degli impianti è inversamente proporzionale alla taglia dell’impianto. Conseguentemente, un piccolo impianto idroelettrico ha “tipicamente” una taglia tra 50 e 500 kW.

L’idroelettrico è la più importante e tradizionale fonte di energia pulita e rinnovabile in Europa. Il “combustibile” di un impianto idroelettrico è l’acqua che scorre il che significa un corso d’acqua di qualsiasi dimensione. È bene chiarire che non c’è alcun consumo d’acqua: essa rimane disponibile per qualsiasi altro scopo. L’energia da utilizzare è legata a due parametri, la portata, misurata in metri cubi al secondo (m3/s) ed il salto, misurato in metri (m) il cui prodotto fornisce la potenza in uscita da un impianto idroelettrico.

Il salto è definito come la differenza di quota tra due particolar sezioni trasversali di un corso d’acqua. Per rendere il salto utilizzabile è necessario ridurre le perdita dell’energia posseduta dalla corrente naturale e concentrarla mediante una derivazione dell’acqua da fiume e convogliarla tramite apposite vie d’acqua fino alla centrale dove avviene la trasformazione in energia elettrica.

La conversione dell’energia posseduta dall’acqua così convogliata in energia elettrica richiede l’installazione di una turbina (energia potenziale e cinetica trasformata in energia meccanica dalla rotazione della turbina) e di un generatore elettrico (energia meccanica di rotazione della turbina in energia elettrica). La potenza di un impianto idroelettrico si misura in chilowatt – kW – e l’energia prodotta in chilowattora – kWh. La formula per il calcolo della potenza è:

P (kW) = Q (m3/s) x H (m) x n tot x 9,81 approssimativamente Q x H x 7,8

P = potenza elettrica
Q = portata massima
H = salto netto

L’energia elettrica prodotta, quella che normalmente paghiamo, è la potenza erogata in un certo periodo di tempo.
La produzione annua di un impianto idroelettrico può essere calcolata approssimativamente con la relazione seguente:

E (kWh) = P (kW) x 4500 (h)

Il salto di un impianto idroelettrico è determinato principalmente da parametri geografici e topografici. La portata varia in funzione del regime naturale di deflussi del corso d’acqua. Di solito un impianto idroelettrico funziona a piena potenza per circa tre mesi all’anno. Il resto dell’anno opera a potenza inferiori in funzione della portata naturale disponibile.