Centrali idroelettriche su acquedotti

Una soluzione per produrre energia a basso impatto ambientale e sfruttando un’infrastruttura esistente

Il panorama italiano delle centrali idroelettriche vede ormai completamente sfruttato il potenziale delle centrali di grossa taglia. Risulta invece un elevato potenziale ancora disponibile nelle applicazioni di piccola taglia, le quali sfruttano normalmente principi di realizzazione simili a quelli di grossa taglia.

Polo Tecnologico per l’Energia ha già realizzato numerosi progetti e realizzazioni di impianti idroelettrici di piccola taglia, maturando esperienza progettuale, tecnico/costruttiva e di direzione lavori, tra cui la gestione degli iter autorizzativi connessi ad un impianto di questo tipo.

In linea generale la centrale idroelettrica trasforma l’energia idraulica di un corso d’acqua, in energia elettrica. Tradizionalmente, lo schema funzionale comprende l’opera di sbarramento, che intercetta il corso d’acqua creando un invaso dove è tenuto un livello pressoché costante dell’acqua. Attraverso condotte forzate, l’acqua è convogliata nelle turbine che collegate ad un alternatore trasformano l’energia meccanica (potenziale) ricevuta dalla turbina in energia elettrica.

Normalmente sono quindi necessarie un certo numero di opere di ingegneria civile per poter realizzare questo tipo di impianti.

Esiste anche un altro modo per ricavare energia idroelettrica con un ridotto impatto sull’ambiente e sfruttando le risorse disponibili sul territorio mediante l’utilizzo dell’acqua degli acquedotti potabili. Infatti, in tutti i casi in cui si ha una rete di acquedotti, è già disponibile un sistema di condotte forzate atte alla distribuzione della risorsa idrica alle utenze. In questi casi l’acqua, a destinazione potabile, arriva all’utenza con una pressione eccessiva e, per essere utilizzata preservando il sistema delle condutture, gran parte della sua energia idraulica deve essere addirittura dissipata mediante delle valvole di riduzione della pressione.

L’energia residua e quella dissipata, anziché essere sprecate, possono essere trasformate in energia elettrica, inserendo nella condotta una turbina idraulica con generatore elettrico.

Una realizzazione di questo tipo offre quindi il vantaggio che l’impianto a divenire è parzialmente già costruito: l’opera di presa, la condotta ecc. solitamente sono già stati realizzati permettendo così un notevole risparmio di costi e d’impatto ambientale.

Un impianto idroelettrico posto su un acquedotto potabile ha bisogno di alcuni accorgimenti rispetto ad un impianto normale ad acqua fluente in quanto deve permettere l’utilizzo dell’acqua a scopo potabile in tutte le circostanze. In questi casi l’impianto è dotato di un by-pass che consente l’erogazione dell’acqua anche quando l’afflusso alla turbina viene interrotto per manutenzione o riparazione della stessa. Nello stesso circuito di by-pass viene inserito un dissipatore di energia per consentire l’afflusso sotto pressione senza svuotare completamente la condotta. Le turbine per applicazioni su acquedotto sono realizzate in acciaio inox e qualificate e certificate per usi potabili senza alcun rischio di contaminare l’acqua.

La durata di impianti di questo tipo raggiunge anche i 50-60 anni. La meccanica delle turbine impiegate è, infatti, ormai consolidata da decenni e l’intero impianto, semplice nella sua costituzione richiede solo modeste manutenzioni programmate. Inoltre, l’uso di acque pulite che non richiedono sistemi di filtraggio, fa sì che la meccanica della turbina sia preservata da usure. Gli investimenti sono contenuti rispetto ai sistemi ordinari poiché buona parte delle opere impiantistiche sono già realizzate e disponibili. I tempi di rientro del capitale investito sono quindi piuttosto bassi (anche 5-6 anni a seconda della tipologia di impianto).