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MINI E MICRO IDROELETTRICO: TECNOLOGIE, COSTI E APPLICABILITÀ

di Alessandro Codegoni

L’idea sarà venuta a molti di quelli che hanno la casa vicino a un fiume, un torrente o magari un canale di irrigazione: ma perché non usare il movimento dell’acqua per autoprodursi l’elettricità domestica in modo pulito e sostenibile? Tanto più che l’idroelettrico garantisce anche una produzione che, sia pure soggetta a variazioni stagionali, è molto più costante di quella di fotovoltaico ed eolico.

Ebbene, da qualche tempo sono comparse sul mercato turbine idrauliche di vari tipi e di piccolissime dimensioni, che consentono (almeno in teoria, come vedremo) di concretizzare il sogno di diventare micro produttori idroelettrici.

I diversi tipi di piccole turbine

«Le microturbine idroelettriche – ci spiega Andrea Galvani, titolare della società FGSolar di Brescia, che vende e installa molti modelli di impianti di questo tipo, italiani e importati – sono essenzialmente di tre tipi, quelle a salto, che richiedono un corso d’acqua con un dislivello di qualche metro per funzionare; quelle da inserire nei tubi degli acquedotti, approfittando della pressione presente negli stessi; e quelle idrocinetiche, che sfruttano la corrente dei fiumi».

Il primo tipo è quello che richiede i lavori di installazione più complessi: in pratica si tratta di fare una presa d’acqua a monte nel fiume, scavare un piccolo bacino alla stessa altezza in cui creare una riserva d’acqua, realizzare una condotta che porti l’acqua alcuni metri più in basso e lì farla passare attraverso la turbina, per poi rimandarla nel fiume. L’impianto deve garantire un salto minimo di almeno un metro e una portata di almeno un litro al secondo, ma, ovviamente, più questi fattori aumentano e più cresce la potenza installabile.

Il secondo tipo è, al contrario, estremamente semplice da installare: si connette la turbina al tubo dell’acquedotto, e l’acqua che ci passa dentro mentre si dirige alle utenze, produce elettricità.

Il terzo tipo è l’ultimo arrivato e ricorda molto una turbina eolica, con la differenza che qui il fluido che la fa funzionare non è l’aria, ma l’acqua in movimento del fiume, che essendo 1.000 volte più densa, consente di raggiungere alte potenze anche con diametri relativamente piccoli. Queste turbine possono essere poste sul fondo dei fiumi o galleggiare appena sotto il pelo dell’acqua con un ancoraggio che le orienta alla corrente.

Turbine nei tubi: ottime per chi gestisce acquedotti

Di queste microturbine sono disponibili modelli che variano dalle centinaia di watt, fino alle decine di chilowatt, quindi adatti all’alimentazione quasi esclusiva di abitazioni o piccole imprese.

«E infatti – aggiunge Galvani – il loro uso principale è l’alimentazione di utenze isolate, come rifugi di montagna o case i cui proprietari non vogliono essere connessi alla rete elettrica. Ma sono popolari anche per l’alimentazione di villaggi o strutture nei Paesi poveri: noi stessi abbiamo installato micro impianti idro a salto, per missioni e ospedali in Guinea Bissau e Mozambico».

L’uso di questi impianti, da noi, è reso anche più appetibile dal fatto che sono ancora in vigore per tutto il 2016 incentivi ventennali di 0,25 €/kWh, per la parte immessa in rete, ma con scambio sul posto. Ma proprio la generosità di questi incentivi fa capire come il microidroelettrico non sia tutto rose e fiori.

«Escludiamo subito dalle possibilità di uso degli utenti domestici, i modelli da installare lungo gli acquedotti, che sono praticamente una esclusiva degli enti che li gestiscono», ci spiega l’ingegner Lorenzo Battisti dell’Università di Trento.

«L’uso di queste turbine ha un senso solo in grandi acquedotti o in scarichi industriali, dove il flusso di acqua è più o meno continuo. In questi casi, però, sono estremamente convenienti perché possono fare il lavoro che negli acquedotti fanno di routine le valvole di riduzione della pressione: inserire una turbina nel tubo ottiene lo stesso effetto, ma in più produce elettricità, che può essere usata per le esigenze dell’impianto stesso o venduta alla rete. È una soluzione che si sta diffondendo, consigliata a chiunque si trovi a gestire un acquedotto o grandi quantità di acqua reflua».

Costi e complicazioni di quelle a salto

Più estese, invece, le possibilità di impiantare una turbina idraulica a salto. «Un impianto del genere può in effetti servire sia per produrre per la rete, che per alimentare utenze domestiche e imprese. Ma attenzione, le acque sono un bene comune, per cui occorre ottenere il permesso di installazione dalle autorità che gestiscono il corso d’acqua. E così facendo ci si mette “nelle beghe”, trattandosi di iter molto complessi e molto costosi, soprattutto perché queste autorità, in genere, vedono con sospetto ogni uso privato delle acque pubbliche che non sia per irrigazione o fornitura di acqua potabile. Questo nella pratica si traduce in richiesta di costosi progetti e perizie professionali di ogni tipo, tempi di attesa anche di 3-4 anni e frequenti pareri negativi, che spesso per essere superati richiedono l’intervento del TAR. Inoltre le opere civili di presa dell’acqua sono anch’esse molto costose: si stiamo circa il 150% rispetto al costo della turbina», spiega Battisti.

E neanche la turbina è esattamente economica, anche perché, quasi sempre, va in pratica costruita o adattata su misura impianto per impianto, non esistendo per queste taglie minime dei veri modelli standard. I prezzi vanno, indicativamente, dai 2.000 euro di una turbina da 200 watt, ai 18.000 per una da 3 kW, fino ai 21.000 per una da 6 kW. Aggiungendo i costi per autorizzazioni, progetti e costruzioni civili, meglio mettere in conto svariate decine di migliaia di euro. A fronte dei quali, però ci si assicura una fonte energetica pulita, di lunghissima durata e che produce con un fattore di carico di 3-5.000 ore l’anno a piena potenza, a seconda del tipo di corso d’acqua e della piovosità, possono dare il doppio o triplo di un impianto fotovoltaico.

I generatori idrocinetici

Per chi volesse evitare i lavori lungo il fiume, però, sono disponibili adesso i generatori idrocinetici, che non usano il salto dell’acqua ma la sua velocità, in modo molto simile a quello che fanno le turbine eoliche con l’aria. Quelle tedesche della Smart Hydro Power, per esempio, funzionano semplicemente appoggiandole o ancorandole al fondo del fiume, dove, protette da griglie contro i detriti, la loro girante da un metro di diametro, trasforma lo scorrere dell’acqua in 5 kW di potenza elettrica (con una corrente di 3 metri al secondo). I prezzi non sono certo bassi, sui 25.000 euro, ma considerato la maggiore semplicità di installazione, sembrano l’uovo di Colombo.

«Apparentemente sì, ma attenzione – avverte Battisti – richiedono fiumi profondi e con una corrente veloce e costante: tenete conto che da una turbina di un metro quadro di superficie, con una corrente di un metro al secondo, tipica dei nostri fiumi, si ottengono appena 150 watt di potenza. E ben pochi dei nostri corsi d’acqua possono garantire che la turbina resti sotto almeno un metro di acqua in ogni stagione. Anche in questo caso, poi, servono le solite autorizzazioni dell’autorità di bacino, con l’iter reso problematico dal fatto che oggetti sommersi sono visti con diffidenza, perché possono far accumulare sabbia e detriti nel letto del fiume e perché sono soluzioni nuove, che mettono in difficoltà chi deve autorizzarle e non è abituato alle loro particolari caratteristiche, come posso testimoniare per esperienza personale».

L’opzione più economica: le pompe reversibili

Quindi la via idraulica all’autoproduzione energetica resta in Italia quasi sempre un miraggio? «Forse no: ultimamente è apparsa una soluzione in grado di abbassare drasticamente il costo dei piccoli impianti idroelettrici: le pompe reversibili», spiega Battisti. «In pratica si tratta di pompe centrifughe che, montate al contrario, si trasformano in turbine idrauliche, mentre il loro motore diventa un generatore. Il loro rendimento è inferiore di circa il 20% a quello di turbine progettate ad hoc, ma sono molto semplici e robuste, con un costo irrisorio: circa 300 euro per 3 kW di potenza. Il poter risparmiare così tanto sulla turbina, può rendere più sopportabile le spese ulteriori di un piccolo impianto idroelettrico a salto». E così rendere più fattibili tanti progetti, altrimenti uccisi al primo preventivo.

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