I piccoli impianti idroelettrici: le dighe a medio e alto salto | Edilone.it

I piccoli impianti idroelettrici: le dighe a medio e alto salto

wpid-20927_digaaltosalto.jpg
image_pdf

Vengono considerati convenzionalmente piccoli impianti idroelettrici, quelli in grado di generare fino a 10 MW, anche se non esiste una normativa univoca a livello europea che definisca un tetto massimo in termini di potenza generata. In Italia infatti il limite massimo indicato per poter definire “piccolo” un impianto idroelettrico è fissato in 3 MW, mentre in altri paesi europei il limite è più elevato; in Francia, ad esempio, il limite dei piccoli impianti è fissato in 12 MW. In ogni caso nella categoria rientrano a buon diritto i piccoli impianti montani ad alto salto, ovvero quelli che sfruttano torrenti di portata ridotta, ma con salti a disposizione dal centinaio di metri in su e quelli a medio salto, nei quali la cascata d’acqua varia fra i 30 ed i 100 metri. Vediamo oggi le caratteristiche tecniche di un impianto di questo genere.

Sono solitamente due le tipologie di realizzazione degli impianti a medio e alto salto. La prima prevede la costruzione di uno sbarramento allo scopo di deviare l’acqua del torrente verso l’opera di presa, attraverso la quale viene poi indirizzata alla turbina tramite una condotta forzata. Solitamente questo tipo di impianto risulta molto costoso in proporzione alla quantità di MW prodotti, per cui un’alternativa più percorribile a costi meno elevati consiste nel costruire un canale di adduzione a bassa pendenza attraverso il quale deviare l’acqua fino ad un piccolo bacino di carico. Questa versione alternativa permette di ridurre notevolmente la lunghezza delle tubazioni della condotta forzata, ma di raggiungere comunque le turbine con una potenza sufficientemente elevata. E’ altrettanto evidente, sempre restando in termini di valutazione economica, che il canale di derivazione, se la topografia della montagna lo consente, vada preferibilmente costruito a pelo libero, ma se ciò non fosse possibile, una tubazione a bassa pressione potrebbe costituire una altrettanto valida soluzione a costi certamente più contenuti rispetto a condotte forzate troppe lunghe.

Dal punto di vista progettuale, per ottenere la piena efficienza da un impianto a medio o alto salto, il punto cruciale è garantire un livello sufficiente di energia, pur in presenza di portate non elevate come peraltro succede tipicamente nei torrenti montani. Risulta quindi assolutamente indispensabile valutare ed individuare aree che garantiscano dal punto di vista topografico la possibilità di creare un salto tale che vada a sopperire alla portata ridotta del corso d’acqua, avendo cura tuttavia di evitare il più possibile la dispersione dell’energia potenziale, creata dal movimento dell’acqua e ridotta a causa delle comunque necessarie derivazioni e tubature e dal salto stesso e che, una volta impattata la turbina, andrà a generare quella energia meccanica che verrà trasformata successivamente in elettrica grazie all’azionamento del generatore. Pertanto, valutati il salto a disposizione e le perdite di energia lungo il percorso, è possibile determinare il salto netto, da cui l’energia potenziale effettiva che farà ruotare la turbina, quindi l’energia meccanica e infine quella elettrica che risulta essere funzione della portata e del numero di ore per cui quella portata si mantiene in un anno, del salto netto e dei singoli rendimenti della turbina, del generatore e del trasformatore.

Completato il progetto, si passa alla fase di realizzazione delle opere idrauliche. Innanzitutto va precisato anche in questo caso quale sia il limite per cui una diga di questo tipo possa essere definita “piccola”. Secondo l’ICOLD (International Committee of Large Dams), una diga è piccola se dalla fondazione al coronamento non supera i 15 metri, se la lunghezza del coronamento è minore di 500 metri e se il volume dell’invaso è minore di un milione di metri cubi. In ogni caso, mentre negli impianti del nostro arco alpino, non avendo a disposizione molti detriti, lo sbarramento viene di solito realizzato in calcestruzzo, compatibilmente con le condizioni topografiche e sismiche, nel resto del mondo hanno preponderanza quelli realizzati con materiale sciolto, ovvero ad esempio con le pietre reperibili direttamente sul posto che offrono l’enorme vantaggio di ridurre pesantemente i costi di trasporto e di manodopera, permettendo oltretutto una notevole diversificazione nella tipologia delle fondazioni, e nell’adattamento ai materiali cosiddetti “di rinterro”, ma hanno al tempo stesso alcuni svantaggi certamente non trascurabili come il fatto di essere soggette a tracimazioni, infiltrazioni ed erosioni molto maggiore rispetto alle omologhe in calcestruzzo, che a loro volta hanno il vantaggio decisivo di permettere la collocazione dell’edificio centrale (quello che ospita turbina e generatore) proprio a piede di diga, dando indubitabili vantaggi sia progettuali che di efficienza. 


L’ubicazione dell’edificio della centrale è in effetti probabilmente uno degli aspetti più critici dal punto di vista dell’impatto ambientale nella realizzazione di un piccolo impianto nelle valli montane. Se, come detto, è possibile ridurre in modo significativo la presenza e quindi la visibilità di condotte forzate troppo lunghe che hanno tutt’oggi comunque un impatto visivo non trascurabile nei numerosi impianti alpini, è altrettanto vero che anche l’edificio della centrale condiziona in modo rilevante l’intera infrastruttura. Per questa ragione si cerca, ove possibile, di costruirlo all’interno di caverne naturali oppure artificiali proprio per abbattere l’impatto rispetto al paesaggio circostante. In particolari condizioni è possibile ridurre in maniera rilevante la dimensione dell’edificio della centrale, grazie alla possibile integrazione di  turbina e generatore in un unico elemento subacqueo che può essere installato a ridosso del canale di carico (sistema a sifone), limitando ai soli quadri elettrici di comando la strumentazione da collocare nell’edificio, che, a quel punto, può anche risultare superfluo.

Copyright © - Riproduzione riservata
I piccoli impianti idroelettrici: le dighe a medio e alto salto Edilone.it