La vite d'Archimede e il microidroelettrico

Cosa c'entra Archimede col micro-idroelettrico? Bè ultimamente sta avanzando sempre più la tecnica del micro-idroelettrico: piccoli impianti che generano energia sfruttando dislivelli senza la necessità di alcuna diga di sbarramento. Vantaggi evidenti del micro-idroelettrico sono il basso impatto ambientale e la possibilità di poter esser usato in maniera privata; proprio come i pannelli solari e possibile vendere all'azienda distributrice il surplus d'energia. Ma non sono qui per parlarvi del micro-idroelettrico, di questo ho già parlato qui . Oggi vi voglio parlare di un impianto micro-idroelettrico particolare: La vite D'Archimede.

La vite d'Archimede è un manufatto usato fin dall'antichità come pompa idraulica cioè come mezzo per portare l'acqua da un livello più basso ad un livello più alto sfruttando energia.

La vite idraulica funziona con un principio inverso. La forza di gravità fa muovere verso il basso l'acqua che esercita un momento torcente sull'albero di trasmissione (in poche parole lo fa ruotare); all'albero è collegato un generatore che trasforma quindi l'energia in energia elettrica.

Vantaggio di tale manufatto è che è in grado di coprire dislivelli limitati che non possono esser sfruttati dalle classiche turbine idroelettriche.

Gli ambiti d'applicazione sono quelli ad acqua fluente, cioè quelli che  non richiedono invaso, ma  le più classiche realizzazioni sono:

• Canali d'irrigazione
• Salti d'acqua limitati
• Torrenti
• Scarico dell'acqua pulita negli impianti di depurazione
• Mulini in sostituzione della ruota. Tale soluzione è vantaggiosa in quanto permette lo sfruttamento di edifici storici.

E con questo è tutto.
Un cordiale saluto dal vostro Michael, alla prossima!

Le immagini sono state prese da:

http://www.epsenergia.it/img/schema-coclea-idraulica.png

Il micro-idroelettrico cos'è?

Uno del più grandi problema dell'idroelettrico è l'impatto ambientale non indifferente: impatto visivo, interruzione del trasporto di sedimenti, interruzione dei corridoi biologici e più in generale la modifica dell'ecosistema.
Bisogna inoltre considerare che per creare un lago artificiale sono necessarie condizioni morfologiche particolari: un terreno con conducibilità idraulica bassa, una zona a monte ampia e con pendii ripidi seguita da una strizione in cui metto la diga; di zone con una conformazione del genere ce ne sono poche e nei paesi più avanzati ormai sono state completamente sfruttate.
Esiste una nuova tecnologia che sfrutta l'energia di piccoli dislivelli d'acqua non solo in corsi d'acqua naturali ma anche in condotte artificiali come gli acquedotti: il micro-idroelettrico.

Il micro-idroelettrico in sostanza è una piccola centrale idroelettrica con una turbina che, mossa dall'energia dell'acqua, permette il movimento di un generatore e la trasformazione dell'energia dell'acqua in energia elettrica.

Punto forte di questa tecnologia sono i "requisiti consigliati" (perdonate il termine). Basta infatti disporre di un corso d'acqua con una portata mediamente costante e un certo salto idraulico; nel caso di uso in acquedotto basterà avere un certo dislivello piezometrico cioè conoscere quanta pressione dobbiamo dissipare.

Il funzionamento del sistema è semplicissimo, e ciò permette un uso "privato":
Il flusso d'acqua scende, mettendo in rotazione la turbina e producendo energia meccanica che fa girare un generatore che la trasforma in energia elettrica.

Il tipo di turbine maggiormente utilizzato sono:

Turbina banki:

Funzionamento: l'acqua, guidata dall'iniettore, entra tra le pale, percorre trasversalmente e quindi si scarica attraversando di nuovo le pale dalla parte opposta. Questo sistema fa si che le pale siano percorse dall'acqua in entrambi i sensi, facilitando la rimozione di corpi estranei. Quando le pale vengono investite dal flusso idrico, il rotore entra in rotazione e l'albero centrale trasmette l'energia meccanica così prodotta al generatore di corrente elettrica ad esso collegato. Sebbene tale macchina ha un rendimento minore delle turbine tradizionali è adatto al micro-idroelettrico in quanto è facile da montare.

Turbina Turgo:

il funzionamento è analogo alla Pelton ma è utilizzata per situazioni di notevoli variazione di afflussi d'acqua e in presenza di torbide.

Vantaggi di tali sistemi, oltre ai benefici ambientali ed allo sfruttamento di energie pulite, che interessano a pochi sono in termini monetari infatti vendendo il surplus d'energia elettrica al fornitore potrete ricavare un guadagno.
Il costo in termini monetari non è elevato circa 1.000-3.000 €/KW, di cui il 50% in opere civili; ergo in 7-10 anni riuscite a rientrare dell'investimento.
Tale sistema è utilissimo per le utenze isolate (aree montane, fattorie e tutte quelle zone non servite dalla rete) ed inoltre sono utili nel recupero energetico dei sistemi che richiedono la necessita di sistemi dissipativi per controllo o regolazione di portate: anziché metter una valvola per dissipare l'energia di pressione inserisce si inserisce una turbina e si ottiene anche energia elettrica.

Tale sistema non dovrebbe far alimentare gli ambientalisti in quanto l'impatto ambientale è praticamente inesistente, nessun rumore, nessun interruzione rispetto al trasporto solido...insomma una soluzione ideale.

Un cordiale saluto dal vostro Michael, alla prossima.

Le immagini sono state prese da:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Turgo_turbine.png

http://www.casasoleil.it/energieRinnovabili/images/microidro/turbina_Banki.jpg

http://smarter-city.liquida.it/wp-content/uploads/2010/08/vortice.jpg