Tipologia di impianti idroelettrici

Lezione 1

Impianti idroelettrici

Questi impianti possono essere divisi in 3 macrocategorie:

• impianti ad acqua fluente

Sono ottenuti in genere da fiumi di pianura aventi una portata circa costante nel corso dell'anno.

Fig. 1.1: vista aerea di un impianto ad acqua fluente

Fig. 1.2: sezione di un impianto ad acqua fluente

Si definisce tempo di invaso il rapporto tra capacità utile del serbatoio Vu e portata media annua dell'alimentante Q_m:

T= _Vu/_Qm (1.1)

Se T≤2 ore si ha un tipico impianto ad acqua fluente. La vasca di carico serve per garantire flessibilità.

Lezione 1

Impianti idroelettrici

Questi impianti possono essere divisi in 3 macrocategorie:

• impianti ad acqua fluente

Sono ottenuti in genere da fiumi di pianura aventi una portata circa costante nel corso dell’anno.

Fig. 1.1: vista aerea di un impianto ad acqua fluente

Fig. 1.2: sezione di un impianto ad acqua fluente

Si definisce tempo di invaso il rapporto tra capacità utile del serbatoio Vu e portata media annua dell’ alimentante Q_au.

T = Vu / Q_au (1.1)

Se T ≤ 2 ore si ha un Tipico impianto ad acqua fluente. La vasca di carico serve per garantire flessibilità.

Una portata minima, detta portata minima di deflusso vitale, deve sempre essere garantita e può essere variabile a seconda delle condizioni esterne legate alla stagione.

Impianti a serbatoio e a bacino

Sono impianti costituiti dalla presenza a monte di un sistema di carico, a serbatoio o a bacino, che può essere naturale o artificiale.

Fig. 1.3: schema di impianto a bacino

Se il tempo di invaso è maggiore di 2 ore ma minore di 400 ore l’impianto viene detto a bacino.

Se il tempo di invaso è maggiore di 400 ore l’impianto viene detto impianto a serbatoio.

Questi impianti consentono una maggiore elasticità di servizio rispetto gli impianti ad acqua fluente poiché il serbatoio o il bacino di alimentazione prelevano di dure un volume di accumulo.

Impianti di accumulazione

Sono in genere costituiti da due serbatoi artificiali che si espandono non estendo alimentati da affluenti.

La macchina è costituita da pompe e turbine, ma può esserci una sola macchina che funzioni da pompa che da turbina.

Oltre a queste ci sono le macchine elettriche, quali un motore per la pompa e un generatore per la turbina.

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Si possono avere diverse configurazioni:

• gruppo quaternario: pompa, turbina, motore e generatore
• gruppo ternario: pompa, turbina e macchina elettrica reversibile oppure motore, generatore e turbomacchina
• gruppo binario: turbomacchina e macchina elettrica reversibile

Fig. 1.4: sezione di un impianto di accumulazione

Nella fase di pompaggio il serbatoio inferiore si svuota, in quella di turbinaggio si riempie.

Detto H_g il dislivello geometrico, si avrà durante la fase di pompaggio:

H_p = H_g + ∑H_p   (1.2)

• perdite idrauliche
• dislivello geometrico

P_pompa = ρgQH_p / η_p   (1.3)