CASO DI STUDIO SU IDROELETTRICO A VELOCITA’ VARIABILE

Idroelettrico a velocità variabile: un nuovo approccio per small & 𝛍-Hydro

Quando si parla di idroelettrico, i punti chiave sono facilmente identificabili: performance, affidabilità e il miglior rapporto costi/ricavi possibile. In questo caso di studio raccontiamo come abbiamo usato le turbine a velocità variabile per raggiungere i risultati sperati.

A partire dai mulini ad acqua e, nel XVII secolo, dalle prime turbine, l’uomo ha sempre usato l’acqua per produrre energia. Nei secoli, l’obiettivo è rimasto lo stesso: massimizzare la produzione di energia e ridurre al minimo i tempi e costi di manutenzione.

In determinati contesti, in particolare nel caso di salti d’acqua molto ridotti, le turbine a velocità fissa non si sono più dimostrate adeguate a soddisfare gli standard di efficienza richiesti dal mercato.
Abbiamo quindi usato il nostro know-how e le nostre risorse per sviluppare una soluzione alternativa.

Soluzioni industriali applicate all’idroelettrico

Nel 2003 abbiamo potuto seguire da vicino l’avviamento della prima forgia con motori a magneti permanenti e inverter, sviluppata da FICEP, che ha riscosso ampio successo.

Abbiamo visto la possibilità di portare il nuovo concetto dal campo industriale a quello idroelettrico. Nel concreto, la nostra idea era ridurre i componenti meccanici e spostare la regolazione sulla parte elettronica. Nel 2008 abbiamo partecipato alla realizzazione del primo impianto italiano di produzione di energia con generatore asincrono e sistema AFE+ inverter.

I vantaggi del sistema AFE+ inverter

La tecnologia che abbiamo sviluppato è applicabile a tutte le tipologie di macchine idrauliche esistenti (es. Pelton, Francis, Kaplan, coclee). L’ampio range di potenza degli inverter permette di utilizzarla dai pochi Kw fino ai 2 MW.
Il sistema a velocità variabile realizzato mediante AFE+ inverter controlla la velocità e la coppia del generatore: così facendo, riduce lo stress meccanico e aumenta la produttività e la longevità del sistema. Abbinato a un software dedicato, il sistema consente di lavorare con la massima efficienza in un ampio spettro di salto/portata.

Altri vantaggi:

  • semplifica la procedura di avviamento
  • riduce il tempo di avvio
  • Cos φ 1 o variabile
  • permette di compensare le armoniche
  • facilita le applicazioni in isola
  • permette di controllare più generatori con 1 AFE
  • elimina lo stress meccanico dovuto al parallelo
  • incrementa la produzione grazie allo sfruttamento di un ampio range di salto/portata
  • riduce i tempi di manutenzione
  • consente le frenature anche in assenza di rete
  • migliora l’affidabilità dell’impianto grazie all’utilizzo di componenti derivanti dal settore industriale

APPLICAZIONI

Gli impianti a coclea sono stati i primi ad utilizzare la velocità variabile perché , su piccoli salti , anche piccole variazioni di livello comportano una discreta variazione di potenza generata. Quello di La Thuille è il primo impianto a coclea in Italia dotato di sistema a velocità variabile. L’impianto precedente funzionava con una turbina che veniva fermata a novembre per essere riavviata a maggio, mentre l’impianto attuale è in grado di produrre una media di 15-20 Kw anche durante il periodo invernale.

IMPIANTO DI LA THUILE
Tipologia: su torrente
N° coclee: 1
Potenza nom. generatore: 90 KW
Installazione: 2008
Grid connection: no

IMPIANTO DI GIAVERA DEL MONTELLO

Efficienza della velocità variabile : confrontando i rendimenti dell’inverter inserito e disinserito sono state notate notevoli differenze di produzione. Primo impianto italiano dotato di grid connection. Inizialmente il cliente era scettico, ma si è detto soddisfatto subito aver osservato le prove e misurazioni eseguite durante la prima estate di attivazione. Ad oggi l’impianto viene lasciato lavorare in automatico.

Tipologia: su canale
N° coclee: 1
Potenza nom. generatore: 45 KW
Installazione: 2008
Grid connection: sì

IMPIANTO DI SESTOLA

Questo impianto è molto particolare perché è stato realizzato vicino ad un vecchio mulino ed è un ESEMPIO DI DUE GENERATORI COMANDATI DA UN UNICO INVERTER

Tipologia: su torrente
N° coclee: 2
Potenza nom. generatore: 200 KW
Installazione: 2010
Grid connection: sì

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