L’UTILIZZAZIONE DELLE CONDOTTE DI ADDUZIONE PER ACQUEDOTTI ALLO SCOPO DI PRODURRE ENERGIA ELETTRICA A COSTO MINIMO

Una delle risorse da sfruttare per la produzione di energia elettrica di tipo rinnovabile è senz’altro costituita dalle condotte di adduzione di acquedotti di grandi dimensioni. Si tratta ad esempio di sistemi di trasporto di acqua di sorgente o di lago artificiale posti in alta montagna ed alimentanti città di pianura con grandi portate, notevoli dislivelli e disponibilità per usi estranei a quelli prettamente acquedottistici.  Sussistono anche ulteriori vantaggi inerenti la costanza di portata e di dislivello utile la quale rappresenta condizioni ideali per lo sfruttamento idroelettrico.

A titolo di esempio si esamina un intervento di costruzione ex novo di condotta singola, con portata di 1,7 mc/sec che compie un salto di m. 145 per immettersi nella vasca a pelo libero e di carico della rete di distribuzione. La netta separazione idraulica esistente tra adduzione e distribuzione d’acquedotto offre interessanti possibilità del suo sfruttamento a fini idroelettrici evitando ogni menomazione del servizio idropotabile.

L’esempio è descritto in dettaglio nel capitolo 17.1.5 dell’ebook “ACQUEDOTTI – REALTÀ’ E FUTURO” dove sono riportate anche le tabelle con gli elementi analitici di calcolo, rappresentandone queste righe solo una breve sintesi..

Esaminiamo le diversificate possibilità di utilizzazione della condotta rappresentandone nella figura allegata i dati di funzionamento relativi ad un’intera serie di diametro via via crescente da 80 a 120 cm. Il primo e l’ultimo punto di ogni curva delle potenze disegnata con colore rosso corrispondono ambedue al valore zero di potenza in quanto risultano nulle rispettivamente la portata o il salto. La parte restante di ogni curva rossa presenta un andamento paraboloide con un colmo massimo di caratteristiche assai interessanti in quanto, oltre a definire l’area ottimale di sfruttamento a scopo idroelettrico delle condotte in esame, indica una sua estensione sub-orizzontale abbastanza ampia e quindi una buona costanza di potenza anche in presenza di una certa variazione di portata. Risulta evidente la convenienza di far lavorare l’impianto in tale area per ottenere il doppio vantaggio di un buon rendimento e notevole stabilità di funzionamento. La serie di curve indica inoltre che la condotta migliore per l’esempio in esame avente come detto mc/sec 1,7 di portata (contrassegnata nel grafico con una linea verde tratteggiata verticale)   per un salto di m. 145, è quella di 100 cm di diametro che è in grado di produrre una potenza di circa 1670 Kw pressoché costanti per portate variabili da circa 1.3 fino a 2.1 mc/sec . Viene così garantita una buona e facile regolazione della turbina la quale, nel caso in esame, deve e può girare a velocità costante anche per una variazioni di portata così ampia. Chiaramente se si scegliesse una condotta di diametro maggiore che presenta, sempre alla portata di 1,7 mc/sec, delle minori perdite di carico, si potrebbe disporre di una maggior produzione ma si rinuncerebbe al vantaggio indicato rendendo necessarie sofisticate apparecchiature di regolazione atte ad evitare nella maniera più assoluta degli sbalzi di velocità. Ad esempio aumentando il diametro da 100 a 120 cm si avrebbe una potenza di circa 2100 Kw fermi restando tutti gli altri dati ma si lavorerebbe in un tratto molto ripido della curva con tutti i problemi che ciò comporta. A riprova di quanto spiegato si fa notare come negli impianti idroelettrici tradizionali, i rischi di cui si parla vengono evitati costruendo una capace vasca di espansione situata nella parte superiore della condotta forzata la quale garantisce una assoluta costanza del salto utile. Ben diversa si presenta la situazione di cui si parla rendendo necessarie le particolari misure indicate.

In definitiva nella presente nota si è insistito sulla possibilità di produrre energia elettrica da sistemi acquedottistici che presentino adeguate caratteristiche e soprattutto una sistematica e rilevante dissipazione di energia. Ciò significa escludere a priori i piccoli acquedotti o, comunque, i sistemi idropotabili caratterizzati da modesti carichi idraulici o modeste portate d’acqua.

Nel corso della trattazione si è spiegata una condizione particolare di utilizzo delle condotte che tutela l’impianto idroelettrico inserito negli acquedotti dalle difficoltà di regolazione che deriverebbero dal fatto che la sua utilizzazione per scopo diversi da quelli specificatamente idropotabili segue regole anch’esse molto diverse da quelle considerate essenziali negli impianti idroelettrici tradizionali.