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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
Milano, 23 maggio 2018
MACCHINE ED IMPIANTI SMALL HYDRO ALLA LUCE DELLE ESPERIENZE NAZIONALI ED INTERNAZIONALI
G. Cavagnolo – F. Podio Enel Green Power
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Associazione Termotecnica ItalianaSezione Lombardia e Sezione Veneto Trentino
ConvegnoSMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
23 MAGGIO 2018, MILANO
SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
Milano, 23 maggio 2018
Enel Green Power Highlights(WWW.ENELGREENPOWER.COM)
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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
Milano, 23 maggio 2018
CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Esperienza in ENEL
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Particolari tipologie di turbina per Mini – Small Hydro
HPP Revamping – Utilizzo di generatori a magneti permanenti
Riflessioni e considerazioni
SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
Milano, 23 maggio 2018 4
CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Enel negli ultimi anni ha portato avanti un programma di impianti di piccola
taglia; le principali motivazioni sono:
recuperare parte dell’energia persa in conseguenza dei rilasci per
Deflussi Minimi Vitali (DMV) o Deflussi Ecologici imposti dalla legge;
recuperare l’energia di parte del salto non sfruttata all’interno di
concessioni esistenti (RS)
Motivazioni che hanno portato alla realizzazione di questi impianti
SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
Milano, 23 maggio 2018
Esperienza in ENEL
CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Scelte delle soluzioni con particolare riguardo alle tipologie dei gruppi
Data la dimensione in
genere piccola di questi
impianti sono state fatte
delle analisi per vedere se
era possibile utilizzare
macchine standardizzate di
alcuni costruttori.
A fianco (esempio) di
individuazione delle
tipologie e dei costruttori
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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
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Esperienza in ENEL
CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Per i DMV (Deflusso Minimo Vitale): La priorità da considerare nel progetto è il rilascio della portata in alveo (essa viene prima della generazione)
Ricerca di soluzioni con by-pass di gruppo sicure
Per gli impianti RS (Recupero Salto):La priorità da considerare è evitare interferenze con gli impianti principali in modo da non creare mancata produzione all’impianto principale (il danno sarebbe maggiore del guadagno)
Ricerca di soluzioni che garantiscano il funzionamento dell’impianto principale anche in caso di guasto all’impianto RS
Collocazione temporale opportuna degli interventi di realizzazione
Problematiche legate alla realizzazione di questi impianti
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esempio di possibili realizzazioni con miniturbine commerciali della IREM della serie Ecowatt - Potenza massima circa 100 kW
IMPIANTI: Villa Collemandina – Isola Santa – Gramolazzo
Esperienza in ENEL
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CENTRALINE MINI-IDRO RECUPERO DMV
Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Tipologia Banki (IREM)
DMV della diga di Villa CollemandinaPotenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
21.4 21.9 0.1
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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
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CENTRALINE MINI-IDRO RECUPERO DMV
Tipologia VLH (Very Low Head della ditta STE - MJ2)
Esperienza in ENEL
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esempi di impianti realizzati: Traversa di ALA (2013)
DMV traversa dell’impianto di ALA (HDE)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
400 3,39 15,2
Esperienza in ENEL
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Tipologia: Gruppi Francis compatti verticali o orizzontali
DMV di: Pontesei (V) – S. Caterina (V) – Ghirlo (V) – Mis (V) – Pieve di Cadore (O)
– Stramentizzo (V) – Fiastra (V) – Talvacchia (V)
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Pontesei (2014)
DMV della diga di Pontesei (Voith)
Dissipatore per
DMV passivo
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
390 53.8 0,81
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Santa Caterina (2014)
DMV della diga di Santa Caterina (Voith)
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
321 38,8 0,92
Dissipatore per
DMV passivo
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Ghirlo (2014)
DMV della diga del Ghirlo (Voith)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
184 12.75 1,6
Dissipatore per
DMV passivo
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Talvacchia (2014)
DMV della diga di Talvacchia (Elettromeccanica Adriatica)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
176 69,2 0,3
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Pieve di Cadore (2013)
DMV della diga di Pieve di Cadore (Andritz)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
1900 105 1,99
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti : Tagliuno (Zeco)
Ottimizzazione produzione
Esempio
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
977 8.86 12
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Soverzene
DMV della traversa di Soverzene (Zeco)
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
504 8,53 7
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: Centralina Michele Tessore (2017)
Riattivazione impianto esistente – Turbina Banki (IREM)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
50 10 0,9
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: DMV Mignano (VI)
Turbina Kaplan in camera libera - ZecoPotenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
190 4,6 4,7
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti realizzati: DMV San Giovanni Bianco (BG)
Turbina Kaplan
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
90 4,8 1,9
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti in progetto: Basso Piova 2 (TO)
Impianto su derivazione irrigua– Turbina PeltonPotenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
45 77,5 0,06
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti in progetto: Ricadi (VV)
Riattivazione impianto esistente – Turbina PeltonPotenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
100 60 0,2
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV Esperienza in ENEL
Esempi di impianti in progetto: Lauria (PZ)
Riattivazione impianto esistente – Turbina Banki (Ossberger)
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
190 60 0,5
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti : Fonderia (2012)
RS - Fonderia (Ritz-Atro)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
80 2.2 3.8
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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza in ENEL
Esempi di impianti in progetto: Bordogna 0
RS alla presa di Bordogna
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
1070 10,5 12
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Esempi di impianti IN PROGETTO: Isola Serafini
DMV alla traversa di Isola Serafini
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
2x3900 8.65 50
Il più grande impianto (~ 8 MW) per DMV in ITALIA !!!
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza ENEL all’estero
Esempio di impianto in costruzione: Huampani HER (Perù)
Recupero salto nel canale di scarico della centrale esistente di HuampaniPotenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
700 4,5 18
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVEsperienza ENEL all’estero
Esempio di impianto in costruzione: Huampani HER (Perù)
Turbine Streamdiver (Voith)Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
700 4,50 18
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SMALL HYDRO RUOLO E POTENZIALITA’
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Esperienza in ENEL
Nel campo del Mini Hydro negli ultimi anni sono state proposte dal mercato
molte soluzioni e questo è proprio in linea con lo spirito di recuperare i salti
“residui” o realizzare centraline per utilizzo dei rilasci DMV o Deflussi Ecologici.
In particolare la spinta per poter avere impianti meno costosi è stata anche
indirizzata verso soluzioni con minore necessità di opere civili.
Es. Soluzioni VLH – Hydromatrix – Turbinator etc..
Particolarità
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVParticolari tipologie di turbina
Turbine “In linea” da installare su tubazioni:
in genere Propeller con generatore a magneti permanenti
es. CLEANPOWER
Turbinator
es. KAWASAKI
Ring power
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVParticolari tipologie di turbina
Turbine “In linea” da installare su tubazioni:
in genere Propeller ma anche Kaplan con possibili soluzioni “in SERIE”
es. VOITH
Micro tubular turbine MTTG
Anche a pale ruota mobili
es. TOSHIBA
E-Kids
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMV
Particolari tipologie di turbina
Turbine Bulbo non tradizionali
es. FELLA
Dive turbine -
es. HSI
Mobile Kaplan Bulb
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVParticolari tipologie di turbina
Turbine Bulbo non tradizionali da disporre a file od a matrice
es. ANDRITZ
Hydromatrix-
Straflomatrix
es. VOITH
Streamdiver
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CENTRALINE RECUPERO SALTO E DMVParticolari tipologie di turbina
Altre soluzioni ….
es. NATALENERGY
SLH
es. BONCIANI
Ruote idrauliche su canali
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti : Tagliuno Gr. 1 (2016)
Tagliuno – ottimizzazione produzione
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
977 8.86 12
Tipologia Kaplan V. con generatore PMG immerso in acqua - ZECO
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti realizzati: Tagliuno Gr. 1 (2016) - (ZECO)
Tipologia Kaplan compatta con generatore PMG in vasca
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
977 8.86 12
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti realizzati: Traversa di ALA (2013) [HDE]
N° 2 gruppi per recupero energia dal rilascio del DMV sulla Traversa
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
400 3,39 15,2
Tipologia VLH ordine a STE (Very Low Head della ditta MJ2)
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti realizzati: DMV PANPERDUTO (2015) [EGPV]
N° 2 gruppi Zeco
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
574 4,72 14,5
Kaplan con generatore PMG immerso in acqua
Impianto
vista presa
Impianto in
fregio al
canale
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti realizzati: TURBIGO II (2007) (HE Hydroenergi)
Soluzione tradizionale per confronto con soluzione di PANPERDUTO
Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
608 4.9 13.3
Tipologia Kaplan verticale con generatori tradizionali all’aperto
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Mini hydro – HPP Revamp – Generatori a magneti permanenti
Esempi di impianti realizzati: PONTEFIUME (2016) [ANDRITZ]Potenza
(kW)
Salto
(m)
Portata
(m3/s)
4910 16 33
Tipologia Kaplan con generatori PMG immersi in vasca (EcoBulb ANDRITZ)
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Mini hydro – SHPP Revamp – Generatori a magneti permanentiRENDIMENTI DEI GENERATORI
Confronto tra soluzioni predisposto da un
fornitore per un generatore da 1 MW
Rendimenti generatori da gare ENEL
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
RIFLESSIONI E CONSIDERAZIONI
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Nuovi tipi di turbine volumetriche
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni
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Nell’ambito del percorso di crescita delle rinnovabili la presenza degli impianti small
hydro va considerata in modo razionale, alla luce degli aspetti positivi e negativi:
- Elevata pressione sulle tariffe e quindi sui costi per confronto con le tecnologie
rinnovabili concorrenti;
- Ricerca continua su tecnologie elettromeccaniche aggiornate e tali da consentire
interventi contenuti sulle opere civili con riduzione costi e semplicità operativa;
- Attenzione sempre più elevata alla sostenibilità ambientale ed all’uso condiviso della
risorsa.
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni Layout Mis
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CENTRALINE DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni Layout S.Caterina
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni Layout Pontesei
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e Considerazioni
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Riflessioni e considerazioni
DMV MIS - Attivo
DMV MIS -Passivo
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUIRiflessioni e considerazioni
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US Department of EnergyEnergy Efficiency & Renewable Energy
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Integrated Hydropower and Storage Systems Operation for Enhanced Grid Services
The Challenge: Constructing a new, large hydropower plant is a challenging proposition with multiple dimensions. Additionally, a significant (~65 GW) untapped, small head, hydro resource exists in the US. Grand challenge of emulating the behavior of a large hydropower plant by combining and cohesively controlling multiple, small Run Of River - HPP with energy storage.
US DoE Feb 2017
CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Fornitura di servizi di rete da SHPP e Storage
Possibilità di sviluppi ulteriori in Italia ed all’estero
Cultura del miglioramento continuo
Utilizzi innovativi ad es.:
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CENTRALINE RECUPERO DMV O SALTI RESIDUI
Esperienza in ENEL
GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
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