The eco-efficient design of small hydropower stations. A handbook of life cycle design guidelines for small hydropower stations

Small-Hydropower stations (SHPS) are hydroelectric systems that use the runoff of a river to produce energy with an output of less than 10MW. They are usually located in the mountain areas of a catchment basin where steep slopes facilitate the water delivery to the turbines or waterwheels at high speeds. It is generally thought that distributed energy technologies such as small hydropower systems have a low impact on the environment surrounding them. However, in the case of small hydropower systems, it is important to assess all aspects of its life cycle stages (LCA) to truly understand the overall possible adverse effect it has on the environment. This assessment should result in identifying areas of priority when designing future, eco-efficient small hydropower systems. The life cycle stages of a small hydropower system includes production, transportation, usage and disposal at the end of its lifespan. Therefore, an environmental assessment of all the life cycle stages (LCA) is worth doing to identify the phases and processes with the highest environmental impacts. This thesis performs a Life Cycle Assessment (LCA) on a typical small hydropower system, and identifies environmental priorities over the Life Cycle Design (LCD) strategies and guidelines. In other words this thesis moves from general to product specific LCD guidelines and a checklist. All of this will result in the form of a handbook for designer free of charge and in copy left.

Il cosiddetto piccolo idroelettrico è una particolare centrale idroelettrica con una ridotta capacità di produzione di energia (inferiore ai 10 MW). Solitamente sono situate nelle aree montane dove l’acqua di un fiume grazie alla naturale pendenza, viene condotta da un bacino, attraverso un canale, a una turbina. L’azione del flusso dell’acqua sulle pale della turbina permette la rotazione dell’albero di un generatore, che converte il movimento dell’asse in energia elettrica. È pensiero comune il fatto che questo genere di tecnologia sia considerata a basso impatto ambientale. Rimane a ogni modo importante, nel caso di questo particolare tipo di centrale idroelettrica, valutare tutti gli aspetti del suo ciclo di vita per comprenderne appieno l’impatto ambientale. La valutazione che ne risulta aiuta a individuare le priorità ambientali nella progettazione futura di piccoli impianti idroelettrci eco-efficienti. La valutazione ambientale di tutte le fasi del ciclo di vita è importante per identificare le fasi ed i processi a maggior impatto sull’ambiente. Le singole fasi del ciclo di vita comprendono: pre-produzione, produzione, trasporto, uso e dismissione. Questa tesi sviluppa il Life Cycle Assessement di un piccolo idroelettrico, e ne identifica le priorità strategiche ambientali. In seconda battuta sviluppa delle linee guida di Life Cycle Design specifiche per il tipo di prodotto e indicatori di priorità strategiche ambientali. Il risultato del lavoro di ricerca progettuale è poi riportato nella forma di una Manuale di linee guida per la progettazione di piccoli sistemi idroelettrici. Il manuale sarà disponibile in licenza craetive commons e disponibile gratuitamente nella versione digitale.