Analisi progettuale di un impianto mini idroelettrico inserito in un sistema di approvvigionamento idrico

The purpose of the following thesis is to give a complete and accurate description of mini hydro sector. The total use, in the industrialized countries, of the big hydroelectric reservoirs has increase the interest for this sector, which can obtain simple and efficient solutions to produce electrical energy. The first chapter gives a general overview of the energy problem, trying to remark the main reasons that brought Europe to follow environmentally friendly energy policies based on the production of energy from renewable sources. The second chapter analyzes statistical data on the current situation of the italian renewable plants but also describes the system of incentives and tariffs (with particolar attention in both cases at the hydro source). The next chapters analyze the state of the art about the hydroelectric technology, with particolar attention of the engineering design, the different types of hydroelectric plants and the main hydraulic machines used (with references to the new types of turbines for limit applications). The sixth and final chapter instead examines the real case of the City of Cremia, for which it has been made the design of 3 mini hydro power plants for the use of the waters of the water suply system. This analysis includes the design and the study of each component of the system but also the economic analysis, in order to evaluate the quality of the investment.

Lo scopo della seguente tesi è quello di fornire una visione completa ed accurata del settore mini idroelettrico. Il totale sfruttamento, nei paesi industrializzati, dei siti dove sono a disposizione bacini idroelettrici consistenti ha infatti portato ad un notevole interesse per questo settore, il quale permette di avere soluzioni per la produzione di energia elettrica semplici ma allo stesso tempo molto efficienti. Il primo capitolo è dedicato ad un inquadramento generale del problema energetico, cercando di richiamare le principali motivazioni che hanno portato l’Europa a seguire politiche energetiche ecocompatibili basate sulla produzione di energia da fonti rinnovabili. Il secondo capitolo analizza dati statistici relativi alla situazione attuale degli impianti a fonti rinnovabili sul territorio nazionale, soffermandosi anche sulla parte relativa alle modalità di incentivazione e alle tariffe (con particolare attenzione in entrambi i casi alla fonte idrica). I successivi capitoli analizzano invece lo stato dell’arte della tecnologia idroelettrica, andando a valutare le modalità ingegneristiche di progettazione, le differenti tipologie di impianti idroelettrici e le principali macchine idrauliche utilizzate (con riferimenti alle nuove tipologie di turbine per applicazioni limite). Il sesto ed ultimo capitolo invece prende in esame il caso reale del Comune di Cremia, per il quale è stata svolta l’analisi progettuale di 3 centrali mini idroelettriche per lo sfruttamento delle acque del sistema di approvvigionamento idrico. Tale analisi comprende sia la progettazione e lo studio di ogni singolo componente dell’impianto che l’analisi economica – finanziaria volta a valutare la bontà dell’investimento.