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Un nuovo vortice idroelettrico

Un progetto semplice ed efficace per generare energia rinnovabile dalle acque fluviali.

di Chris Dalby
18 maggio 2020
8 min di lettura
diChris Dalby
18 maggio 2020
8 min di lettura

L’idroelettrico è da sempre al centro di progetti infrastrutturali estremamente ambiziosi, in cui gli scenari naturali vengono rimodellati per erogare energia a milioni di persone: si pensi alla diga delle Tre Gole in Cina, alla diga di Itaipú in Brasile, oppure alla Grand Coulee e alla diga di Hoover negli Stati Uniti. Ma nonostante l’evoluzione delle tecnologie abbia portato, con il tempo, a una considerevole riduzione delle dimensioni di queste opere, le turbine a vortice per il micro-idroelettrico progettate dall’azienda belga Turbulent sembrano essere la prima iniziativa volta a creare soluzioni di energia rinnovabile su scala ridotta in questo comparto. La loro installazione è relativamente semplice.

Il progetto di Turbulent

L’idea alla base del progetto di Turbulent è relativamente semplice e può essere applicata sia direttamente nei fiumi che in impianti su terra. Per le installazioni a terra viene scavata una fossa di circa 1,5 metri di diametro; a questa si collegano due canali da cui affluisce l’acqua, proveniente da una fonte vicina, con un dislivello sufficiente a creare un effetto vortice. Nella fossa viene realizzato un bacino di calcestruzzo, contenente un generatore e una girante, e la terra rimossa viene quindi risistemata nella posizione di origine. Costruendo una barriera nel fiume o nel canale collegato si devia il corso dell’acqua facendola riversare nel bacino, in modo da creare il vortice e alimentare la turbina.
Le opere di installazione di una singola turbina richiedono circa una settimana. L’impianto e il generatore possono essere realizzati in tre taglie da 15, 30 e 100 kilowatt. La turbina può anche essere installata su un terreno inclinato, purché la pendenza non superi i tre 3 metri di dislivello su 100 di lunghezza.
Nei fiumi o nei canali, le turbine a vortice vengono installate direttamente nel corso d’acqua in modo indipendente. Ognuna di queste turbine può generare elettricità 24 ore su 24 sfruttando il flusso dell’acqua e, nel caso del modello da 100 kilowatt, può erogare energia a 60 abitazioni.
Ma Turbulent punta a fornire energia anche a comunità di dimensioni più grandi, che ad esempio abbiano problemi ad accedere all’elettricità o che siano alla ricerca di alternative più pulite. Secondo l’azienda, sarebbe possibile installare più turbine in uno stesso canale o fiume e quindi combinare la potenza generata dalle diverse unità, arrivando così a erogare maggiori quantità di energia senza bisogno di erigere infrastrutture invasive come le dighe.
Secondo la pubblicazione The Civil Engineer, questi impianti idroelettrici possono generare ben 10 megawatt (MW) di energia, una quantità sufficiente per rifornire una cittadina di 300 abitanti. Indipendentemente dalle dimensioni dell’impianto, le attività di installazione e manutenzione sono concepite per essere semplici.
Turbulent promette basse esigenze di manutenzione e riparazione in quanto l’intera turbina contiene un solo componente mobile, non ha impatto sui pesci e può essere monitorata da remoto. Dalla sua introduzione nel 2018, la turbina a vortice è stata installata in sei paesi per finalità sia residenziali che industriali.
Turbulent ha installato queste turbine in paesi come Francia, Indonesia e Cile, ma il progetto più importante avviato finora, che riguarda sei delle turbine più grandi da 100 kilowatt, è attualmente in corso di costruzione a Ylang, a Taiwan.

Altri pretendenti al trono della turbina

Per quanto unico, il progetto di Turbulent è solo uno dei numerosi studi attualmente in corso sul micro-idroelettrico, alcuni dei quali stanno letteralmente reinventando la ruota idraulica.
Lucid Energy, azienda di Portland (Oregon), ha ideato un sistema di generazione dell’energia da collocare nelle condutture dell’acqua municipali, che funziona essenzialmente producendo elettricità dalla rete idraulica. Denominato LucidPipe Power System, ha un impatto talmente basso da non rallentare minimamente il flusso dell’acqua.
L’azienda ha siglato un accordo con la città di Johannesburg, in Sudafrica, per installare le sue turbine nella rete idrica metropolitana inizialmente in forma sperimentale, con l’obiettivo finale di coprire il 10% del fabbisogno.
Un’altra azienda americana, Rentricity, ha sviluppato un sistema di generazione idroelettrica destinato in particolare agli impianti di trattamento delle acque reflue. Le celle a combustibile e le batterie vengono collocate nei canali di scarico e possono fungere da alimentazione di riserva per le funzioni operative e di trattamento delle acque. Questa applicazione è stata inoltre ampliata per alimentare elettricamente le operazioni di gestione idrica di intere città. Le turbine Rentricity forniscono attualmente energia agli impianti di distribuzione dell'acqua di Richmond (Utah) e di altre municipalità in Colorado e nello Utah.
Vi sono anche altri progetti sperimentali promettenti. Il generatore portatile Enomad Uno (ex Estream), ad esempio, può essere annoverato tra le batterie idroelettriche più piccole al mondo e viene usato come fonte di energia per smartphone o tablet. Inoltre, Enomad Uno ha realizzato con la forma di una turbina a tre pale, può essere applicato sul retro di un’imbarcazione o perfino di un kayak e fungere da accumulatore di energia per la carica di vari dispositivi elettronici. L’azienda produttrice, Enomad Corp, propone anche una serie di altre soluzioni micro-idroelettriche utilizzabili in modo indipendente dalla rete pubblica.

Cosa si prospetta per il futuro?

A quanto si è visto negli ultimi mesi, i progetti di generazione micro-idroelettrica potrebbero essere a un punto di svolta. Paesi come il Ghana e la Malesia, nei quali è molto difficile distribuire energia alle comunità in modo sostenibile e affidabile, hanno realizzato diversi impianti micro-idroelettrici tra la fine del 2019 e l’inizio del 2020.
Alcuni ricercatori che partecipano al programma United Nations Development Project (UNDP) nella regione Asia-Pacifico si sono espressi favorevolmente sul micro-idroelettrico ad aprile del 2020, dichiarando che questa tecnologia “sta trasformando lo stile di vita delle comunità”. Il loro apprezzamento è frutto di un progetto condotto sull’isola di Sumatra, in Indonesia, che ha permesso di portare per la prima volta l’elettricità a 4.000 persone.
Vedendo che questi impianti offrono la possibilità non solo di ridurre le emissioni nelle economie più evolute, ma anche di creare fonti di energia sostenibili nelle aree più remote e meno sviluppate, molti governi e istituzioni private stanno investendo risorse nello sviluppo del micro-idroelettrico.

Il Dipartimento dell’Energia statunitense ha creato una pagina dedicata a questa tecnologia che fornisce spiegazioni sui diversi tipi di turbine e sulle risorse disponibili agli utenti residenziali e industriali che siano interessati a installarle. Anche il National Center for Advanced Technology ha incluso il micro-idroelettrico tra i suoi progetti ufficiali per il futuro.
Vi sono ancora, tuttavia, diversi ostacoli da superare. Ad esempio, la facilità d’installazione e le ridotte esigenze di manutenzione di molti impianti idroelettrici su scala ridotta portano spesso a tralasciare qualsiasi supervisione o a non prevedere finanziamenti successivi. A due anni dall’installazione di 55 piccoli impianti idroelettrici nello stato indiano di Himachal Pradesh, la mancanza di finanziamenti ha portato all’interruzione del loro funzionamento.
Può darsi che il micro-idroelettrico non sia ancora la scelta più immediata per le comunità e le abitazioni che desiderino staccarsi dalla rete pubblica o utilizzare in modo indipendente le proprie risorse idriche. Di fronte alla grande varietà delle tecnologie emergenti, tuttavia, la loro crescente adattabilità e la varietà degli scenari in cui possono essere implementate appare molto promettente per il futuro.

 

L'autore: Chris Dalby

Giornalista specializzato in energia e politica con esperienza nei settori della politica, dell'energia, dell’oil & gas, dell'estrazione mineraria, della finanza, dell'economia, dell'America Latina, della Cina e delle Olimpiadi.