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Mini idroelettrico

Il micro idroelettrico

Impianti di potenza fino a 100 kW

Nella categoria del micro idroelettrico rientrano tutti gli impianti alimentati idroelettrici di potenza elettrica non superiore ai 100 kW.

All'interno micro idroelettrico, è possibile individuare anche un'ulteriore sottocategoria che identifica gli impianti destinati esclusivamente all'autoconsumo di utenze isolate, di taglia inferiore ai 5 kW: si tratta del cosiddetto "pico idroelettrico".
 

Il micro idroelettrico è caratterizzato da un limitato impatto ambientale, dal momento che l'impianto non comporta di norma limitazioni o modifiche all'utilizzo prevalente del corso d'acqua (irrigazione, usi potabili, pesca, ecc.).

Le turbine maggiormente utilizzate nel micro idroelettrico sono senza dubbio le Pelton e le Banki o Cross-Flow (vedi anche "Le turbine idrauliche" nel menu di sinistra), ideali per portate d'acqua limitate. 

Dal punto di vista impiantistico, i micro impianti possono essere sia ad acqua fluente sia installati in acquedotti o in altro tipo di applicazioni idrauliche (vedi anche "Le tipologie impiantistiche" nel menu di sinistra).


Requisiti per l'installazione

In primo luogo bisogna verificare la disponibilità di:

• un salto d'acqua sufficiente (dislivelli anche di pochi metri)

• una portata d'acqua qualsiasi (anche solo 0,5 litri al secondo), purchè abbastanza costante e non eccessivamente condizionata da stagionalità (secche estive)

Il salto e la portata sono i criteri fondamentali per il dimensionamento dell'impianto, cioè per la scelta della potenza della turbina, che deve tenere conto anche dell'utilizzo che si intende fare dell'elettricità prodotta (autoconsumo o vendita alla rete).

Nota bene: dal punto di vista autorizzativo, uno dei requisiti principali è il possesso della Concessione di derivazione di acque pubbliche superficiali per uso idroelettrico. Per le "piccole derivazioni" d'acqua, che identificano impianti con potenza nominale media inferiore ai 3 MW, l'ente incaricato del rilascio della Concessione è la Provincia (per approfondire, consulta "Iter autorizzativo micro e mini idroelettrico" nel menu di destra).


Applicazioni

Le applicazioni del micro idroelettrico sono sostanzialmente due.

Da una parte abbiamo impianti connessi alla rete, che possono usufruire degli incentivi dedicati alle fonti rinnovabili. 

Dall'altra invece ci sono impianti, spesso con potenza di pochi kW, al servizio di utenze prive di un collegamento con la rete elettrica.


Impianti connessi alla rete

L'elettricità prodotta da impianti idroelettrici , entrati in esercizio in data successiva al 1° gennaio 2013, ha diritto a beneficiare del meccanismo incentivante della Tariffa onnicomprensiva o in alternativa al servizio di Scambio sul posto (fino a una potenza massima di 500 kW).


La Tariffa onnicomprensiva

Hanno diritto alla Tariffa onnicomprensiva i micro e mini impianti idroelettrici:

• di potenza non superiore a 1 MW (se ricadenti nella disciplina del Dm 6 luglio 2012);

• di potenza non superiore a 500 kW (se ricadenti nella disciplina del Dm 23 giugno 2016).

La Tariffa onnicomprensiva consiste nel riconoscimento di 0,257 € di per ogni KWh di elettricità netta prodotto e immesso nella rete elettrica da impianti inferiori a 20 kW, di 0,219 € da impianti tra 20 e 500 kW e di 0,155 € da impianti tra 500 e 1000 kW  (Dm 6 luglio 2012).

Le tariffe del Dm 23 giugno 2016 sono invece pari a 0,210 € di per ogni KWh di elettricità netta prodotto e immesso nella rete elettrica da impianti inferiori a 250 kW, di 0,195 € da impianti tra 250 e 500 kW e di 0,150 € da impianti tra 500 e 1000 kW.

 L'incentivo viene corrisposto per un periodo di 20 anni.

Per approfondire tutti gli aspetti economici e impiantistici, e per conoscere le procedure di accesso alla tariffa, si vedano le voci "Incentivi FER 2016 (Dm 23 giugno 2016)" e "Incentivi FER (Dm 6 luglio 2012)" nel menu di destra.


Lo Scambio sul posto

Gli impianti idroelettrici fino a 500 kW di potenza possono, in alternativa alla Tariffa onnicomprensiva, richiedere il servizio di Scambio sul posto.

"Il servizio di Scambio sul posto", secondo la definizione dell’AEEG, "consiste nel realizzare una particolare forma di autoconsumo in sito, consentendo che l'energia elettrica prodotta e immessa in rete possa essere prelevata e consumata in un momento differente da quello nel quale avviene la produzione [...]".

Per approfondire tutti gli aspetti economici e impiantistici, e per conoscere le procedure di accesso al servizio, consulta la voce "Lo Scambio sul posto" nel menu di destra.


Impianti isolati dalla rete

Il micro idroelettrico si configura come la soluzione ideale in tutti quei casi in cui, a fronte di una sufficiente disponibilità d'acqua (in termini di salto e di portata), vi è la necessità di soddisfare il fabbisogno elettrico di edifici privi di un collegamento alla rete.

 

Pur essendo piuttosto rare, anche in Italia esistono una serie di utenze isolate dalla rete, che possono trarre grande beneficio dall'installazione di microcentrali idroelettriche alimentate da piccoli corsi d'acqua.

Nella maggior parte dei casi si tratta di utenze situate in zone montane, come ad esempio:

• piccole comunità isolate

• fattorie 

• rifugi montani 

• agriturismi

• ecc.

La maggior parte dei micro impianti idroelettrici che alimentano utenze isolate dalla rete, sono caratterizzati da potenze elettriche molto basse.

Spesso si tratta di impianti di potenza anche inferiore ai 5 kW, che rientrano quindi più propriamente nella categoria del "pico idroelettrico". In commercio si trovano pico turbine adatte a tutti gli utilizzi, con potenze che vanno dai 200 watt in su.

I costi specifici (per kW installato) di un impianto pico idroelettrico sono molto vantaggiosi, poichè consentono di risparmiare sulle opere accessorie (canali artificiali, sbarramenti, ecc.) che caratterizzano gli impianti di taglia superiore.

La fonte idroelettrica ha una particolare caratteristica che la differenzia dalla maggior parte delle altre fonti rinnovabili. L'erogazione di energia elettrica, infatti, avviene in maniera continuativa e non intermittente (esclusi ovviamente i periodi di fermo ed eventuali siccità in corsi d'acqua a regime torrentizio).

Rispetto all'eolico e al fotovoltaico, quindi, l'idroelettrico isolato dalla rete ha il vantaggio di non richiedere la presenza di costose e ingombranti batterie di accumulo dell'elettricità prodotta.

Grazie ai moderni sistemi di controllo e regolazione, l'elettricità (in corrente continua) inviata alle utenze viene istantaneamente adeguata alla richiesta elettrica delle utenze stesse. L'energia in surplus rispetto al fabbisogno è automaticamente deviata verso sistemi dissipativi.

Un'interessante opzione impiantistica consiste nello sfruttare l'energia in surplus, per alimentare resistenze elettriche in grado di riscaldare l'acqua calda per usi sanitari e per il riscaldamento. Si tratta di una soluzione che, a partire da un unico impianto, può fornire sia elettricità che calore, consentendo il massimo grado di autonomia energetica.

La completa automazione in fase di funzionamento, unita alla possibilità di controllare e regolare a distanza i parametri di funzionamento dell'impianto, fa sì che gli unici interventi manuali necessari siano quelli di ordinaria o straordinaria manutenzione.


I costi

Tra tutte le rinnovabili, la fonte idroelettrica è una di quelle che presenta le maggiori difficoltà nel momento in cui si tenta di ipotizzare un costo di investimento medio per kW installato.

Questo perchè bisogna tenere conto delle eventuali opere civili (canali di presa, opere di sbarramento, ecc.), che nella determinazione del costo complessivo spesso incidono per il 50%, ben più della parte meccanica ed elettrica. 

In linea generale, per il micro idroelettrico valgono le economie di scala: questo significa che i costi specifici (cioè per kW installato) dei micro impianti diminuiscono all'aumentare della taglia.

Ma questa regola ha un'eccezione. La realizzazione di un impianto pico idroelettrico, caratterizzato da elevata semplicità impiantistica e da turbine con potenze non superiori ai 5 kW, consente spesso di risparmiare sulle opere civili necessarie negli impianti di taglia superiore e di avere così costi specifici molto convenienti.

Altri elementi importanti sono la natura e la conformazione del terreno e del corso d'acqua e l'eventuale pre-esistenza di sistemi idraulici (come ad esempio i vecchi mulini abbandonati), che possono essere riconvertiti in micro centrali a condizioni vantaggiose.
 
Indicativamente, la forbice di costo per il micro idroelettrico è di 1.500-3.000 € / kW installato.
 
Grazie a sistemi di automazione e di controllo a distanza, le micro centrali non necessitano di personale dedicato a tempo pieno. Richiedono comunque regolari interventi di controllo e manutenzione, a costi crescenti con il passare degli anni.

I tempi di ammortamento di un investimento economico nel micro idrolettrico sono nell'ordine dei 15-20 anni per impianti di potenza compresa tra i 10 e i 100 kW. Per impianti di taglia inferiore ai 10 kW, i tempi di ammortamento possono scendere anche sotto i 10 anni.

Si tratta di risultati economici molto interessanti, che devono tenere conto anche di:

una lunga vita utile dell'impianto, stimabile in almeno 25-30 anni, ma che in molti casi può arrivare tranquillamente ai 50 anni e oltre

• un'elevato fattore di utilizzo, cioè un elevato numero di ore equivalenti annue di funzionamento dell'impianto alla potenza nominale (3.000-5.000 ore/anno)

Il Capacity factor (o "Fattore di utilizzo") è un indice che individua il rapporto tra l'energia prodotta in un intervallo di tempo e quella che avrebbe potuto essere prodotta se l'impianto avesse funzionato, nello stesso intervallo, alla potenza nominale.

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