Energia dal mini idro

Mini idroelettrico
Tra le fonti di energia rinnovabile una posizione molto importante in Italia è quella detenuta dall’idroelettrico che copre all’incirca il 20% della produzione totale; nell’ambito di questo tipo di fonte energetica negli ultimi tempi assume sempre maggiore importanza il mini idroelettrico (detto anche mini idro o micro idroelettrico) ovvero un piccolo impianto idroelettrico che produce energia rinnovabile e non inquina. Gli impianti mini idroelettrici trasformano l’energia dell’acqua in energia elettrica, laddove le condizioni di portata e di salto dell’acqua sono in grado di generare potenze inferiori ai 10 MW (megawatt). In questi impianti l'energia posseduta dalla corrente di un corso d'acqua aziona una turbina idraulica che ha la capacità di trasformare l'energia potenziale o cinetica in energia meccanica, questa permette di alimentare un alternatore che la trasforma in energia elettrica. Il mini idro ha la capacità di tutelare al meglio l’ambiente nei seguenti modi: fornire energia in zone altrimenti isolate o raggiungibili mediante opere di maggiore impatto, attuare una politica di produzione legata al territorio, contribuire a diversificare le fonti energetiche, ridurre la dipendenza energetica da fonti convenzionali, azzerare le emissione di gas serra e sostanze inquinanti. Attualmente la costruzione di nuovi impianti idroelettrici di grande potenza è divenuta difficoltosa sia per la saturazione dei siti che hanno caratteristiche adeguate, sia per il notevole impatto ambientale che questi impianti producono. Quet tipo d'impianto può essere adoperato con il coinvolgimento di piccole realtà e usando l’energia prodotta non solo ai fini industriali ma anche a quelli abitativi sia di tipo domestico sia di tipo commerciale. Inoltre non ha l’esigenza di opere di sbarramento significative da realizzare su fiumi o laghi e può arrivare ad un elevato rendimento energetico utilizzando anche modesti corsi d’acqua come canali per l'irrigazione, acquedeotti e vecchi mulini. Genera energia elettrica che solitamente è utilizzata nelle abitazioni, negli esercizi commerciali, nelle aziende artigianali e agricole, nella piccola/media industria. Risponde anche alla necessità di realizzare il decentramento energetico che ci permette non solo di essere auto sufficienti, ma anche di vendere parte dell’energia prodotta immettendola nella rete elettrica pubblica.

Mini idroelettrico: A che serve
Il mini idroelettrico serve per la produzione di energia elettrica con picco massimo di potenza installata non superiore a 100 kW. Se si ha la disponibilità di un corso d'acqua, questi impianti servono a produrre energia sia per utenze isolate (le aree montane difficilmente raggiungibili o non servite della rete nazionale, piccole comunità locali, fattorie o alberghi isolati) che utenze collegate alla rete. Il mini idro viene utilizzato anche nel settore del recupero energetico, in particolare nelle applicazioni idrauliche; in presenza di sistemi di tipo dissipativo come punti di controllo o sistemi di regolazione della portata delle acque in cui vi siano salti (vasche di disconnessione, traverse, sfioratori, partitori, paratoie), si può collocare una turbina che ci permette il recupero energetico posseduto dalla corrente d'acqua (è conveniente nel caso in cui le condotte già siano presenti e quando i salti e le portate d’acqua siano consistenti). Altro esempio è quello dell’utilizzo dei salti d’acqua sugli acquedotti per i quali si spende energia per pompare l’acqua fino a un determinato dislivello, per cui conviene recuperare una parte di energia durante la caduta dell’acqua, oppure posizionando piccole turbine su ridotti corsi d’acqua, torrenti di montagna, canali irrigui o di bonifica. Al momento in Italia questo tipo di impianti beneficia di incentivi per la produzione di energia, con il meccanismo della tariffa unica per gli impianti che non superano 1 megawatt di potenza installata e con il meccanismo dei certificati verdi per gli impianti più grandi. Altra forma di incentivo per gli impianti per la produzione di energia elettrica, alimentati da fonti rinnovabili (compreso il mini eolico) con potenza fino a 200 kW è quella con cui si accede al meccanismo di "Scambio sul posto" dell'energia elettrica prodotta, cioè la possibilità di cedere alla rete elettrica locale la produzione da fonte rinnovabile e di prelevare dalla stessa rete i quantitativi di elettricità nelle ore e nei giorni in cui gli impianti rinnovabili non sono in grado di produrre; tutto ciò pagando solo la differenza, su base annua, tra i consumi totali del cliente e la produzione del suo piccolo impianto. Il GSE è il soggetto curatore del servizio dI "scambio sul posto", ed eroga il contributo in conto scambio attraverso modalità omogenee per l’intero territorio nazionale. 

Mini idroelettrico: Vantaggi e svantaggi
L’installazione del mini idroelettrico presenta alcuni vantaggi rispetto ad altre fonti energetiche rinnovabili tra questi segnaliamo:
1) il modesto impatto ambientale sul territorio circostante l’impianto; 
2) il contenimento degli investimenti (nella realizzazione del mini idroelettrico si utilizza acqua fluente e la costruzione non richiede manufatti imponenti e costosi, con un tempo di ritorno dell’investimento inferiore ai 10 anni);
3) in generale vi è un ridotto inquinamento del paesaggio;
4) una bassa e poco onerosa manutenzione dell’impianto mini idroelettrico (non richiede la presenza di personale fisso, al massimo necessita l'intervento di un operatore per verificare di tanto in tanto che l'impianto idroelettrico funzioni correttamente sia per quanto riguarda la parte idraulica che per quella elettromeccanica);
5) la gestione avviene in remoto, attraverso sistemi di comando e telecontrollo che consentono, mediante un computer di ricevere dati e fornire comandi all’impianto, con funzionamento continuo nelle 24h;
6) gli impianti possono essere gestiti anche da piccole comunità;
7) la possibilità di sfruttare anche modesti corsi d’acqua;
8) la possibilità di installare più impianti anche ravvicinati su uno stesso corso d’acqua;
9) il miglioramento dell'assetto idrogeologico del territorio circostante;
10) la possibilità di inserimento in sistemi di distribuzione e irrigazione delle acque già presenti sul territorio (con rilevanti risparmi soprattutto nella fase di costruzione).
Si presentano anche alcuni svantaggi tra cui segnaliamo:
- la tecnologia con cui vengono costruiti gli impianti è spesso antiquata e di bassa efficienza;
- in diversi casi si sacrificano territori incontaminati per la costruzione degli impianti;
- cantieri, strade e opere di presa possono danneggiare luoghi di grande valore naturalistico:
- gli impianti da 1MW sono il 69% del totale ma solo il 4% della potenza idroelettrica installata;
- la produzione totale nel 2014 copriva appena il 5% del comparto idroelettrico e superava di poco il 2 per mille del fabbisogno complessivo nazionale.

Mini idroelettrico: Link di riferimento
Segnaliamo i link di alcune aziende/associazioni che si occupano di energie rinnovabili e in particolare di mini idroelettrico, e che risultano tra quelle di maggior rilievo a carattere nazionale. GSE (Gestore dei Servizi Energetici) opera per la promozione dello sviluppo sostenibile, attraverso l'erogazione di incentivi economici destinati alla produzione energetica da fonti rinnovabili e con azioni informative tese a diffondere la cultura dell'uso dell'energia compatibile con le esigenze dell'ambiente; in particolare anche il mini idroelettrico rientra nel novero delle fonti energetiche rinnovabili incentivate. Il portale Casasoleil.it si occupa di energie rinnovabili (fotovoltaico, mini eolico, mini idroelettrico, solare termico, biomasse, pompe geotermiche), risparmio energetico e inquinamento domestico; in particolare s’interessa del micro idro descrivendo in maniera particolareggiata le varie tipologie d’impianto e il loro funzionamento. L’European Small Hydropower Association (ESHA) è una associazione no-profit internazionale che rappresenta il settore dei piccoli impianti idroelettrici; l'associazione è stata fondata nel 1989 per iniziativa della Commissione europea. ESHA  è membro fondatore di EREC (European Renewable Energy Council), che raggruppa tutti i principali operatori del settore europeo delle energie rinnovabili e associazioni di ricerca. Ecoage.com è un portale ecologista indipendente che si occupa di energie rinnovabili (fotovoltaico, eolico, geotermico, biomasse, mini eolico, mini idroelettrico); in particolare fa un'attenta e completa descrizione del micro idro e mini idro. Nextville è un portale che si occupa di energie rinnovabili e di efficienza energetica; per il mini idroelettrico propone una completa e organica descrizione degli impianti per questo tippo di produzione energetica e del loro funzionamento.

Mini idroelettrico: Classificazione 
Secondo la classificazione ufficiale dell’UNIDO (United Nations Industrial Development Organization), possiamo identificare 4 principali tipologie di impianti:
• Piccoli - impianti Potenza < 10 MW
• Mini - impianti Potenza < 1 MW
• Micro - impianti Potenza < 100 KW
• Pico - impianti Potenza < 5 KW
Nel nostro paese si ritiene maggiormente corretto il limite, per le mini centrali idroelettriche, di 3 MW, che consente l’allineamento alle direttive dell’autorità per l’energia elettrica e il gas in materia di prezzi di cessione dell’energia.
Nel mini idroelettrico gli impianti mini si possono classificare anche sulla base del loro funzionamento in relazione a come avviene la captazione e l'accumulo delle acque:
1. Impianti ad acqua fluente, che non hanno possibilità di regolazione del flusso d'acqua; la cui portata è collegata al flusso del corso d'acqua.
2. Impianti a deflusso regolato, in cui è possibile regolare le acque per mezzo di una vasca /serbatoio;  la capacità di regolazione è legata alle dimensioni del serbatoio.
 
Mini idroelettrico: Funzionamento
Un impianto mini idroelettrico ha bisogno per il suo funzionamento di un flusso d’acqua che sia abbastanza regolare e di un "salto d’acqua" (che è la differenza di quota tra il pelo libero di monte e quello di valle espresso in metri) anche di pochi metri. Di recente sono stati realizzati impianti con un salto di 1,5 metri, così da permettere anche a singoli cittadini di avere accesso a questa risorsa energetica con micro impianti costruiti a ridosso di canali e piccoli corsi d’acqua. Questi impianti per il loro funzionamento utilizzano opportuni manufatti come canali di adduzione, piccole vasche di carico, condotte forzate, tubazioni di raccordo e altro. L’impianto mini idroelettrico preleva una porzione di acqua corrente del corso che scendendo verso il basso fa girare una turbina in grado di produrre energia meccanica e quest’ultima permette la rotazione di un generatore che trasforma tale energia in elettrica; l’acqua dopo aver attraversato queste apparecchiature viene rimandata, più a valle, nel corso d'acqua da dove è stata prelevata. Le turbine presenti sul mercato sono di numerose tipologie e sono in grado di essere adattate ad ogni tipo di corso d’acqua, con il vantaggio di portare al massimo livello lo sfruttamento dell’energia idrica in relazione alla portata e al dislivello disponibili. I mini impianti idroelettrici possono fornire energia elettrica sia alla rete pubblica sia a utenze di ridotte dimensioni non connesse alla rete (imprese artigianali, piccole aziende, abitazioni isolate, piccoli villaggi, fattorie, strutture alberghiere isolate). L’impianto mini idro funziona incessantemente per tutte le 24 ore, mentre altre fonti energetiche rinnovabili come il solare e il fotovoltaico nei periodi in cui non c'è sole o vento non sono in grado di produrre energia.

Mini idroelettrico: Componenti
Per ogni centralina idroelettrica gli elementi costitutivi sono in linea di massima i seguenti:
1. Componenti civili - opere di presa, di raccolta, di convogliamento e di restituzione dell’acqua
2. Turbina idraulica - è il cuore del sistema e converte l’energia potenziale e cinetica in energia meccanica
3. Generatore - dispositivo che permette la trasformazione dell’energia meccanica in elettrica
4. Trasformatore - macchina elettrica che alza la tensione in uscita dal generatore per renderlo compatibile con la rete elettrica pubblica
5. Sistemi di controllo - quadri elettrici, cablaggi, sistemi di comando e di telecontrollo.