Polimi 2009 Mini-idro Guida Alla Verifica Della Domanda Di Concessione

MINI – IDRO I DOCUMENTI A CORREDO DELLA DOMANDA DI CONCESSIONE DELLA DERIVAZIONE

INDICE 1. Descrizione generale del sito. ....................................................... ......................... ........................................................... ........................................... .............. 1

1.1 Cartografia............................................................ Cartografia.............................. ........................................................... ........................................................... .............................. 1 1.1.1 Relazione Geologica ........................................................ ............................ ......................................................... ........................................... .............. 1 1.2 Salto disponibile disponibile e salto utile ........................................................ ............................ ......................................................... ................................... ...... 2 1.2.1 Salto Disponibile o Lordo (H G)...................... ).............................. ............... ............... ............... ............... ................ ............... ............... ............ 2 1.2.2 Salto Utile (H N). ............... ...................... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ................ ............... ........... 2 1.3 Stima della portata disponibile. disponibile. ....................................................... ........................... ......................................................... ................................ ... 4 1.3.1 Stima della portata da dati Idrometrici............................ Idrometrici .......................................................... ............................................. ............... 4 1.3.2 Stima della della portata con metodi Idrologici...................................... Idrologici................................................................... ................................. 4 1.3.3 Stima della portata dalle dalle curve di durata regionalizzate regionalizzate .............................................. ............................ .................. 5 1.3.4 Il Deflusso Minimo Vitale [DMV] ........................................................... ............................. ..................................................... ....................... 6 1.3.5 Portata di Piena [QF] ....................................................... .......................... ........................................................... ............................................ .............. 7 1.4 Calcolo della della Potenza e della Producibilità Producibilità dell’impianto.......................... dell’impianto................................................. ....................... 7 2. Descrizione tecnica del progetto ....................................................... .......................... ........................................................... .................................... ...... 10 2.1 Sbarramento................................................................. Sbarramento.................................... ........................................................... ................................................. ................... 10 2.1.1 Traversa .......................................................... ............................ ........................................................... .......................................................... ............................. 10 2.1.2 Minimo Deflusso Vitale [DMV] ........................................................ ........................... ........................................................ ........................... 12 2.1.3 I Passaggi per la fauna ittica. ....................................................... ........................... ......................................................... ............................. 12 2.1.4 Stramazzo , canale canale di scarico scarico e vasca vasca di dissipazione.................................... dissipazione.............................................. .......... 13 2.2 Opere di derivazione ....................................................... .......................... ........................................................... .............................................. ................ 14 2.2.1 Opera di presa......................................... presa............ ........................................................... ........................................................... .................................... ....... 14 2.2.2 Canali e condotte....................................... condotte.................................................................... ........................................................... ................................... ..... 15 2.2.3 Condotta Forzata........................................... Forzata............. ........................................................... ........................................................... ................................ 15 2.2.4 Opera di restituzione ....................................................... ........................... ......................................................... .......................................... ............. 15 2.3 Centrale.................................. Centrale.... ........................................................... ........................................................... .......................................................... ............................ 16 2.3.1 Valvola.............................................. Valvola................ ........................................................... ........................................................... ............................................ .............. 16 2.3.2 Turbina e Regolatore..................................................... Regolatore....................... ........................................................... ............................................ ............... 16 2.3.3 Generatore e Moltiplicatore Moltiplicatore di giri (se necessario) necessario).......................... .................................................... .......................... 17 2.3.4 Sistemi di protezione protezione e Impianti Impianti DC di Emergenza. .................................................. ............................ ...................... 17 2.3.5 Trasformatori ........................................................ ........................... ........................................................... ..................................................... ....................... 18 3. Analisi economica e finanziaria. ........................................................ ........................... ........................................................... .................................... ...... 18 3.1 Investimento e costi................................................ costi.................. ........................................................... ....................................................... .......................... 18 3.1.1 Investimento Iniziale............................. Iniziale .......................................................... ........................................................... ........................................ .......... 18 3.1.2 Costi di Operazione e Manutenzione dell’impianto dell’impianto ................................................... .......................... ......................... 19 3.2 Benefici conseguenti alla produzione produzione di energia ........................................................ ............................ ............................... ... 19 3.2.1 Tariffe .......................................................... ............................ ........................................................... ........................................................... ................................. ... 19 3.2.2 Incentivi ....................................................... ......................... ........................................................... ........................................................... ................................. ... 19 3.3 Analisi del flusso di cassa previsto........................... previsto ....................................................... ..................................................... ......................... 20 3.4 Metodi di valutazione economica ........................................................... ............................. ..................................................... ....................... 20 3.4.1 Costo del denaro (valore attuale) ....................................................... ......................... ..................................................... ....................... 20 3.4.2 Tempo di pareggio.............................................. pareggio........................................................................... ....................................................... .......................... 21 3.4.3 Ritorno dell’ Investimento ....................................................... .......................... ........................................................... ................................... ..... 21 3.4.4 Valore Attuale Netto (VAN)........................................................ (VAN).......................... ........................................................... ................................ ... 21 3.4.5 Rapporto Beneficio – Costo [BCR]. ........................................................ ........................... ................................................ ................... 22 3.4.6 tasso di di rendimento rendimento interno METODO [TRI].............................................................. [TRI]........................................ ...................... 22 4. Studio di impatto ambientale. ....................................................... ......................... ........................................................... ......................................... ............ 22 4.1 Descrizione ambientale generale del sito........................................... sito.............. ........................................................ ........................... 23 4.2 Identificazione Identificazione degl’Impatti ........................................................ ............................ ......................................................... .................................... ....... 23 DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

ii

4.2.1 Impatti durante la costruzione ..................................................... ......................... ........................................................ ................................ 23 4.2.2 Impatti durante il funzionamento funzionamento .......................................................... ............................. .................................................. ..................... 24 4.2.3 Impatto della Linea di elettrica............................................. elettrica............... ........................................................... ...................................... ......... 24 4.3 Mitigazione Impatto ambientale............................... ambientale............................................................ ...................................................... ......................... 24 5. Connessione alla rete. ........................................................ ........................... ........................................................... .................................................... ...................... 25 6. Immobili Terreni informazioni. ........................................................... ............................. ........................................................... .................................... ....... 25 7. Documenti di supporto. ........................................................... .............................. ........................................................... ............................................... ................. 25 7.1 Cronogramma di costruzione ..................................................... ........................ ......................................................... ................................... ....... 25 7.2 Informazione sui richiedenti................................ richiedenti............................................................. ......................................................... ................................ 26 8. Mappe, disegni e relazioni. ....................................................... ......................... ........................................................... .............................................. ................. 26 8.1.1 Corografia............................................... Corografia................. ........................................................... ........................................................... ...................................... ........ 26 8.1.2 Carta Topografica Topografica della della situazione di fatto e di progetto ........................................... ............................. .............. 26 8.1.3 Mappa catastale ........................................................... .............................. ........................................................... ............................................. ............... 26 8.1.4 Planimetrie e disegni disegni ingegneristici ingegneristici e di dettaglio......... dettaglio...................................... ............................................. ................ 27 8.2 RELAZIONI: RELAZIONI: ............... ....................... ............... ............... ............... ............... ................ ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ......... 27 8.2.1 Relazione Generale.................................................. Generale.................... ........................................................... ................................................. .................... 27 8.2.2 Relazione Idrologico- Idraulica ....................................................... .......................... ........................................................ ........................... 27 8.2.3 Relazione Geotecnica ....................................................... .......................... ......................................................... ........................................ ............ 27 8.2.4 Relazione Ambientale............................................... Ambientale............................................................................ ................................................. .................... 27 8.2.5 analisi economica e finanziaria............................................. finanziaria.......................................................................... ..................................... ........ 27 9. Riferimenti: .......................................................... ............................ ........................................................... ........................................................... ....................................... ......... 27

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

iii

MINI-IDRO I DOCUMENTI A CORREDO DELLA DOMANDA DI CONCESSIONE DELLA DERIVAZIONE

In tutti i paesi dell'Unione europea la realizzazione di mini centrali idroelettriche necessita di un permesso da parte delle autorità per l’utilizzo dell'acqua. La procedura per l'acquisizione di questa autorizzazione varia da un Paese all'altro, ma in generale le domande devono essere corredate della documentazione tecnica che dia all’autorità competente l’informazione necessaria per il rilascio della concessione. Il presente documento, in forma di linea-guida, vorrebbe fornire alle autorità responsabili della concessione dell’uso dell’acqua una panoramica dell’informazione di carattere tecnico necessaria per la valutazione di un progetto mini-idroelettrico mini-idroelettrico tipico. Inoltre, vorrebbe dare loro un aiuto nell’analisi tecnica della richiesta di concessione e facilitare la decisione fra diverse domande per lo sfruttamento dello stesso sito. Ogni domanda di concessione dovrà essere corredata della documentazione tecnicoeconomica che fornisca in maniera esauriente tutte le informazioni in merito al progetto. In particolare, i documenti che dimostrino la fattibilità tecnica ed economica del progetto e lo studio del suo impatto ambientale. Di seguito sono brevemente discusse le varie voci che devono essere studiate e descritte in un progetto di un impianto mini-idroelettrico. mini-idroelettrico. 1. Descrizione generale del sito

Questo voce dovrà contenere la descrizione delle caratteristiche del sito dal punto di vista topografico e geomorfologico. Inoltre, dovrà includere la stima della disponibilità della risorsa idrica e il suo potenziale di generazione, nonché una descrizione dettagliata del progetto. Sarà conveniente segnalare qui il tipo di schema proposto (centrale ad acqua fluente, centrale a piede diga, centrale integrata a un dispositivo di derivazione, canale o condotta in pressione, per esempio di un acquedotto) e le principali caratteristiche di ognuno dei componenti. Dovranno essere segnalati anche ogni tipo di vincolo specifico del sito e/o la sensibilità ambientale. 1.1

Cartografia

La domanda dovrà includere una mappa corografica in scala 1:5000 - 1:25000 in cui tutte le opere previste dallo schema (opera di presa, derivazione, condotta forzata, centrale idroelettrica, opera di restituzione) siano chiaramente localizzate indicando anche le coordinate geografiche di ogni elemento. 1.1.1 RELAZIONE GEOLOGICA

Un impianto idroelettrico, anche di piccola taglia, necessita di uno studio geologico onde evitare conseguenze indesiderate durante l’operazione, a causa per esempio, di infiltrazioni sotto la traversa, cedimento degli argini del canale o di altri problemi di stabilità geologica. Lo studio dell’assetto geologico dovrà dimostrare la stabilità del terreno di fondazione del fabbricato della centrale e dello sbarramento e del suo serbatoio (se presente nello schema). In quest’analisi si dovranno considerare le variazioni del livello dell'acqua nel serbatoio. Particolare attenzione si dovrà prestare alla progettazione del canale e un minimo di studio geomorfologico del terreno dovrà essere fatto per assicurare la stabilità di questa struttura lungo l'intero percorso, soprattutto negli schemi di alta montagna in cui spesso la stabilità del terreno superficiale è fortemente influenzato dalle caratteristiche geomorfologiche come la presenza di frane o la caduta di massi. A questo livello del progetto lo studio geologico può essere fatto mediante l’uso di mappe foto-geologiche in scale 1:10 000 ~ 1:5 000, che permettano al geologo di identificare i tipi di DIIAR. Priscila Escobar Rojo 1 Marco Mancini

roccia, di determinare le strutture geologiche e di individuare potenziali instabilità dei pendii. In ogni caso, è sempre auspicabile la presentazione di fotografie del sito interessato realizzate dopo un sopralluogo da parte del geologo. I risultati possono essere forniti come mappe geomorfologiche alle stesse scale di cui sopra, in cui dovranno essere indicate tutte le formazioni geologiche che interessano le strutture idrauliche. idrauliche. 1.2

Salto disponibile e salto utile

L’esistenza di un dislivello fra le sezioni di monte e valle degli organi generatori è indispensabile per lo sfruttamento idroelettrico, infatti, il potenziale idroelettrico di un sito è funzione lineare di questo dislivello. Tale dislivello è noto come “salto” e in ambito idroelettrico si identificano due tipi di salto: Salto disponibile disponibile [ H G  G]  e Salto utile la [ H N  N].   1.2.1 SALTO DISPONIBILE O LORDO [H G  G].  

Il salto disponibile [ H G  G ] è definito come il dislivello, misurato in metri, fra il pelo libero dell’acqua a monte dell’opera di sbarramento e il pelo libero dell’acqua all’opera di restituzione. In relazione al salto disponibile disponibile lo schema progettuale e il successivo impianto sarà classificato a salto "basso", dove H G  G  è inferiore a 10 m, “medio”, se H G  G  si trova nell’intervallo 10m - 100m, e “alto”, quando H G  G  è maggiore di 100m. Fatta eccezione per gli schemi a salto molto basso, a questo livello di progetto è possibile considerare il salto disponibile disponibile costante. Negli schemi con salto disponibile alto, esso può essere misurato direttamente sulla cartografia. Negli schemi con salto basso, invece, solitamente è necessario misurare il salto direttamente in sito. Queste misure dovranno realizzarsi per diversi valori di portata utilizzando tecniche di rilevamento topografico. Il livello di precisione dipenderà dal valore del salto. Valori più piccoli di salto disponibile richiedono precisione maggiore. 1.2.2 SALTO UTILE [H N  N].  

Il salto utile [ H N  N]  è definito come il dislivello dei peli liberi a monte e a valle dei meccanismi motori, è il valore di salto in base al quale sono stabiliti i canoni di concessione. Il salto utile disponibile a causa delle perdite di carico sviluppate lungo le opere di derivazione e restituzione. 1.2.3 SALTO UTILE NETTO [H NN  NN ].

Il salto utile netto [ H NN  NN ] corrisponde al carico alla turbina, sarà sempre inferiore al salto utile a causa delle perdite di carico sviluppate nella condotta forzata che convoglia l’acqua verso la turbina. Il salto utile netto si utilizza nel calcolo della potenza di targa dei gruppi turbina – generatore, ovvero della potenza installata del impianto [ P T T].  Le perdite che devono essere considerati nella stima del salto utile e del salto utile netto sono di due tipi: • Perdite distribuite [h f f ]: Sono le perdite che si sviluppano lungo la derivazione, derivazione, lungo il canale di restituzione e lungo la condotta forzata (se presente nello schema) principalmente a causa della scabrezza delle pareti di questi dispositivi. Queste perdite possono essere calcolate mediante una delle formule empiriche note come, per esempio, la formula di Manning: hf  = L

V 2  4 

K 2 R 3 

1.

dove h f f  [m] rappresenta il totale della perdita di carico distribuita; L [m] è la lunghezza del percorso della corrente dalla presa fino alla restituzione; K [m1/3 /s] è il coefficiente di scabrezza DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

2

di Strickler, questo coefficiente dipende dal tipo di materiale del tubo o canale; R [m] è il raggio idraulico dato dal rapporto A / P  P con A m2 area della sezione bagnata e P [m] perimetro bagnato 1/3

Strickler K [m

Materiale

Acciaio saldato Polietilene (PE) PVC Cemento - amianto Acciaio Ghisa Legno (tubi nuovi) Cemento (casseri in acciaio lisci) Canali scavati in terra puliti Canali in ciottoli Canali in ghiaia

 /s]

70 - 90 100 - 110 100 - 110 90 - 100 60 - 70 70 - 75 75 - 80 65 - 70 40 - 50 25 - 30 30 - 35

Le perdite distribuite in tubi di diametro di dimensioni superiori a 5 cm e con velocità della corrente fino a 3 m/s, possono essere calcolate anche con la formula di Hazen-Williams: Hazen-Williams: 1.85 

⎛ V  ⎞ hf  = 6.87   1.165  ⎜ ⎟ D  165  ⎝ C ⎠ L

2.

dove h f f  [m] rappresenta il totale della perdita di carico distribuita, L [m] è la lunghezza del tubo, C  [m1/3 /s] è il coefficiente di Hazen-Williams che dipende dal materiale del tubo e D  [m] è il diametro del tubo. Materiale del tubo

C di Hazen Williams

Acciaio non rivestito (tubi nuovi) Acciaio saldato Cemento amianto Plastico Ghisa (tubi nuovi) Ghisa (tubi vecchi) Legno (tubi nuovi) Cemento (casseri in acciaio lisci)

150 110 140 135 - 140 130 90 -105 120 140

]: Oltre alle perdite distribuite l’acqua che fluisce attraverso un • Perdite localizzate [ ∆h ]: sistema di tubi e canali, sviluppa perdite di carico a causa della presenza di cambiamenti geometrici nel canale o tubo, in particolare nelle sezioni d’imbocco e di sbocco, nelle sezioni dove sono presenti griglie, cambi di direzione, gomiti, giunti, valvole e contrazioni o ampliamenti improvvisi. Queste perdite dipendono dalla velocità della corrente e di solito si DIIAR. Priscila Escobar Rojo 3 Marco Mancini

esprimono come il prodotto di un coefficiente sperimentale δ moltiplicato per l’energia cinetica della corrente: V 2  Δh = δ 2g 

3.

dove Δh  [m] rappresenta la perdita localizzata di carico, V [m/s] è la velocità della corrente, g [m/s 2] è l’accelerazione di gravità e δ è un coefficiente sperimentale, fornito generalmente dal produttore del dispositivo o tabulato nei manuali. Il salto utile [H N  N ] e il salto utile netto [H  NN  NN ] si ottengono sottraendo al salto disponibile la somma di tutte queste perdite. 1.3

Stima della portata disponibile

Un sito può essere considerato adatto per la produzione di energia idroelettrica, solo se vi è un'adeguata disponibilità della risorsa idrica. Per stimare la reale disponibilità d’acqua è necessario conoscere la variazione della portata lungo un periodo significativo, per esempio per tutto l'anno. La stima della disponibilità idrica richiede perciò la raccolta dei dati idrologici disponibili seguita di una analisi idrologica completa. Nel migliore dei casi il corso d’acqua interessato è dotato di stazioni di misura, dove i dati di portata sono stati registrati regolarmente per più anni. Purtroppo, la maggior parte dei corsi d'acqua adatti per lo sviluppo d’impianti mini-idroelettrici non sono dotati di stazioni di misura, di conseguenza le osservazioni di portata per un lungo periodo non sono disponibili e l’utilizzo di un metodo idrologico si rende necessario per stimare la disponibilità idrica. Lo studio idrologico per la stima della disponibilità idrica dovrà da ultimo produrre la cosiddetta Curva di durata delle portate  o FDC, che è il miglior modo di esprimere la variazione di portata in una sezione del fiume nel corso dell'anno al fine del suo utilizzo a scopo idroelettrico. Lo studio idrologico dovrà includere oltre alla definizione della disponibilità disponibilità d’acqua a scopo idroelettrico, la definizione dei valori di picco e della frequenza delle piene che potrebbero transitare dalla sezione di presa al fine del dimensionamento delle opere di protezione dalle inondazioni e dei dispositivi di controllo del sistema. Inoltre, in questa voce dovrà essere definito anche il valore del Deflusso minimo vitale  DMV da rilasciare permanentemente in alveo per scopi ambientali o estetici. 1.3.1 STIMA DELLA PORTATA DA DATI IDROMETRICI

In presenza di stazioni di misura, la stima dei volumi d’acqua disponibili per produzione idroelettrica dovrà essere fatta mediante l’analisi delle serie storiche dei dati idrometrici. La validità di questo tipo di analisi richiede l’esistenza di almeno 10 anni di misurazioni, preferibilmente raccolte negli anni più recenti. Tutti i dati utilizzati per stimare i valori di portata del corso d’acqua devono provenire da annali idrologici pubblicati da enti certificati, per esempio l’ARPA, oppure da una riconosciuta organizzazione organizzazione meteorologica mondiale. Normalmente la posizione della stazione di misura non coincide con la posizione dell’opera di presa dell’ impianto mini-idro proposto. In questi casi è ancora possibile far uso dei dati raccolti in altre sezioni dello stesso fiume o di un altro corso d’acqua simile nelle vicinanze, a patto che si tenga debitamente conto dell’effettiva posizione dell’opera di presa in relazione alla stazione di misura (latitudine e altitudine). Quindi, sarà possibile ricostruire le serie temporali per la sezione d’interesse, mediante l’utilizzo di un metodo di estrapolazione (che dovrà essere chiaramente specificato), che metta in relazione entrambi i siti sulla base delle principali caratteristiche idrologiche dei due bacini (area, permeabilità, piovosità, pendenza). 1.3.2 STIMA DELLA PORTATA CON METODI IDROLOGICI

Se non sono disponibili dati idrometrici, la stima della disponibilità idrica potrà essere condotta mediante l’uso di metodi idrologici, che si basano sull’analisi a lungo termine dei dati di precipitazioni, evapotraspirazione evapotraspirazione e portata in bacini idrografici simili.

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Dal momento che i metodi idrologici sono rivolti a rappresentare il comportamento idrologico utilizzando informazione idrologica proveniente da altri siti, per compensare la mancanza di dati in corrispondenza del sito d’esame, il loro utilizzo rende necessario che nell’intorno di quest’ultimo le proprietà di interesse (clima, topografia, uso e tipo di suolo e vegetazione) siano omogenee con quelle degli altri siti. Di conseguenza, la stima delle portate ottenuta mediante l’uso di questi metodi è attendibile a patto che la scala temporale e la zona in studio siano compatibili con quelle rappresentate dai parametri del modello. Sarà quindi necessario includere nello studio idrologico una accurata descrizione del metodo e della sua applicabilità. L'uso di questi metodi consente di trarre le prime conclusioni circa la disponibilità della risorsa idrica nella sezione di presa in assenza di osservazioni dirette. Una volta che il progetto sia giudicato fattibile dal punto di vista tecnico, si raccomanda di eseguire qualche misurazioni della portata in sito per verificare, almeno, il valore di portata media annua. 1.3.3 STIMA DELLA PORTATA DALLE CURVE DI DURATA REGIONALIZZATE

In generale i dati di portata di un fiume vengono dati come un idrogramma che mostra semplicemente la variazione giornaliera della portata in un anno di calendario. Da questo idrogramma la curva di durata [FDC] può essere ottenuta organizzando i dati giornalieri in ordine decrescente invece che in ordine cronologico. Le curve di durata dei corsi d'acqua naturali di una singola regione omogenea sono spesso molto simili, ma la curva di durata in una sezione rispetto ad un’altra dello stesso corso d’acqua può essere influenzata dalle condizioni del suolo, dalla copertura vegetale e, in misura minore, dalla forma del bacino imbrifero. La presenza di bacini artificiali, prelievi o scarichi nel fiume possono modificare in maniera importante la curva di durata. Tuttavia, se la curva di durata in una sezione del fiume è nota, è considerato valido dal punto di vista idrologico, ottenere la curva di durata in un’altra sezione per estrapolazione, semplicemente utilizzando il rapporto delle aree dei rispettivi bacini. In base a questo principio sono stati sviluppati metodi e formule regionalizzate per la stima della curva di durata, ottenute come il risultato dell’analisi statistica dei dati disponibili in fiumi vicini di caratteristiche topografiche simili in un clima simile. Questi metodi, che è possibile trovare in letteratura, sono un valido strumento per valutare la disponibilità idrica in siti privi di stazioni di misura. Ancora una volta, l’utilizzo di questo metodo è valido, a patto che si tenga conto delle caratteristiche specifiche specifiche del corso d’acqua, del campo di applicazione del metodo e del grado di affidabilità dello stesso. Se è previsto che l’impianto mini-idroelettrico proposto operi unicamente durante determinati periodi dell'anno, la curve di durata dovrà considerare solo tali periodi di tempo, sarà quindi necessario realizzare l’estrazione dei dati di portata per il periodo d’interesse di ogni anno e trattare tali dati come l'intera popolazione. In sintesi, la curva di durata FDC è lo strumento idoneo per la determinazione della disponibilità disponibilità idrica del sito, in essa, sarà indicato nelle ascisse, la percentuale del tempo che in un certo periodo (di solito un anno) la portata Q, in ordinata, sarà uguagliata o superata. L’integrale della curva di durata rappresenta il volume idrico totale deflusso attraverso la sezione di presa nel periodo considerato

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ESEMPIO DI CURVA DELLE DURATE [FDC]

200 180 160 140

   )   s    /    3 120   m    (   a 100    t   a    t   r   o 80    P

60 40 20

Volume totale

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Numero di giorni in un anno in percento (%) Il volume totale disponibile a scopo idroelettrico sarà dato dal volume totale depurato dal deflusso minimo vitale. ESEMPIO DI CALCOLO DEL VOLUME TOTALE DISPONIBILE DALLA FDC

200 180 160 140

   )   s    /    3 120   m    (   a 100    t   a    t   r   o 80    P

60 40 Volume totale disponibile 20 DMV 

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Giorni in un anno (%) 1.3.4 IL DEFLUSSO MINIMO VITALE [DMV ]

Il deflusso minimo vitale è definito come il valore di portata minimo che deve essere garantito in un corso d’acqua soggetto a derivazioni, al fine di tutelare gli ecosistemi fluviali e, in particolare, la vita acquatica. Non c'è un criterio unico per definire il deflusso minimo vitale. Diversi metodi sono stati sviluppati in diversi Paesi e alcuni di questi sono stati introdotti in DIIAR. Priscila Escobar Rojo 6 Marco Mancini

regolamenti regolamenti in materia di protezione delle acque sia nazionali, sia regionali, sia locali. Pertanto, il DMV di ogni progetto dovrà soddisfare la normativa in vigore, specifica della regione dove si trova il sito dell’impianto mini-idroelettrico proposto. 1.3.5 PORTATA DI PIENA [Q F  F]  

La stima della portata di piena, corrispondente alla portata al colmo dell’onda di piena con tempo di ritorno dato è necessaria per il dimensionamento delle opere di sfioro e di protezione di tutte le opere che costituiscono l’impianto. Infatti, si raccomanda che la capacità di sfioro dello stramazzo di troppo pieno sia superiore alla portata di picco dell’onda di piena con un periodo di ritorno fra 100 e 500 anni. Il tempo di ritorno specifico della piena di progetto normalmente è indicato nella normativa in materia di difesa del suolo e difesa dalle catastrofi idrogeologiche. In generale questo tipo di normativa distingue tra strutture ad alto, medio e basso rischio e assegna il periodo di ritorno e da indicazioni sulle ipotesi da considerare nel calcolo dell’idrogramma dell’onda di piena, in funzione del tipo di struttura. Le opere che costituiscono un impianto mini-idro sono di importanza minore e in caso di crollo, non comporterebbero conseguenze drammatiche per la vita delle persone. Infatti, gli impianti idroelettrici di piccola taglia possono essere considerati come strutture a basso-medio rischio, per le quali, per esempio, la normativa della Regione Lombardia raccomanda di scartare gli effetti di laminazione del serbatoio e di adottare un tempo di ritorno di 100 anni. Ci sono fondamentalmente fondamentalmente due modi per calcolare la portata al colmo: attraverso l'analisi statistica delle serie storiche di dati idrometrici o mediante la modellazione idrologica del bacino idrografico. L’analisi statistica viene normalmente utilizzata nella progettazione degli impianti miniidro. Se i dati disponibili non sono sufficienti, è ancora possibile ottenere la portata di piena di progetto mediante uno dei tanti modelli idrologici a scala di bacino. Questi modelli consentono il calcolo della portata di progetto di un bacino idrografico tenendo conto della piovosità media giornaliera, dell’evapotraspirazione potenziale, della composizione del suolo, della pendenza media del bacino, dell'area del bacino, della lunghezza dell’asta in studio, del disgelo e del suo contributo alla formazione della piena e di altri parametri. Sia che si utilizzi l’uno o l'altro dei metodi menzionati, la relazione idrologica dovrà includere una breve descrizione del metodo utilizzato, mettendo in evidenza le ipotesi di base considerate e i parametri assunti per il calcolo della portata di piena.

1.4

Calcolo della Potenza e della Producibilità dell’impianto

Il calcolo della potenza dell’impianto e della produzione media annuale di energia del sistema proposto, dovrà essere ottenuta considerando l’effettivo volume d’acqua passata attraverso la turbina in un anno. Nel calcolo del volume utile sarà quindi necessario tenere conto del deflusso minimo vitale e del valore minimo di portata tecnicamente turbinabile; questo valore dipende dal tipo di turbina come illustrato di seguito: Tipo di Turbina

Francis Semi Kaplan Kaplan

Q min  min (% di Q  max  max )

28 - 50 20 - 30 10 -15

Il valore della portata massima derivabile [ Q D  D],   necessaria per la scelta della turbina, corrisponde alla portata di una durata specifica nella FDC. Questa durata dovrà essere DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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identificata attraverso una procedura di ottimizzazione al fine di garantire le migliori prestazioni delle turbine lungo l'anno, con la maggiore produzione media annua di energia. Il valore della portata massima derivabile può essere ottenuto anche analizzando il comportamento di due coefficienti: il coefficiente di utilizzazione dell’impianto [ C F F]  e il coefficiente di utilizzazione del corso d’acqua [ C s s ]. Il coefficiente di utilizzazione dell’impianto [ C F F]  indica il livello di funzionamento del macchinario idraulico rispetto alla potenza installata e può essere ottenuto mediante la seguente formula: C F  =

energia prodotta in un anno E  [kWh] potenz potenzaa inst install allata ata P T [kW] × 8760 8760

4.

Il coefficiente di utilizzazione del corso d’acqua indica invece il grado di utilizzo della risorsa idrica rispetto alla disponibilità; si ottiene con la seguente espressione: C S  =

volume utile volume totale disponibile

5.

Quando il coefficiente di utilizzazione dell’impianto assume un valore vicino a 1, di solito il coefficiente di utilizzazione del corso d’acqua assume valori molto piccoli; ciò significa che le turbine lavorano a livelli di efficienza alti lungo tutto il periodo mentre la risorsa idrica è poco sfruttata. Al contrario, quando il coefficiente di utilizzazione del corso d’acqua assume valori circa 1, il coefficiente di utilizzazione dell’impianto tende a zero; ciò indica uno sfruttamento ottimale della risorsa idrica a fronte di un sotto utilizzo della capacità installata. Il processo di ottimizzazione di solito conduce alla migliore combinazione combinazione dei due coefficienti. Il volume utile d’acqua a scopo idroelettrico si otterrà per integrazione della parte di FDC delimitata dalla portata massima derivabile, il deflusso minimo vitale e la portata minima turbinabile. ESEMPIO DI CALCOLO DEL VOLUME UTILE DALLA FDC 200 20 0 180 18 0 160 16 0 140 14 0    )   s 120 12 0    /   m    ( 10 0   a 100    t   a    t   r   o 80    P

   3

Portata massima

60

volume utile

40

Portata minima turbinabile

Q D  D 

20 DMV 

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Giorni in un anno (%)

Il valore di portata [ Q M  M],   da indicare nella domanda di concessione, chiamata anche portata di concessione, si ottiene dal volume utile annuo, come segue: DIIAR. Priscila Escobar Rojo 8 Marco Mancini

3 Q M  ⎡ ms ⎤ =

⎣

⎦

volu volume me uti utile le [m3 ] 1 anno [s]

6.

Nella domanda di concessione dovrà essere chiaramente indicato anche il valore della potenza di concessione o nominale [ P C  C]  ottenuta considerando la portata di concessione [ Q M  M]  e il salto utile [ H N  N]  e assumendo un valore unitario di rendimento: P C  ⎡⎣kW ⎤⎦ =

γ × QM × H N 

7.

1000 

con γ ≈ 9.810 N/m3 peso specifico dell'acqua. Come detto prima, se l’impianto è classificato a salto alto o medio, il suo valore può essere considerato costante lungo l’anno. Negli impianti a basso salto, invece, il salto disponibile di solito è fortemente influenzato dal valore di portata che transita nel fiume. Conseguentemente, nel calcolo della potenza nominale e della produzione di energia, sarà necessario prendere in considerazione questa dipendenza, come mostrato nel grafico. ESEMPIO DI VARIAZIONE DEL SALTO CON LA PORTATA NEL FIUME 2500

5.0

2000

4.0

   )    W    k    (   a1500   z   n   e    t P C   o    P

H N

 S   a l    t    o  (   m

3.0

 )  

1000

2.0

Potenza Salto utile

500

1.0

0 0

10

20

30

40

Q M

50

60

70

80

0.0 100

90 Portata (m3 /s)

La potenza massima [ P T T]  o potenza installata dell’impianto corrisponde corrisponde alla potenza di targa del macchinario idraulico, cioè delle turbine. Questa sarà ottenuta considerando la portata massima derivabile [ Q D  D]  e il salto utile netto [ H NN  NN ] come segue: P T  ⎡⎣kW ⎤⎦ =

γ × QD × H NN  × η

8.

1000 

dove η rappresenta il rendimento globale del gruppo generatore. η = ηT × ηG × ηg × ηt

 

9.

ηT = rendimento della turbina ηG = rendimento del generatore ηg = rendimento del moltiplicatore di giri ηt = rendimento del trasformatore DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

9

La produzione media annua di energia [ E] sarà data dalla potenza realmente sviluppata nel periodo, ottenuta con la seguente espressione: E [kWh] =

volume utile × g × H NN  × η

10.

3600 

dove g è l'accelerazione di gravità ed H NN  NN  è il salto utile. Nella progettazione di impianti idroelettrici di piccola taglia risulta utile il calcolo dell'energia base ( Firm Energy ), ), definita come la potenza che con una probabilità di almeno 9095%, può essere immessa in rete da un impianto specifico per un certo periodo (solitamente un anno). Normalmente gli schemi ad acqua fluente sono caratterizzati da valori ridotti di energia base, mentre le centrali idroelettriche con serbatoio di regolazione sono caratterizzati da elevati valori di questo parametro. L'energia base è un parametro che può rivestire gran importanza nella valutazione economica del progetto quando la produzione globale di energia è modesta. 2. Descrizione tecnica del progetto 2.1

Sbarramento

2.1.1 TRAVERSA

Nelle realizzazioni di mini-impianti idroelettrici ad acqua fluente, lo sbarramento del corso d’acqua ha come unico scopo quello di convogliare la corrente nel sistema di adduzione che porta l’acqua alla centrale elettrica, anche se la presenza dello sbarramento può, in alcuni casi, aumentare il valore del salto disponibile e creare una certa capacità di accumulo. La traversa può essere posizionata perpendicolarmente, obliqua o parallela all'asse fluviale. Tuttavia, è una buona pratica orientare la soglia della traversa, se rettilinea, perpendicolarmente perpendicolarmente all'asta del fiume. Se i livelli idrici a valle della traversa sono piccoli, cioè la soglia della traversa funziona come uno stramazzo libero, questa struttura può essere usata per il controllo delle portate giacché definisce la relazione tra il livello dell'acqua a monte e lo portata sfiorata, come mostrato nella curva di portata della figura. ESEMPIO DI CURVA DELLA PORTATA SULLA SOGLIA DELLA TRAVERSA

20 16 H max  max 

   h   a    i    l   g H  12   o 0  0    s   a    l   u 8   s H  min  min    o    l   e   v    i 4    l

0 0

DMV 

1Q D  D 

2 Portata Q

Q F  F 

3

4

A questo livello del progetto non è necessario valutare la stabilità strutturale dello sbarramento o diga, mentre è indispensabile studiare nel dettaglio il funzionamento idraulico, in particolare: DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

10

La curva di portata sulla soglia. Sul grafico di questa curva dovranno essere • chiaramente indicate la portata di piena, la portata massima derivabile e il DMV, e i loro rispettivi livelli del pelo libero sulla soglia. La lunghezza del profilo di rigurgito ed i suoi effetti a monte della soglia. Al fine di • meglio valutare l'impatto a monte e gli eventuali danni dovuti al cambiamento di regime del corso d'acqua imposto dalla traversa, il calcolo del profilo del pelo libero dovrà estendersi a monte della traversa fino alla prima sezione libera dell’effetto di rigurgito. Il profilo del pelo libero a valle dello sbarramento. Negli schemi ad acqua fluente • normalmente non sono previste strutture apposite per lo sfioro e scarico dei volumi d’acqua durante il passaggio dell’onda di piena, questa, quindi, transita sulla traversa e può produrre effetti negativi a valle di essa. Sarà quindi necessario calcolare il profilo del pelo libero a valle della traversa per la portata di piena in maniera tale che sia possibile stimare eventuali fenomeni di erosione al piede della traversa o anche in sezioni più a valle di questa. Per il calcolo dei profili idrici è necessario conoscere le caratteristiche geometriche e di scabrezza del corso d’acqua in studio. Sarà quindi necessario, già in fase di domanda di concessione, presentare la geometria e la posizione delle sezioni trasversali utilizzate nel calcolo, le quali dovranno essere il risultato di rilevamenti topografici recenti. ESEMPIO DI PROFILO DEL PELO LIBERO EXAMPLE Q = Design discharge Ol ona INTERM EZZO_2

306

Ol ona INTERM EZZ O

Ol ona M ONTE

Legend

Water surface 304

Ground Left bank Right bank

302

300    )   m    (

  e   g   a    t    S

298

296

294

292

290

 .  .  .    b    6    1  .    Z    E    S

0

 .  .  .    A    P    M    A    T    S  .    G    b    3    E    1    G  .    D    Z    I    E    R    S    B

 .  .  .    T    S  .    G    b    4    1  .    Z    E    S

20 0

   A    A   P    P   M    M    A    A   T    T   S    S  .  .    G    G    b    b   0    9   1  .  .    Z   Z    E   E    S   S

 .  .  .    S    A    R    T    E    M    O    E    G    b    1    1  .    Z    E    S

40 0

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    0    2  .    Z    E    S

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    9    1  .    Z    E    S

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    8    1  .    Z    E    S

60 0

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    6    1  .    Z    E    S

800

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    5    1  .    Z    E    S

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M    3    1  .    Z    E    S

   I    L    L    E    H    C    C    U    Z    Z    A    M   4    1    2    1    A  .    N    Z    O    E    L    S    O

10 00

   2   1    1   1    A    A    N    N    O    O    L   L    O    O

   8    0    E    A    G    N    D    I    O    R    L    B    O

   7   6    5    4    3    2    0   0    0    0    0    0    A   A    A    A   A    A    N   N    N    N   N    N    O   O    O    O   O    O    L   L    L    L    L    L    O   O    O    O   O    O

12 00

   1    0    A    N    O    L    O

14 00

Distance (m)

Non ci sono prescrizioni circa gli strumenti di calcolo dei profili idrici. In ogni caso, è auspicabile includere una breve descrizione del modello utilizzato che dimostri la validità e affidabilità dei risultati, segnalando in particolare gli aspetti che riguardano la modellazione delle sezioni interessate dalla presenza di strutture di attraversamento come i ponti. Come mostrato nell’esempio in figura, nei grafici dei profili del pelo libero dovranno essere chiaramente indicati il livello raggiunto dall’acqua in ogni sezione, la quota delle sponde destra e sinistra in ogni sezione e la posizione delle principali strutture di attraversamento e dei livelli idrici in esse. I calcoli dei profili del pelo libero dovranno essere eseguiti considerando condizioni di moto permanente per almeno due valori di portata: la portata massima derivabile e la portata di piena.

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

11

2.1.2 MINIMO DEFLUSSO VITALE [DMV]

Lo schema dell’opera di presa deve garantire la riconsegna completa della corrente nel fiume quando la portata è inferiore o uguale al deflusso minimo vitale. Ciò significa che il progetto deve contenere un dispositivo speciale posto sullo sbarramento stesso o in un altro luogo, che sia in grado di aggirare l’opera di presa e derivazione e di restituire immediatamente a valle della traversa i volumi d’acqua nel fiume. Tale dispositivo dovrà funzionare automaticamente, senza la necessità dell’intervento umano. Una buona pratica, in questo contesto, è quello di posizionare la quota dell’opera di presa sopra il livello richiesto dal dispositivo di passaggio del DMV. ESEMPIO DI CURVA DELLE PORTATE DEL DMV 302.00

301.50

   )  .   m  .    l  .   s   m    (   o    l    l   e   v    i    l

301.00

Livello dell’opera di presa

300.50

Curva delle portatae derivate Curva delle portate nel dipositivo di rilascio del DMV  300.00 0

1

2DMV  3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

3

portata (m  /s)

2.1.3 I PASSAGGI PER LA FAUNA ITTICA.

I progetti degl’impianti mini-idro in corsi d’acqua in cui è presente una popolazione ittica, di specie migratorie o no, sono soggetti a requisiti particolari. Infatti, le strutture che costituiscono l’opera di presa dovranno garantire il libero passaggio della fauna sia da valle a monte, sia da monte a valle dello sbarramento e dovranno inoltre impedire l’ingresso dei pesci nella turbina. Sarà quindi necessario predisporre un apposito canale che aggiri l’opera di presa. Il dimensionamento di questo dispositivo richiede uno studio preliminare sulle caratteristiche biodinamiche biodinamiche di ogni specie ittica presente nel tratto di fiume interessato. Per consentire ai pesci il superamento della traversa da valle a monte, di solito viene realizzato un dispositivo speciale chiamato ' scala per i pesci '.'. Questa scala normalmente consiste in una serie di vasche in cascata, con l'acqua che tracima da quella superiore a quella inferiore in modo che il pesce possa saltare da una vasca all'altra. Risulta evidente che questo tipo di struttura è idoneo solo se la popolazione ittica è in grado di saltare; in caso contrario sarà necessario prevedere un altro tipo di passaggio, per esempio un tombino, di solito collocato lungo una delle sponde o un canale laterale esterno all’alveo. Il dimensionamento idraulico di tali dispositivi dovrà tenere conto delle caratteristiche biodinamiche della popolazione ittica, in particolare: • Le dimensioni del corpo dei pesci nelle diverse fasi di crescita, lunghezza [ f H  H]  e larghezza [ f L] • Il campo di temperatura dell’acqua adatta alla vita dei pesci. • Le diverse velocità di nuoto e il tempo di esaurimento (in modalità sostenuta, prolungata, critica e scatto) • Il profilo del tirante nel canale (per la verifica con le piccole portate) • La soglia di velocità della corrente (per la verifica con grandi portate)

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

12

• La massima velocità di salto V f (per le specie capaci di saltare) Come esempio della dipendenza della geometria delle strutture per il passaggio della fauna ittica dalle caratteristiche biodinamiche dei pesci, si veda in figura il dimensionamento delle vasche di una scala per i pesci, le quali dovranno soddisfare la seguente espressione: H L =

V f 2  2g 

11.

dove V f f  è la massima velocità di salto caratteristica di ogni specie ittica atta a saltare, g  è l'accelerazione di gravità ed H L e l’altezza del salto. DIMENSIONI DI UNA VASCA DI UNA SCALA PER I PESCI

Spesso il dispositivo di passaggio previsto per la fauna ittica è usato anche per il rilascio del DMV . Dal momento che non sempre il valore del DMV  verificherà i valori limiti del tirante nel canale necessario per le specie ittiche interessate, si renderà necessario introdurre uno schermo o qualsiasi altro elemento come deterrente per i pesci quando la portata sia minore del valore critico. 2.1.4 STRAMAZZO , CANALE DI SCARICO E VASCA DI DISSIPAZIONE

Lo stramazzo è la struttura idonea a fare transitare in modo efficace e in sicurezza le portate al colmo dell’onda di piena con periodo di ritorno assegnato. Lo schema più frequente nei piccoli impianti idroelettrici è del tipo ad acqua fluente, dove la struttura di sbarramento, ovvero la traversa, controlla la portata e definisce la relazione tra il livello dell'acqua a monte e la portata sfiorata. In effetti, la funzione principale della traversa è di permettere la derivazione della sola portata di concessione, mentre i volumi eccedenti vengono restituiti in alveo attraverso la traversa stessa. Per questo motivo, in questo tipo di schema la traversa copre le funzioni dello stramazzo delle portate al colmo. A parità di lunghezza della soglia della traversa la portata sfiorata dipende dalla forma del profilo della soglia come mostrato in figura. Al fine di evitare sottopressioni sottopressioni sul paramento a valle della traversa, che possono portare a fenomeni di cavitazione molto dannosi, è necessario che la geometria del profilo della soglia sia verificato per la portata al colmo DIIAR. Priscila Escobar Rojo 13 Marco Mancini

dell’onda di piena di progetto. Il profilo Creager (Ogee) è idraulicamente la soluzione migliore, ma è molto costoso e negli impianti di piccole dimensioni è raramente adottato. Quando i livelli del pelo libero a valle della traversa risultano pari o superiori al livello della soglia, questo dispositivo diventa progressivamente sommerso e la sua capacità di sfioro diminuisce di conseguenza. Inoltre, in presenza di pile di ponti o altri ostacoli, il valore della portata sfiorata dipenderà anche dalla forma e le dimensioni di essi. Tutti questi aspetti che influenzano il corretto funzionamento dello stramazzo richiedono uno studio specifico che non è necessario a questo livello del progetto. CARATTERISTICHE DI DIVERSI TIPI DI STRAMMAZZO

La corrente sullo stramazzo è di solito veloce, caratterizzata da alti valori di velocità e forte turbolenza che può produrre erosione al piede della struttura, soprattutto se il letto del fiume non è resistente all'erosione. Per evitare danni a valle della diga, il profilo idraulico del fiume dovrà essere verificato e, se necessario, una soluzione strutturale come l’introduzione di una vasca di dissipazione dovrà essere adottata. 2.2

Opere di derivazione

2.2.1 OPERA DI PRESA

Il buon funzionamento funzionamento dell’opera di presa dovrebbe assicurare la derivazione dell’acqua, solo fino al valore della portata massima derivabile indicata nella concessione, nel canale di derivazione o nella condotta forzata, con il minimo valore di perdite di carico. Inoltre, il disegno dell’opera di presa dovrebbe considerare la possibilità di gestire i detriti e il trasporto dei sedimenti e includere i dispositivi necessari per evitare l’ingresso dei pesci. Per soddisfare queste condizioni, l’opera di presa dovrà includere delle griglie le cui sbarre siano in grado di evitare l’ingresso dei pesci ed anche di una buona percentuale del trasporto solido. La pulizia delle griglie è una voce che è necessario considerare a questo livello del progetto. La pulizia manuale è possibile solo per gli impianti molto piccoli, di conseguenza, in ogni progetto già in fase di concessione, dovrà essere previsto un dispositivo automatico per rastrellare e pulire le griglie dai detriti intrappolati.

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2.2.2 CANALI E CONDOTTE

Negl’impianti mini-idroelettrici il dispositivo di derivazione è normalmente un canale artificiale di sezione regolare con una pendenza molto lieve. La corrente in esso è lenta, con perdite distribuite molto piccole. La portata convogliata da un canale è funzione della geometria della sezione trasversale, della sua pendenza e della scabrezza delle pareti. La conducibilità di questo tipo di dispositivo può essere ottenuta mediante l'equazione di Manning: 2 

Q = AKR 3  so  

12.

dove Q [m3 / s] è il valore di portata convogliata, A [m2] area bagnata, K [m1/3/ s] è il coefficiente di scabrezza di Strickler che dipende dal materiale delle pareti del canale, R  [m] è il raggio idraulico, dato dal rapporto A/P, con P [m] perimetro bagnato, ed S 0 0  [-] è l'inclinazione del letto del fiume. La scelta del coefficiente di Strickler deve essere fatta facendo particolare attenzione alle caratteristiche specifiche dell’alveo. L’altezza di progetto delle sponde dovrà considerare un franco sufficiente onde evitare esondazioni dal canale. In caso necessario, si dovrà anche prevedere la costruzione di uno stramazzo laterale in una posizione di sicurezza. 2.2.3 CONDOTTA FORZATA

Le condotte forzate sono normalmente utilizzate solo per convogliare l'acqua in centrale. In sistemi mini-idro la condotta forzata può essere di plastica o di metallo. Il diametro sarà scelto attraverso un compromesso fra il costo del materiale della condotta e l’energia perduta a causa delle perdite di carico distribuite. Indicativamente è una buona pratica che la velocità della corrente nelle condotte forzate metalliche non superi i 5-7 m/s e non sia inferiore a 0,5 m/s. Negli schemi con salti alti lo spessore [ e ] della parete della condotta forzata può essere ottenuto con le seguenti espressioni: e =

pD  2 σf 

D  e ≥ 100 

13.

dove e  [m] è lo spessore della parete del tubo, p  [Pa] è la massima pressione idrostatica, σf  [Pa] è la resistenza ammissibile di trazione del materiale del tubo e D  [m] è il diametro del tubo. Negli schemi con basso salto la condotta forzata sarà soggetta a pressioni basse, talché non è necessario calcolare lo spessore della parete in quanto prevale sempre la seconda condizione. 2.2.4 OPERA DI RESTITUZIONE

L’opera di restituzione normalmente consiste in un breve canale attraverso il quale si rilascia la portata nel fiume dopo il passaggio attraverso la turbina. Il canale di restituzione dovrà osservare le stesse caratteristiche idrauliche indicate per il canale di derivazione. derivazione. Al fine di evitare fenomeni erosivi nel letto del canale di restituzione, che potrebbero compromettere il funzionamento della turbina, sarà necessario verificare i valori di velocità della corrente, specialmente in sistemi con turbine ad azione come le Pelton. Nel caso sia necessario, si dovrà prevedere la protezione del canale fra la centrale e il fiume mediante rivestimento in cemento armato. Nei sistemi con salti bassi il livello alla restituzione determina il salto utile e influenza il funzionamento della turbina, soprattutto nel caso di turbine a reazione. Il valore del salto utile può avere un’influenza decisiva anche sulla valutazione economica, quindi, le caratteristiche del canale di restituzione dovranno garantire che il livello di sommergenza della turbina non si modifichi in presenza di valori alti di portata.

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

15

2.3

Centrale

In piccole centrali idroelettriche la casa delle macchine è l'edificio costruito semplicemente per proteggere le apparecchiature elettromeccaniche (turbo-generatore) dalle intemperie. Le dimensioni della centrale sono funzione del numero, tipo e potenza dei gruppi turbo-generatori, turbo-generatori, della geomorfologia specifica del sito e dello schema generale dell’impianto. 2.3.1 VALVOLA

Nella progettazione di mini-impianti idroelettrici è prassi normale introdurre una valvola o paratoia automatica tra la turbina e il sistema di derivazione, per consentire la disconnessione della turbina dal sistema idraulico in tempi brevi. Per ridurre il colpo d’ariete prodotto da questo dispositivo, sarà necessario predisporre un canale o tubo che aggiri la turbina.

2.3.2 TURBINA E REGOLATORE

La scelta della turbina dipende dalle caratteristiche del sito, in particolare dal salto utile e dalla portata massima derivabile. Oltre a questi due parametri, determinano il tipo di turbina anche il numero di giri (scelto) del generatore e l’eventuale necessità della turbina di operare in condizioni di portata ridotta. Il campo di applicazione salto-portata-potenza di diversi tipi di turbine è mostrato in figura. CAMPO DI FUNZIONAMENTO DI MINI TURBINE IDRAULICHE

Un aspetto importante da considerare quando si sceglie una turbina è la variazione del suo rendimento in funzione della portata. In effetti, il calcolo della produzione media annua di energia dovrà tener conto della variazione del rendimento della turbina quando questa opera con valori di portata ridotta. Nella figura sttostante si mostra la variazione tipica del rendimento rendimento di diversi tipi di turbina rispetto al rapporto ( Q/Q D  D),   ovvero quando si opera con valori di portata Q  minori della portata di progetto Q D  D.  L’andamento delle curve nel grafico mostra come negli impianti a basso salto è spesso conveniente adottare una turbina Kaplan, molto costosa, anziché una bulbo, di solito più economica, perché la prima mantiene un valore alto di rendimento in tutto il campo delle portate.

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

16

RENDIMENTO DELLE TURBINE IN FUNZIONE DEL VALORE DI PORTATA

Il funzionamento delle turbine normalmente è attuato da dispositivi di controllo chiamati genericamente regolatori. Difatti ogni turbina è progettata per un singolo punto di funzionamento dato dal prodotto fra il valore del salto utile netto e la portata massima derivabile; derivabile; ogni altro valore di questi parametri richiede l'apertura o la chiusura dei dispositivi di controllo per mantenere costante sia la resa di potenza, sia il livello del pelo libero a monte della turbina, sia la portata turbinata. La grandezza che determina la regolazione dipende dal tipo di connessione alla rete. Per esempio, nei mini-impianti idroelettrici collegati a una rete isolata, il parametro che deve essere regolato è il numero di giri della turbina, dato che determina la frequenza dell’energia elettrica prodotta. 2.3.3 GENERATORE E MOLTIPLICATORE DI GIRI (SE NECESSARIO)

I generatori o alternatori accoppiati alle turbine idrauliche normalmente normalmente sono di due tipi: Generatori sincroni: sono dispositivi auto-eccitati forniti con un sistema • magnetico di eccitazione permanente. I generatori sincroni operano con una velocità di rotazione costante indipendente dal carico, ma legata alla frequenza della rete. Generatori asincroni: sono semplici motori a induzione senza possibilità di • regolazione della tensione. Questi generatori operano prelevando energia reattiva dalla rete per magnetizzare il circuito, assumono una velocità di rotazione direttamente proporzionale alla frequenza del sistema. Sono normalmente utilizzati in modalità stand-alone, in impianti molto piccoli come soluzione a buon mercato, quando la qualità dell’energia elettrica prodotta non è molto importante. Nei piccoli impianti è raccomandabile raccomandabile l’installazione di generatori solo di tipo standard sia accoppiati direttamente alla turbina sia attraverso un moltiplicatore di giri, per questo motivo nella scelta della turbina si dovrà tenere conto delle caratteristiche dell’alternatore. dell’alternatore.

2.3.4 SISTEMI DI PROTEZIONE E IMPIANTI DC DI EMERGENZA

La potenza assorbita dalla centrale in mini-impianti idroelettrici in generale è dell’ordine del 1% - 3% della potenza installata. Dato che gli impianti idroelettrici di piccola taglia normalmente non sono presidiati e sono gestiti attraverso un sistema di controllo automatico, sarà necessario prevedere l’utilizzo di fonti alternative di energia a ingresso automatico per assicurare il funzionamento continuo dell’impianto. Si consiglia che gli impianti controllati a distanza siano dotati di gruppi alimentati con pile di 24 V DC al fine di consentire la continuità del servizio e della comunicazione con l’impianto anche in casi di guasto alla rete.

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

17

Nei progetti mini-idro è necessario includere sistemi di misurazione automatica almeno per le portate nella sezione di presa e di restituzione. 2.3.5 TRASFORMATORI

Il progetto dovrà considerare gli accessori necessari per il collegamento collegamento dell’impianto alla rete. In particolare, sarà da prevedere la presenza di un interruttore che separi l’impianto dalla rete in caso di guasto nella centrale elettrica. Inoltre si dovrà considerare, almeno dal punto di vista economico, il trasformatore necessario per il collegamento della centrale alla rete. In zone ad alta sensibilità ambientale e paesaggistica, questi accessori dovranno essere introdotti all’interno del fabbricato della centrale. Le tensioni standard di produzione di 400 V o 690 V consente l’uso di trasformatori standard per il collegamento alla rete e l’utilizzo dell’energia generata per alimentare l'impianto stesso. A questo livello del progetto non è necessaria altra informazione.

3. Analisi economica e finanziaria

La domanda di concessione dovrà includere gli studi relativi all’analisi economica e finanziaria del progetto in cui dovranno essere chiaramente indicati, l’importo totale dell’investimento, i costi di gestione, le imposte, le tasse, le assicurazioni e tutti gli altri costi insieme con i benefici conseguenti alla vendita dell’energia prodotta e le eventuali sovvenzioni governative. Questo studio dovrà dimostrare la fattibilità economica del progetto mediante uno o più indici di valutazione economica in uso. Inoltre dovrà essere presentata una previsione del flusso di cassa per l’intera l’ intera vita utile del progetto. 3.1

Investimento e costi.

A questo livello del progetto non è necessaria l’elaborazione di un computo metrico dettagliato, tuttavia, il costo degli elementi più importanti (traversa, canale di derivazione, condotta forzata, centrale elettrica, gruppo turbo-generatore) dovrà essere calcolato con una certa precisione al fine di ottenere un valore affidabile dell'investimento totale necessario alla costruzione dell’impianto. dell’impianto. 3.1.1 INVESTIMENTO INIZIALE

In progetti mini-idro l’importo totale dell’investimento dell’investimento può essere suddiviso in quattro voci

: • Macchinario: dovrebbe includere la turbina, le cinghie di trasmissione o il moltiplicatore di giri, il generatore e la valvola di regolazione della portata in ingresso. A parità di potenza, le macchine che operano con grandi salti sono più piccole rispetto a quelle che operano con salti bassi e sono anche caratterizzate da elevate velocità di rotazione, quindi, possono essere collegate direttamente al generatore senza moltiplicatore di giri. Ne deriva che i costi dei gruppi elettromeccanici in schemi con salti alti risultano in generale inferiori a quelli con bassi salti. • Opere civili: dovranno includere tutti i dispositivi necessari a convogliare l’acqua nella turbina; l’edificio della centrale; i basamenti e la sede del macchinario e il canale di restituzione. Il costo delle opere civili è molto influenzato dalle caratteristiche specifiche del sito, ma in prima approssimazione, si può osservare che nei progetti con salti alti l’onere più importante riguarda la condotta forzata mentre negli schemi a basso salto sono l’opera di presa e il canale di derivazione ad avere un peso maggiore sul totale. • Opere elettriche: sotto questa voce si dovrà tenere conto del sistema di controllo, del cablaggio all'interno della centrale e della linea di collegamento alla rete, del trasformatore, se richiesto, e del costo di connessione alla rete. Tali costi dipendono principalmente dal valore di potenza installata, mentre il costo di connessione alla rete è fissato dalla società di distribuzione locale dell'energia elettrica. • Costi esterni: in questa voce saranno inclusi l'insieme di servizi di ingegneria per la progettazione, costruzione e gestione dell'impianto, oltre i costi per l'ottenimento delle licenze, permessi urbanistici, ecc. DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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Qui di seguito sono riportati alcuni valori di riferimento dei costi medi di progetti mini-idro in Europa, aggiornati al 2009. COSTI DI ISTALLAZIONE DI PICCOLE CENTRALI 100 KW-500 KW (€ X 1000) CONCETTO

Basso salto

Alto salto

Gruppo elettromeccanico elettromeccanico Opere Civili Opere elettriche (senza conessione alla rete) Varie

70 - 140 35 - 115 18 - 35 12 - 35

35 - 70 35 - 95 18 - 35 12 - 35

Totale:

135 - 325

100 - 230

In generale, il costo per kilowatt installato di nuovi impianti mini-idro aumenta al diminuire del valore della potenza installata, a causa di economie di scala e del fatto che in ogni sistema sono sempre presenti costi fissi che non cambiano molto con le dimensioni dell’impianto. 3.1.2 COSTI DI GESTIONE E MANUTENZIONE DELL’IMPIANTO

Le nuove realizzazioni realizzazioni di progetti mini-idroelettrici, mini-idroelettrici, normalmente prevedono l'introduzione di moderni sistemi automatizzati che richiedono poca manutenzione. Tuttavia, in fase di domanda, i costi di manutenzione annuale dovranno essere considerati in misura non superiore al 1-1,5% del totale dell'investimento. Questa somma dovrà tenere conto dei costi dovuti alla sostituzione dei seguenti dispositivi (che si ipotizza sia necessaria almeno una volta ogni 10 anni): • le guarnizioni e i cuscinetti della macchina, • la turbina stessa e/o il generatore, • le valvole, paratoie e accessori.

Per quanto riguarda i costi di gestione annuale, questi dovranno includere tutti i pagamenti del personale, i leasing, le assicurazioni, le imposte e i cannoni annui di concessione. Perché l’impianto dia un reddito accettabile, il costo di esercizio annuo complessivo non dovrebbe superare il 5% dell’investimento dell’investimento totale. 3.2

Benefici conseguenti alla produzione di energia

Il beneficio principale di un impianto mini-idro deriva dalla vendita di energia elettrica. A questi benefici dovranno aggiungersi quelli derivati dai certificati verdi ed eventualmente da altri incentivi. 3.2.1 TARIFFE

La tariffa è il prezzo unitario dell’energia elettrica [€ / MW] pagato al produttore da parte del distributore o gestore della rete. La tariffa dell’energia elettrica non è un’entità fissa, ma varia continuamente, è influenzata dai mercati elettrici, varia da un Paese all'altro ed è fortemente influenzata anche dalla politica nazionale. Nel calcolo dei benefici sarà quindi importante tenere in considerazione considerazione tutte queste implicazioni. A meno che non si sia raggiunto un accordo per una tariffa specifica, nell’analisi economica che dovrà accompagnare la domanda di concessione la tariffa adottata dovrà essere circa il prezzo medio annuo pagato ai produttori di energia da fonte rinnovabile nell’ ultimo anno.

3.2.2 INCENTIVI

L’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili può essere utilizzata per ottenere i certificati verdi, certificati che tutte le imprese elettriche emettono al fine di dimostrare che sono conformi agli obiettivi internazionali per le energie rinnovabili. Questi certificati hanno un

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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valore di mercato che varia nel tempo, a seconda dei risultati conseguiti dall’aziende elettriche in relazione ai loro obiettivi. Nella Comunità europea oggi, per promuovere lo sviluppo delle energie rinnovabili sono presenti, oltre ai certificati verdi, una serie di incentivi supplementari specifici di ogni Paese. Ad esempio, in molti Paesi il governo ha ridotto l'IVA dovuta al 5% ai produttori locali, se privati, e se gli utenti dell’energia prodotta sono di tipo domestico oppure organizzazioni senza fini di lucro. Vi sono anche una vasta gamma di meccanismi di finanziamento a livello regionale che sovvenzionano i piccoli sviluppi di energia rinnovabile. 3.3

Analisi del flusso di cassa previsto

Il flusso di cassa è essenzialmente il movimento di denaro da e verso un'azienda. La previsione del flusso di cassa in fase di domanda di concessione, è uno strumento che modella il modo in cui si muove il denaro nel progetto e serve a dimostrare se le vendite e il conseguente reddito presunto riescono a coprire i costi di gestione e di manutenzione e se il progetto sarà sufficientemente sufficientemente redditizio da giustificare l’investimento iniziale. La previsione del flusso di cassa deve essere effettuata su un foglio di lavoro, per l'intera vita del progetto, indicando chiaramente i flussi finanziari in entrata e in uscita. ESEMPIO DI ANALISI DEL FLUSSO DI CASSA PREVISTO

3.4

Metodi di valutazione economica

3.4.1 COSTO DEL DENARO (VALORE ATTUALE)

In ogni analisi economica ci sono sempre due variabili: tempo e denaro. Il principio alla base del concetto del valore temporale del denaro è che un euro oggi vale più di un euro di

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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domani, vale a dire, che i soldi pagati o ricevuti in un dato momento hanno un valore diverso se pagati o ricevuti in un altro momento. Per confrontare gli investimenti attuali e futuri è quindi necessario esprimere i flussi di cassa in valore attuale, cioè, ottenere il valore attuale di ogni singolo flusso di cassa futuro. Il termine "valore attuale" indica il valore corrente di un importo futuro di denaro. Per determinare il valore attuale si utilizza la seguente formula Co

⎡ 1 ⎤ ⎥ C  =⎢ ⎢ (1 + r )n  ⎥ n  ⎣ ⎦

14.

dove C o o  è il valore attuale del l'importo futuro (all’anno n) C n n scontato secondo un determinato tasso di interesse, chiamato anche tasso di sconto r, mantenuto costante n numero di anni. Mediante il concetto di valore attuale, gli investitori sono in grado di calcolare il valore attuale del futuro prezzo di vendita di un impianto mini-idro. Se l'investimento è interessante da un punto di vista economico, gli investimenti di oggi dovranno avere un valore molto più elevato in futuro. 3.4.2 TEMPO DI PAREGGIO

Il tempo di pareggio indica il numero di anni richiesto perché il capitale investito sia compensato con i benefici conseguiti. Questo indice valuta la bontà di un progetto d’investimento mediante la lunghezza del periodo di pareggio. Il periodo di pareggio è espresso in anni e si ottiene : Tempo di pareggio =

investmento iniziale benefici netti

15.

Più piccolo è il tempo di pareggio, più redditizio può considerarsi il progetto. Questo metodo è semplice da usare, ma è utile solo se la liquidità è un problema, dal momento che non dà nessuna indicazione esplicita circa il "valore del denaro nel tempo". 3.4.3 RITORNO DELL’ INVESTIMENTO [ROI ]

Il periodo di ritorno dell’investimento [ ROI ] è un metodo di valutazione economica che confronta i benefici netti di un progetto, rispetto al suo costo totale di investimento. ROI =

Beneficio netto annuo Investimento totale

16.

Nei casi in cui il beneficio netto annuo è ottenuto sottraendo alla somma di tutte le entrate (vendita dell'elettricità, certificati, ecc) i costi annuali di gestione, il ROI  fornisce una rapida stima dei profitti netti del progetto. Può servire come base per confrontare progetti diversi. Per tener conto del valore del denaro nel tempo, quando si utilizza il metodo del ROI per valutare un progetto, sarà meglio considerare il flusso di cassa piuttosto che i benefici netti. 3.4.4 VALORE ATTUALE NETTO [VAN ]

È il metodo più comune per valutare un progetto di investimento. Con il metodo del valore attuale netto, il valore attuale di tutti i flussi finanziari in entrata sono confrontati con l'investimento iniziale [ C 0 0  = I ].]. Il Valore Attuale Netto [ VAN ] determina se il progetto è un investimento accettabile. Secondo questo metodo, un progetto è fattibile dal punto di vista economico, solo se il VAN è positivo ( VAN > 0). La formula per il calcolo VAN , nell'ipotesi che i flussi di cassa si verifichino a intervalli uguali e che il primo flusso di cassa (negativo e rappresentato dal'investimento iniziale I ) si verifichi alla fine del periodo di costruzione ( j = 0 ) è: VAN  =

n 

∑

 j =0 

(B j − C j )  j 

(1 + r )

17.

dove: (Bj - Cj ) rappresenta il flusso di cassa netto alla fine di ciascun periodo  j. DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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r è il tasso di sconto periodico (se j = 3 mesi, r = ¼ del tasso annuo di sconto). n è il numero totale di periodi  j della vita utile vita del progetto.

Il VAN dell'investimento, dato dalla differenza fra entrate e uscite, entrambi attualizzati a un tasso di interesse fisso, esprime il valore in cui si tradurrà un investimento in termini monetari di oggi. 3.4.5 RAPPORTO BENEFICIO – COSTO [BCR ]. ].

Il rapporto beneficio-costo è un indice che esprime, in forma semplice, il ritorno finanziario complessivo per ogni euro investito nel progetto. Il metodo confronta il valore attuale dei benefici complessivi e l'investimento complessivo, lungo la vita utile del progetto, come segue: n 

B  j 

 j =0 

(1 + i ) j 

n 

C  j 

 j =0 

(1 + i ) j 

∑

BCR  =

∑

18.

dove il numeratore rappresenta il valore attuale delle entrate totali e il denominatore il valore attuale delle uscite. I progetti con un rapporto BCR inferiore a 1 dovranno essere scartati. 3.4.6 TASSO DI RENDIMENTO INTERNO [TRI ]

Il tasso interno di rendimento è il tasso di sconto che rende il valore attuale di tutti i flussi di cassa netti, al termine della vita utile del progetto, pari a zero. Un valore alto del tasso interno di rendimento è indice di un investimento vantaggioso. Il TRI può essere utilizzato per confrontare soluzioni diverse per lo stesso sito; nell’ipotesi che tutti gli altri indici economici siano uguali nei vari progetti, il progetto con il TRI  maggiore sarà senz’altro il migliore dal punto di vista economico. Una volta che il tasso è noto, può essere confrontato anche con il costo del danaro. Infatti, un TRI  inferiore al costo del denaro chiesto in prestito per finanziare il progetto, evidenzia chiaramente chiaramente che il progetto non rappresenta un buon investimento. Il TRI si determina mediante approssimazioni successive.

4. Studio di impatto ambientale

Anche se l'energia idroelettrica è considerata "energia pulita" perché non produce anidride carbonica o sostanze inquinanti, l’ubicazione degli impianti in aree sensibili potrebbe produrre effetti locali che non sono sempre trascurabili. Questi impatti normalmente sono proporzionali alla potenza installata, ne consegue che gli effetti negativi sull’ambiente degl’impianti mini-idro sono, in generale, abbastanza piccoli. Tuttavia, nella maggior parte dei Paesi della Comunità europea una valutazione dell'impatto ambientale (VIA) è richiesta al fine di ottenere la concessione d’uso dell’acqua (Direttiva 2000/60/CE Water Framework Directive). Lo studio ambientale pertanto, dovrà essere un’analisi, scientifica e tecnica, che faccia un inventario della situazione attuale e preveda le conseguenze negative per l'ambiente a carico della realizzazione del progetto e dell’operazione dell’operazione dell’impianto. Questo studio dovrà riguardare la fauna e la flora, il paesaggio, il suolo, l'acqua, l'aria, il clima, l'ambiente naturale e gli equilibri biologici, la tutela dei beni e del patrimonio culturale, culturale, la vita dei cittadini (rumore, vibrazioni, odori, fulmini), l'igiene, la sicurezza e la salute pubblica. Recentemente, al fine di velocizzare le pratiche di concessione dell’ acqua per la produzione di energia elettrica con impianti mini-idroelettrici , le autorità di molti Paesi europei non richiedono la VIA completa per gli impianti con una potenza installata inferiore a 3 MW. In ogni caso, ciascuna domanda di concessione dovrà comprendere uno studio che includa una descrizione accurata dal punto di vista ambientale del sito e le indicazioni su tutti gli oneri e gli DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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impatti a livello locale che il progetto potrebbe produrre. Inoltre, vi dovranno essere chiaramente indicate le strategie e le misure di mitigazione previste. 4.1

Descrizione ambientale generale del sito

Al fine di potere individuare l'impatto ambientale complessivo del sistema proposto, sarà necessario eseguire un sopralluogo accurato del sito seguito dalla descrizione dettagliata del tipo e dello stato della vegetazione e delle diverse specie di uccelli, mammiferi e, naturalmente, della popolazione acquatica. Inoltre, si dovranno indicare i dati di qualità dell'aria e dell'acqua e descrivere il livello di presenza umana e di ogni sua attività che potrebbe essere disturbata dalla realizzazione realizzazione e/o operazione dell’impianto mini-idro. Si dovranno includere fotografie f otografie della zona. 4.2

Identificazione degl’Impatti

I diversi impatti ambientali dei sistemi mini-idroelettrici dipendono in maniera importante dalla posizione e dalla tecnologia specifica dell’impianto. Uno schema in alta montagna isolato, con una lunga derivazione e situato in una zona estremamente sensibile, può generare un impatto molto maggiore di uno schema a basso salto nella pianura antropizzata. All'interno della Comunità europea alcuni gruppi di esperti che eseguono valutazioni di impatto ambientale hanno elaborato una descrizione esaustiva dei possibili impatti ambientali dovuti agli impianti idroelettrici. Questi studi sono disponibili in letteratura (vedi le tabelle sotto) e suggeriscono di distinguere gli impatti fra temporanei (ovvero, quelli che con buona probabilità si presenteranno solo durante il periodo di costruzione) e permanenti (dovuti al funzionamento dell’impianto lungo tutta la sua vita utile). 4.2.1 IMPATTI DURANTE LA COSTRUZIONE

Lo studio ambientale dovrà analizzare solo le voci delle seguenti tabelle che interessano lo specifico progetto. EVENTI DURANTE LA

PERSONE O COSE

COSTRUZIONE

DANNEGGIATE

IMPATTI

LIVELLO

Rilievi Geologici

Fauna

Deforestazione

Foreste

Allargamento delle strade

Pubblico in generale

Movimenti di terra

Geologia del sito

Scavo di gallerie

Idro-geologia del sito

Rumore Modificazioni del habitat Nuove opportunità, Modificazioni del habitat Stabilità dei pendii Alterazione delle correnti sotterranee

Riporto di materiale riempire

Geologia del sito

Stabilità dei pendii

Basso

Costruzione di argini

Ecosistema acquatico, idro-morfologia del sito

Alterazione del regime fluviale

Medio

Accumuli di terra

Geologia del sito y

Stabilità dei pendii

Basso

Spostamento temporale di strade, persone, linee elettriche, ecc.

Pubblico in generale

Alterazione della qualità di vita

Trascurabile

Costruzione di strade e capannoni.

Fauna, Pubblico in generale

Cambiamenti al corso d’acqua

Ecosistema acquatico

Invasione paesaggistica, paesaggistica, disturbi alla fauna Modificazioni del habitat

DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

Basso Medio Medio Basso Basso

Basso Medio 23

EVENTI DURANTE LA

PERSONE O COSE

COSTRUZIONE

DANNEGGIATE

IMPATTI

LIVELLO

Deviazione temporanea dei fiumi

Ecosistema acquatico

Modificazioni del habitat

Alto

Uso di scavatori, camion, elicotteri, macchine, ecc

Fauna, Pubblico in generale

Rumore

Alto

Presenza umana

Fauna, Pubblico in generale

Rumore

Basso

4.2.2 IMPATTI DURANTE IL FUNZIONAMENTO FUNZIONAMENTO

EVENTI IN DURANTE IL

PERSONE O COSE

FUNZIONAMENTO

DANNEGGIATE

Opera di presa e derivazione

Pubblico in generale Ecosistema acquatico Ecosistema acquatico Ecosistema acquatico

Condotta forzata

Fauna

Energia rinnovabile Sbarramento Opere permanenti in alveo

Linea elettrica Ripraps Innalzamento sponde

Pubblico in generale, Fauna Ecosistema acquatico, Pubblico in generale Ecosistema acquatico, Pubblico in generale

Cambiamento del regime fluviale

Pesci

Idem

Flora

Idem

Pubblico in generale Pubblico in generale Ecosistema acquatico Pubblico in generale

Rumore del gruppo elettromeccanico Scavi in alveo

IMPATTI

Riduzione dell’inquinamento Modificazioni del habitat Modificazioni del habitat Modificazioni del habitat Invasione paesaggistica Invasione paesaggistica Modificazioni del habitat, Invasione paesaggistica Modificazioni del habitat, Invasione paesaggistica Modificazioni del habitat Modificazioni del habitat Modificazione nelle attività di ricreazione Alterazione della qualità di vita Miglioramento della qualità dell’acqua

LIVELLO

Alto Alto Alto High Medio Basso Basso Basso Alto Medio

Basso Alto

4.2.3 IMPATTO DELLA LINEA DI ELETTRICA

Le linee di trasmissione aeree con le relativi torri possono avere un impatto negativo sul paesaggio. Questi impatti possono essere mitigati adattando la linea al paesaggio e in casi estremi si raccomanda di sotterrarla.

4.3

Mitigazione degli Impatti ambientali

Se possibile, l'entità degli impatti ambientali individuati dovranno essere confrontati con i livelli di soglia stabiliti nella normativa in vigore. A tal fine, la Comunità europea negli ultimi anni DIIAR. Priscila Escobar Rojo Marco Mancini

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ha pubblicato diversi regolamenti che indicano l'intervallo di tolleranza di diversi aspetti ambientali come l'inquinamento dell'aria e dell'acqua, il livello di rumore, ecc. Per ridurre l'impatto ambientale si possono adottar diverse misure di attenuazione. La scelta del tipo di misura da adottare segue in generale criteri soggettivi o ragioni economiche. Qualsiasi misura di mitigazione o strategia ambientale può essere accettata, a patto che raggiunga l'obiettivo. Alcuni tipi di misure per la mitigazione dell’impatto ambientale possono essere concordate direttamente con le autorità che rilasceranno la concessione. Tutte le strategie di mitigazione incorporate nel progetto rappresentano un costo che dovrà rappresentare una piccola percentuale del totale degli investimenti. 5. Connessione alla rete

Escludendo i sistemi isolati, gli impianti idroelettrici non possono essere utilizzati senza una connessione alla rete. Normalmente la connessione alla rete viene concordata direttamente con il distributore locale di energia elettrica e non comporta vincoli alla concessione d’uso dell’acqua. Tuttavia, a questo livello di progetto vale la pena di considerare questo elemento, poiché le specifiche condizioni per il collegamento alla rete possono cambiare la fattibilità di uno schema. Particolare attenzione deve essere prestata alla capacità di connessione della rete. Una connessione connessione ad una rete satura è molto più costosa rispetto a una connessione a una rete libera. Infatti nel primo caso la rete dovrà essere rafforzata per accettare ulteriori connessioni e l’onere normalmente viene imputato al nuovo impianto. Infine, per avere una stima del costo di connessione sarà necessario sapere che tipo di tensione è prevista (alta o bassa) e la distanza da coprire con la linea. 6. Immobili Terreni

La domanda di concessione per scopo idroelettrico dovrà includere informazione sufficiente circa la proprietà dei terreni interessati dallo schema proposto. Normalmente l’investitore di impianti mini-idro non è il proprietario di tutto o di parte dei terreni interessati dal progetto; per questo motivo, sarà necessario che tra il proprietario e l’investitore si stipuli un contratto di locazione che stabilisca il diritto d’uso del terreno delle zone interessate e che definisca anche le responsabilità del locatario. Qualora non si raggiunga un accordo, le autorità possono sollecitare il proprietario in nome dell’interesse pubblico. Nessun progetto può procedere senza che il diritto d’uso e passaggio sui terreni interessati sia garantito durante le fasi di costruzione e di gestione dell’impianto. A seconda dello stato giuridico della terra, un’autorizzazione ad occupare il terreno dovrà essere richiesta ogni volta che un ambiente naturale o una zona sensibile sarà danneggiata a seguito della costruzione e/o del funzionamento dell’impianto. L’affitto e i canoni per l’uso del suolo dovranno essere considerati nella valutazione economica. 7. Documenti di supporto

7.1

Cronogramma di costruzione

Al fine di permettere alle autorità una migliore pianificazione del territorio e delle risorse a livello nazionale o regionale, la domanda di concessione dovrà includere un cronogramma di costruzione dove siano indicati chiaramente la successione e la durata di ogni fase della costruzione.

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ESEMPIO DI CRONOGRAMMA DI COSTRUZIONE FASE DI LAVORO

MESI 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Installazione cantiere Scavi e riempimenti Opere civili canali di carico e di restituzione, vasca di calma, traversa, soglia sfiorante, fabbricaro centrale e misuratore di portata Paratoie, panconature e automazioni Installazione macchine allacciamento rete elettrica Impianti ed automatismi Prove e regolazioni Finiture, ripristini e opere di mitigazione ambientale

7.2

Informazione sui richiedenti

È auspicabile che le domande di concessione siano corredate delle informazioni riguardanti la posizione giuridica e finanziaria dei richiedenti; in particolare: • Denominazione legale e nomi del consiglio di amministrazione, (se il richiedente è una società) • Indirizzo • Nazionalità • Organigramma, • Recenti dichiarazioni finanziarie, compresi i bilanci e le dichiarazioni di reddito degli ultimi anni. • Business plan che comprenda un periodo lungo. 8. Mappe, disegni e relazioni.

La domanda di concessione dovrà essere corredata come minimo, delle seguenti mappe, disegni e relazioni. Le relazioni tecniche dovranno contenere grafici, disegni e fotografie autoesplicative. 8.1.1 COROGRAFIA

Con l’indicazione a livello regionale del bacino e della posizione dello sbarramento. Dovranno essere indicate tutte le principali opere In scala 1:10000 -1:50000

8.1.2 CARTA TOPOGRAFICA DELLA SITUAZIONE DI FATTO E DI PROGETTO

Dovrà includere i contorni del territorio interessato dal progetto e di tutti gli edifici, strutture, strade, opere fognarie e acquedottistiche, e altre caratteristiche fisiche del sito. Per i progetti di piccole dimensioni, queste informazioni possono essere visualizzate nella corografia. In scala 1:2000 - 1:10000

8.1.3 MAPPA CATASTALE

.

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Con indicazione precisa dei confini di proprietà, i limiti di costruzione, la posizione esatta e le altezze delle nuove strutture finite. In scala 1:2000 - 1:10000. 8.1.4 PLANIMETRIE E DISEGNI INGEGNERISTICI E DI DETTAGLIO.

Planimetrie e sezioni dettagliate con indicazioni indicazioni delle dimensioni delle strutture principali: traversa, sfioratore, opera di presa, centrale elettrica, canale di derivazione, derivazione, restituzione, ecc. In scala