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Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Corsi di laurea specialistica in Ingegneria Meccanica e per lAmbiente e il Territorio Corso di.

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Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Corsi di laurea specialistica in Ingegneria Meccanica e per lAmbiente e il Territorio Corso di."— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Perugia Facoltà di Ingegneria Corsi di laurea specialistica in Ingegneria Meccanica e per lAmbiente e il Territorio Corso di Impatto ambientale Modulo b) Aspetti energetici prof. ing. Francesco Asdrubali a.a. 2007/08 Energia Idroelettrica

2 Teorema di BERNOULLI tra sezioni 1 e 2 energia captata dallimpianto idroelettrico Se [W] se [G] = m3/s KW P e (potenza elettrica ai morsetti alternatore) rendimento globale impianto P e = 9,81 H G η (energia elettrica E prodotta da 1 m 3 di acqua che compie il salto H, espressa in KWh) (ponendo η = 0,73) con 500 m di caduta, ad ogni m 3 di acqua corrisponde 1 KWh

3 RENDIMENTI DI UN IMPIANTO IDROELETTRICO rendimento globale suddividiamo la perdita (1-η) nelle diverse aliquote H = caduta geodetica H = caduta netta a monte turbina (m.c.a.) se P o = gHρGPm = gH ρG rendimento opere adduz. rendimento turbina rendimento idraulico rendimento meccanico P i = potenza ceduta dallacqua alle palette P t = potenza trasferita allasse della turbina rendimento elettrico RENDIMENTO GLOBALE tempi di ammortamento del capitale lunghi IMPIANTI IDROELETTRICI contenute spese di esercizio e manutenzione IL COSTO DEL KWh DIPENDE PRINCIPALMENTE DAL COSTO DELLINVESTIMENTO INIZIALE E DAGLI INTERESSI PASSIVI costo del KWh/valore del KWh

4 PIOVOSITA (pluviometro) 800÷1000 mm/anno curve isoiete Valutazione delle risorse idriche

5 Coefficiente di deflusso V = volume defluito in un certo t V o = volume affluito nello stesso t P = precipitazioni d = deflussi C=1

6 curva idrodinamica valore idrodinamico [m Km 2 ]

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8 Impianti ad acqua fluente

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10 curva delle produzioni curva dei costi totali curva del costo del KWh c = costo unitario medio KWh prodotto G = portata media giornaliera P = potenza media giornaliera E = energia totale prodotta in un anno C = costi totali in un anno Impianti ad acqua fluente: scelta della portata di progetto

11 Impianti a bacino

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13 curva deflussi curva afflussi G m = V/T modulo Impianti a bacino

14 h e = KT 1,5 [mm]VISENTINI K = 2,25 ÷ 2,00

15 Impianti ad accumulazione per pompaggio

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17 IMPIANTI AD ACCUMULAZIONE PER POMPAGGIO -scelta della capacità dei serbatoi (minore) - durata della accumulazione riserva strategica di energia costi impatto ambientalealmeno uno dei bacini naturali pompe sotto battente (cavitazione) classificazionealta/altissima caduta media caduta a)alta/altissima caduta H> m macchina elettrica gruppi ternariturbina (PELTON) pompa b) media caduta H fino a 700 mFRANCIS gruppi ternaricosto di I° impianto -20÷30% rendimenti paragonabili CLASSIFICAZIONE TURBINE Potenzeda qualche diecina di KW a centinaia di MW Saltida qualche m a m Portateda qualche m 3 /s a parecchie centinaia di m 3 /s PELTON ClassificazioneFRANCIS KAPLAN

18 C Ta C Tt ponendo C a C t +α h IMPIANTI AD ACCUMULAZIONE PER POMPAGGIO E 1 = energia prelevata dalla rete E 2 = energia restituita alla rete W el, W id = perdite elettriche e idrauliche LIMITI DI CONVENIENZA ECONOMICA C Ta, C Tt costi totali anni centrali a pompaggio e tecniche di punta C a, C t costi capitali hn.ro di ore medio annuo di funzionamento a pieno carico c b costo marginale KWh di base impiegato per pompaggio c t costo marginale del KWh termico di punta η*rendimento di esercizio impianto pompaggio

19 Ca Ct + h

20 energia elettrica assorbita per il pompaggio quantità di energia assorbita in termini di fonte primaria b = rendimento impianto termico di base LIMITI DI CONVENIENZA ENERGETICA TG = rendimento impianto di punta a Turbina a gas b = 0.33 TG = 0.28 * 0.82 la convenienza può essere solo di tipo economico e non energetico

21 Turbine idrauliche

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