kg - Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma

INDICE
1.
GENERALITÀ
3
2.
POTERE CALORIFICO
5
3.
CENNI SUI COMBUSTIBILI LIQUIDI FOSSILI
8
3.1
I PROCESSI BASE DI RAFFINERIA
8
A.
PROCESSI PRIMARI
8
3.2
LA DISTILLAZIONE ATMOSFERICA (TOPPING)
9
3.3
DISTILLAZIONE SOTTO VUOTO (VACUUM)
11
B.
I PROCESSI SECONDARI
12
3.4
CRACKING CATALITICI
12
3.5
REFORMING CATALITICI
14
3.6
IDRODESOLFORAZIONE
15
3.7
ALCHILAZIONE E POLIMERIZZAZIONE
16
3.8
RAFFINAZIONE E FINITURA DEI DISTILLATI LEGGERI
16
3.9
RAFFINAZIONE E FINITURA DEGLI OLI LUBRIFICANTI
16
3.10 ESTRAZIONE AROMATICI.
17
4.
COMBUSTIBILI SOLIDI.
18
5.
CONSUMO ORARIO DI COMBUSTIBILE
19
6.
SCHEDA TECNICA DELLA CENTRALE TERMOELETTRICA DI “TORREVALDALIGA NORD” (CIVITAVECCHIA)
21
6.1
VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE
24
6.2
METODO SEMPLIFICATO DI CALCOLO DELLE EMISSIONI DI CO2
25
7.
QUANTITÀ E QUALITÀ DI PRODUZIONE ENERGETICA NAZIONALE
26
7.1
POTENZA ORARIA RELATIVA AL CONSUMO INTERNO LORDO DI ENERGIA ELETTRICA IN ITALIA NEL 3° MERCOLEDÌ DEL MESE DI DICEMBRE 2007
27
7.2
ELENCO DELLE CENTRALI IN ITALIA
35
8.
CENNI SUL SISTEMA ELETTRICO DI PRODUZIONE, TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA
38
8.1
LINEE ELETTRICHE
39
8.2
STRUTTURA DEL SISTEMA
41
8.3
LINEE DI INTERCONNESSIONE
44
8.4
RETE DI TRASMISSIONE DELL'ELETTRICITÀ
44
8.5
CARTOGRAFIA DELLA RETE DI TRASMISSIONE
45
8.6
STUDIO DEL TRACCIATO
48
8.7
VERIFICA MECCANICA DEL CONDUTTORE
57
8.8
TESTATE E FRANCHI ELETTRICI VERSO MASSA.
58
2
1. Generalità
Il concetto di energia è strettamente legato a quello di lavoro. L’energia di un corpo o di un sistema è
definita come la sua capacità a produrre lavoro. Essa può assumere diverse forme (cinetica, potenziale,
termica, elettrica, chimica, ecc.). Nel sistema internazionale l’unità di misura dell’energia e del lavoro
è il Joule (J): Qualsiasi forma di energia ha le dimensioni [ML2T-2].
Joule = Newton · metro = kgmassa · metro2 · secondo-2
Unità pratiche si adottano per forme particolari di energia: in campo meccanico si usa talvolta il
chilogrammetro (kgm); in termodinamica è molto usata la chilocaloria (kcal) e, nel mondo
anglosassone, la BTU; nelle applicazioni elettriche si usa il chilowattora (kWh). Nei bilanci
energetici globali si ricorre alla tonnellata equivalente di petrolio (tep) che equivale al calore prodotto
dalla combustione di una tonnellata di petrolio, assunto convenzionalmente pari a 10 milioni di kcal.
1 Joule
Joule
1
kgm
0,102
1 kgm
9,81
1
1 kcal
4186
426,7
1 kWh
1 BTU
1 tep
3,6 · 10
6
3,671 · 10
kcal
2,778 · 10
2,343 · 10-3
1
2,724 · 10
2,389 · 10
5
kWh
-4
860
0,252
7
1 · 10
1,163 · 10
1
-7
-6
-3
A seconda delle azioni, trasformazioni e delle interazioni che avvengono con e nella materia e tra cori
materiali si ha energia:
1. chimica. E’ l’energia che viene sviluppata o assorbita nelle trasformazioni (reazioni) chimiche
2. meccanica.
a. cinetica: e il lavoro esterno che un corpo di massa m e di velocità v, rispetto a un dato
sistema di riferimento
b. potenziale è l’energia di un corpo relativa alla sua posizione, riferita a un dato sistema di
riferimento, in un campo di forze esterne al corpo considerato
3. elastica è il lavoro L di deformazione compiuto da forze esterne su un corpo elastico, al cessare
del quale il corpo restituisce il lavoro L riprendendo la configurazione originaria
4. elettrica
a. elettrostatica: generata da un campo elettrostatico
b. elettrodinamica: generata da cariche in movimento
5. elettromagnetica: si tratta di radiazioni (fotoni – bosoni) che si propagano nel vuoto alla velocità
della luce sono quindi radiazioni luminose (sia nel campo visibile che nell’infrarosso e
nell’ultravioletto), come le onde radio, i raggi X e i raggi γ.
6. termica: è la quantità di calore ceduta o assorbita da un corpo o da un insieme di più corpi
7. interna: per un sistema chiuso è funzione dello stato iniziale e di quello finale del sistema, cioè
delle variabili di stato del sistema durante una trasformazione
8. nucleare: è l’energia liberata dalla reazione nucleare tra neutroni e gli isotopi fissili o fissionabili
che costituiscono il combustibile nucleare.
3
Inoltre l'energia può essere trasformata da una forma all'altra in forma di:
•
•
•
•
•
•
•
energia di biomasse,
materiali fossili come carbone e petrolio
energia idroelettrica,
energia geotermica,
energia solare,
energia nucleare,
energia eolica
I materiali e i fenomeni da cui si ricava energia sono chiamati fonti energetiche che si dividono in due
gruppi:
-
fonti rinnovabili, cioè sempre presenti (sole, acqua e vento)
-
fonti non rinnovabili destinate cioè ad esaurirsi tanto più in fretta quanto maggiore sarà il loro
sfruttamento nei prossimi anni (carbon fossile, petrolio, gas naturale).
A seconda della loro natura, ossia dei fenomeni da cui traggono origine, le fonti di energia possono
essere così classificate, seguendo anche l’ordine storico della loro utilizzazione:
• fonti di energia biologica, data dalla forza muscolare di uomini e animali;
• fonti di energia eolica, data dalla forza del vento;
• fonti di energia idraulica, data dalla caduta per gravità di masse d’acqua tra differenti quote
geodetiche;
• fonti di energia termica, data dalla combustione di combustibili solidi [generalmente materie
organiche vegetali attuali (legna) o fossili (carbone)], liquidi (olio combustibile) o gassosi (gas
idrocarburi naturali), dalla captazione diretta della radiazione solare, dall’utilizzazione di vapor
d’acqua ad alta pressione e temperatura.
• fonti di energia gravitazionale, data dall’azione dei campi gravitazionali lunare e solare sulle
masse
fluide oceaniche terrestri;
• fonti di energia nucleare, data dalle reazioni nucleari con sviluppo energetico (utilizzando l’energia
cinetica dei prodotti della razione)
A seconda del loro modo di impiego le fonti di energia si possono classificare in:
fonti primarie, quando il lavoro utile per l’uomo è ricavato direttamente dall’apparato concentratore
di energia predisposto.
4
fonti secondarie, quando l’energia che esse erogano non è prodotta direttamente, bensì proviene da un
apparato primario ed è stata trasformata in altra forma più adatta alla sua utilizzazione e trasporto
come nel caso dell’energia elettrica che non può essere immagazzinata pertanto deve
essere
continuamente prodotta, ma ha il vantaggio di essere facilmente trasportabile a distanza e distribuita
nei quantitativi desiderati dall’utilizzatore nello stesso istante in cui si manifesta la richiesta,
2. Potere calorifico
L’ energia cui si fa ricorso è utilizzata o per la produzione di calore o di energia elettrica
e tale
sfruttamento implica il ricorso a combustibili , fatta eccezione la produzione di energia elettrica con
centrali idroelettriche. Discorso diverso è quello relativo alle centrali nucleari assolvono anche alla
produzione di calore in quanto l’impianto di produzione è sostanzialmente di tipo convenzionale.
Sappiamo che la quantità di calore espressa in kilocalorie (kcal) o in rnegajoule (MJ) prodotta da un
kilogrammo di un determinalo combustibile, quando questo brucia completamente, rappresenta il
potere calorifico di quel combustibile ed è una delle sue caratteristiche più importanti. In particolare si
distingue tra:
Potere calorifico superiore (P.C.S) Γs - La quantità di calore che si rende disponibile per effetto della
combustione completa a pressione costante della massa unitaria del combustibile quando i prodotti
della combustione siano riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburente. Per i
combustibili liquidi l'unità di misura usualmente adottata per la massa è il kg mentre nel caso di
combustibili gassosi si fa riferimento al metro cubo in condizioni normali cioè alla massa di gas
combustibile secco contenuta in 1m3quando la sua temperatura sia 0 °C (273.15 °K, ) e 1 atm (ovvero
101.325 N/m2 o 1,013 bar) 1 . Se nel riportare i prodotti della combustione alla temperatura iniziale di
combustibile e comburente il vapore d'acqua contenuto nei gas di combustione, e ottenuto dalla
combustione dell'idrogeno del combustibile, non viene condensato e non rilascia quindi il proprio
calore di condensazione, la quantità di calore complessivamente resa disponibile nella combustione è
minore, e si definisce pertanto:
Potere calorifico inferiore (P.C.I) Γi è il potere calorifico superiore diminuito del calore di
condensazione del vapore d'acqua formatosi durante la combustione. Il vapor d'acqua non viene
condensato nei processi di combustione in caldaia quindi si fa normalmente riferimento al potere
calorifico inferiore.
1
Spesso si usa il metrocubo in condizioni normali con il simbolo Nm3
5
La determinazione del potere calorifico si può fare col calcolo in base “all'analisi elementare" del
combustibile, oppure direttamente mediante l'uso di appositi strumenti calorimetrici. Nel primo caso si
determina la massa degli elementi combustibili, carbonio (C), idrogeno (H), e zolfo (S) contenuta in
un kilogramrno del combustibile stesso, mediante analisi chimica elementare 2 , quindi si valuta
l'apporto di calore fornito da ciascuno di essi e si sommano i risultati. Sapendo per esempio che
1 kg di carbonio sviluppa nella combustione:
C + O2 = CO2 Æ 34 ,03 MJ ⋅
1
J
4 ,186
cal
= 8.130 kcal
e che 1 kg di idrogeno sviluppa
2 H 2 + O2 = 2 H 2O
Æ144 ,42
MJ ⋅
1
J
4 ,186
cal
= 34.500 kcal
se consideriamo ad esempio dell’ olio combustibile con un tenore di carbonio dell' 85 % in massa
(cioè 0,85 kg per kg di olio), e di idrogeno dell' 10% (cioè 0,1 kg per kg di olio), detti
e
kg H 2 le masse in kilogrammi rispettivamente di combustibile
kgcomb , kgC
di carbonio ed idrogeno contenuti, il
suo potere calorifico superiore sarà:
Γs = 0 ,85
= 0 ,85
kg H 2
MJ
MJ
kgC
⋅ 34 ,03
+ 0 ,1
⋅ 144 ,42
=
kg H 2
kgC
kgComb
kgComb
kg H 2
kcal
kgC
kcal
kcal
⋅ 8130
+ 0 ,1
⋅ 34500
= 10360 ,5
kgComb
kgComb
kgC
kgComb
kg H 2
Il potere calorifico superiore si può determinare direttamente mediante la «bomba calorimetrica» di
Mahler, la quale è costituito da un recipiente cilindrico di acciaio, chiuso ermeticamente con un
coperchio avvitato, in cui si introduce e si fa bruciare in atmosfera di ossigeno una certa quantità di
combustibile (in genere 2 g), provocandone l'accensione e la combustione con corrente elettrica. La
bomba è immersa in un recipiente pieno d'acqua che viene riscaldata dal calore prodotto da questa
combustione; all'aumento della temperatura dell'acqua si risale al potere calorifico. La differenza tra
«potere calorifico superiore,
Γs ,e
potere calorifico inferiore,
Γi ,
sta nel fatto che nel processo di
combustione si produce una certa quantità di vapor d'acqua, sia per l'ossidazione dell’idrogeno che per
L'analisi elementare è un'operazione di laboratorio che può portare a risultati non del tutto esatti in quanto il calore
della combustione dipende anche dal modo in cui sono legati fra loro gli elementi costituenti i combustibili.
2
6
l'evaporazione dell'acqua contenuta nel combustibile e che per ogni kilogrammo di vapor d'acqua che
si produce questo assorbe circa 540 kcal che si disperdono al camino sotto forma di vapore
(calore di
evaporazione dell'acqua = 540kcal/kg a 100°C e 1 atm) .
Il fumo bianco che si ottiene dal processo di combustione è dovuto al contenuto di vapore d'acqua
mentre il fumo nero è vapore d'acqua contenente fuliggine. Calcoliamo ad esempio il potere calorifico
superiore ed inferiore di un combustibile che presenti una composizione in massa : 85% di carbonio,
10% di idrogeno, 1% di acqua.
Indicando con
kg H 2O
i kilogramrni di acqua prodotti, si ha:
potere calorifico superiore
Γs = 0 ,85
= 43,37
kg H 2
kg C
MJ
MJ
MJ
⋅ 34 ,03
+ 0,10
⋅ 144 ,42
= 43,37
kg Comb
kg C
kg Comb
kg H 2
kg Comb
kcal
MJ
1
⋅
= 10.361
kg Comb
kg Comb 4 ,186 J
cal
potere calorifico inferiore
Γi = 0 ,85
kg H 2
kg C
MJ
MJ
⋅ 34,03
+ 0 ,1
⋅144,42
−
kg Comb
kg C
kg Comb
kg H 2
⎛
⎞
⎜
kg H 2
kmol H 2O
kg H 2O
kg H 2O ⎟
MJ
⎜
⎟⋅
⋅
⋅
+ 0 ,01
0 ,1
0,5
18
2 ,26
=
↑
⎜
kg Comb
kg H 2
kmol H 2O
kg Comb ⎟
kg H 2O
↑
↑
↑
numero
di
moli
2 H 2 +O2 =2 H 2O
⎜12% di idrogeno
⎟ (540 kcal / kg )⋅(4186 J / kcal )
dell'acqua
⎝
⎠
MJ
MJ
kcal
1
41,31
= 41,31
⋅
= 9.869
J
kg Comb
kg Comb
kg Comb
4 ,186
cal
quindi:
potere calorifico inferiore Γi Æ H2O prodotta in fase gassosa
Potere calorifico superiore
Γs
Æ H2O prodotta in fase liquida
Γs = Γi + n540
con n = quantità (kg) di acqua prodotta dalla combustione di una unità (m3 o kg) di combustibile
540 kcal= calore di vaporizzazione di un kg di acqua
La differenza tra
Γs , e Γi , 43,37 - 41,31 = 2,74 MJ/kg (10.361- 9.869 = 492 kcal / kg) rappresenta il calore
contenuto nel vapor d'acqua, che va in genere perduto con i fumi al camino; infatti questo calore verrebbe
restituito dai fumi qualora questi venissero portati ad una temperatura minore della loro temperatura di
condensazione, generalmente molto bassa e pertanto non è industrialmente recuperabile. Quindi quando il
calore sviluppato dal combustibile è comprensivo anche di quello contenuto nel vapor d'acqua che viene
condensata si parla di potere calorifico superiore; se. invece, non si tiene conto di tale calore, cioè l'acqua
7
rimane allo stato di vapore, si ha un potere calorifico inferiore, che nella pratica è quello che interessa.
Nella prova con la bomba calorimetrica Mahler, al termine della combustione si ha la condensazione del
vapore formatosi, si misura il potere calorifico superiore
Γi . Oltre il carbonio e l'idrogeno, i combustibili
contengono altri elementi come lo zolfo, il vanadio, gli altri costituenti le ceneri, ed acqua.
Cerchiamo di determinare ad esempio il potere calorifico inferiore prendendo come combustibile il metano
CH4
CH 4 + 2O2 → CO2 + 2 H 2O
ΔH r = ΔH f ,CO2 ( T ) + 2ΔH f ,H 2O ( T ) − ΔH f ,CH 4 ( T ) − ΔH f ,O2 ( T )
CH4
O2
CO2
H2O
ΔH r
ΔH formazione,
Kcal/mole (298.15°K)
-17.9
0
-94
-57.8
= (-94 - 2·57.8 + 17.9) Kcal/mol = -191.7 Kcal/mol
Il potere calorifico inferiore del metano è allora
Γi =
ΔH r
= 191700 / 16 = 11981kcal/kg
wCH 4
CH4 + 2O2 Æ CO2 + 2H20
Γs
= 9500 kcal/Nm3 vogliamo ora determinare Γi ed n
a 1 mole di metano corrispondono 2 moli di acqua con peso molecolare p.m. = 18
22.4 m3 di CH4 Æ 18 · 2 = 36 kg di acqua
1 m3 di CH4 Æ36/22.4 = 1.61 kg di H2O
in questo caso n = 1,61
pertanto dalla relazione
Γs = Γi + n540
abbiamo
Γi = Γs − n540 Æ Γi = 9500 - (1.61 · 540)= 8630 kcal/Nm3
3. Cenni sui combustibili liquidi fossili
3.1
I processi base di raffineria
a. Processi primari
Si definiscono primari i processi impiegati per separare il grezzo nelle diverse frazioni; queste frazioni
vengono poi destinate, nel ciclo di raffineria, a lavorazioni secondarie, sia per il miglioramento delle
loro qualità che per l'ottenimento di altri prodotti pregiati.
8
I processi primari fondamentali sono
La distillazione atmosferica
La distillazione sotto vuoto.
3.2
La distillazione atmosferica (Topping)
È l'impianto base di ogni raffineria e da esso si ottengono i prodotti che alimenteranno tutti gli altri
impianti esistenti. Sappiamo che ognuno degli idrocarburi costituenti il grezzo ha un suo punto di
ebollizione, che va dalla temperatura ambiente per i composti più leggeri fino a temperature così
elevate da essere accompagnate da fenomeni di rottura della molecola (Cracking). Nella colonna di
distillazione, al fondo della quale si immette il grezzo opportunamente riscaldato, e quindi
parzialmente vaporizzato, si stabilisce, per effetto del ritorno di liquido freddo (riflusso) in testa, un
regime di temperature decrescenti verso l'alto : in ogni punto della colonna, e cioè su ogni piatto, si
raccoglieranno miscele di idrocarburi la cui temperatura di ebollizione è compresa in un certo
intervallo prossimo alla temperatura del piatto stesso, mentre i prodotti più leggeri continueranno a
salire verso la sommità della colonna. In condizioni normali di funzionamento, è perciò -possibile
prelevare a diverse altezze dellaa colonna dei tagli laterali, di composizione relativamente costante,
che rappresentano appunto le principali frazioni primarie. Vediamo ora uno schema tipico d'impianto
di distillazione (Fig. 1). Il petrolio grezzo, dopo aver ricevuto calore per scambio con i prodotti caldi
uscenti dalla colonna, va al forno, ove viene portato ad una temperatura che va dai 300 ai 380 °C : la
temperatura di uscita dal forno è mantenuta nei limiti suddetti per impedire i fenomeni di «Cracking »
delle frazioni più pesanti.
Dal forno grezzo, che è vaporizzato dal 40 al 60%, passa in colonna: qui,
mentre la parte rimasta liquida si raccoglie sul fondo come residuo, la parte vaporizzata sale verso
l’alto e condensa man mano sui vari piatti nel modo visto sopra.
9
Fig.1
Solo gli idrocarburi più leggeri (gas e benzina leggera) lasciano la testa della coionna come vapore,
entrando in un refrigerante ove la benzina condensa e si raccoglie in un accumulatore ; una pompa
rimanda una parte di questa benzina fredda sull'ultimo piatto della colonna come liquido di riflusso. I
tagli laterali vanno ognuno ad una piccola colonna, contenente quattro-sei piatti, ove con l'ausilio di
una iniezione di vapore surriscaldato, vengono liberati dalle tracce di prodotti più leggeri
eventualmente rimaste che vengono rimandate nella colonna principale e quindi vanno ai serbatoi,
dopo aver ceduto il loro calore al grezzo in entrata. L'operazione di trattamento con vapore
surriscaldato prende il nome di « stripping » (strippaggio) e le colonnine ove viene effettuata sono
chiamate « strippers ». Si osservi che anche nel fondo della colonna principale si inietta del vapore
surriscaldato : esso ha anche funzione di favorire la evaporazione degli idrocarburi rendendo quindi
più facile e più efficiente il frazionamento. Pertanto i 4 ÷5 piatti di fondo della colonna stessa
costituiscono lo stripper del residuo. Nello schemino di fig. 1 si notano inoltre delle correnti, indicate
« pumparound », che prelevate ad altezze stabilite della colonna e raffreddate, normalmente per
recupero di calore sul grezzo entrante all'impianto, vengono totalmente ricircolate nella colonna stessa
2 o 3 piatti più in alto. Esse hanno lo scopo di diminuire, tramite la sottrazione di calore effettuata
all'esterno della colonna, la quantità di riflusso necessaria nelle zone intermedie per lo stabilirsi dei
regimi termici adeguati al frazionamento desiderato. Ne consegue, oltre ad un più alto recupero di
calore sul grezzo e quindi ad una minor spesa in combustibile da bruciare nel forno, una diminuzione
10
del carico in certe zone della colonna stessa con possibilità di ridurre le sue dimensioni di qualche
entità. L'iniezione di piccole quantità di ammoniaca in testa alla colonna ha lo scopo di limitare i
fenomeni corrosivi dovuti all'acido cloridrico che si svolge nella distillazione per decomposizione dei
sali (cloruri) contenuti nel grezzo. Riassumendo, da una normale operazione di Topping si otterranno
in testa alla colonna gas incondensabili (metano ed etano), e benzina leggera con intervallo di
ebollizione tra 35 /40 °C, e 145 /160 °C, e densità circa 0,700. Scendendo verso il basso, si avranno
approssimativamente i seguenti tagli: benzina pesante (o acqua ragia, o nafta) con PI 150 OC PF 200
OC densità 0,730, kerosene o petrolio, PI 200 °C PF 240 °C, densità 0,760, gasolio (olio Diesel) PI
240 °C PF 350 °C, densità 0,820, ed infine residuo, oltre 350 °C, densità 0,900/0,920. Osserveremo
che dell'unità di Topping fa sempre parte anche una colonna di ridistillazione della benzina leggera,
che lavora sotto pressione di 8/10 kg /cm2 e temperatura di circa 180 °C al fondo e serve per eliminare
quei gas, soprattutto propano e butano che sono rimasti disciolti nella benzina; tale operazione prende
il nome di « stabilizzazione ». La miscela di propano e butano, liquida a temperatura ambiente sotto
adeguata pressione, prende il nome di GPL (gas di petrolio liquefatti) e ha impiego domestico e
nell'autotrazione. La tabella che segue dà un'idea di alcune rese tipiche ottenibili dalla lavorazione di
un grezzo Medio Oriente.
3.3
Benzina
Benzina
leggera
pesante
Resa %, P su grezzo
14,0
9,5
3,5
18,0
55,0
Resa % V su grezzo
17,0
10,0
4,0
19,0
50,0
Densità
0,700
0,720
0,735
0,830
0,940
% P Zolfo
0,02
0,03
0,35
1,00
4,0
Kerosene Gasolio Residuo
Distillazione sotto vuoto (Vacuum)
A ragione di determinate leggi fisiche, la diminuzione della pressione ha, sul punto di ebollizione
degli idrocarburi, un effetto deprimente : ciò significa che un idrocarburo che bolle, per fare un
esempio, in condizioni di pressione normale a 400 °C, sotto vuoto può essere vaporizzato a una
temperatura inferiore, poniamo a 300 OC. L'applicazione del vuoto consente quindi di distillare quegli
idrocarburi pesanti che non potrebbero esserlo in condizioni normali poichè verrebbero decomposti,
prima di poter raggiungere la temperatura di vaporizzazione, per effetto del «cracking». Il vuoto viene
effettuato per mezzo di eiettori. Inoltre nella colonna si inietta abbondante vapore che favorisce
ulteriormente la vaporizzazione come già detto. La distillazione sotto vuoto viene usata essenzialmente
per il frazionamento dei tagli lubrificanti e per la preparazione delle cariche al Cracking catalitico,
11
costituite in genere da gasoli pesanti. La Fig. 2 rappresenta schematicamente un impianto e riporta
alcune temperature tipiche. In raffineria, l'insieme sulla stessa area degli impianti di topping e di
vacuum prende il nome di «unità combinata » o « distillazione a due stadi ».
Fig. 2
b. I processi secondari
Descriviamo in questo capitolo i processi che vengono utilizzati per il miglioramento dei prodotti
ottenuti dalle lavorazioni primarie o per aumentare le rese in prodotti pregiati partendo da altri di
minor valore.
3.4
Cracking catalitici
I processi di cracking catalitico consentono di ottenere elevate rese in benzina ad alto numero di ottano
partendo da cariche costituite generalmente da gasoli pesanti ricavati dalla distillazione sotto vuoto di
residui di distillazione atmosferica. La rottura delle grosse molecole degli idrocarburi pesanti avviene
in opportune condizioni di temperatura; a pressione generalmente atmosferica, in presenza di adatti
catalizzatori costituiti da palline o polveri di materiale silico-alluminoso. Esistono due schemi
fondamentali di processo: quello T.C.C. (Thermofor Catalytic Cracking) e quello F.C.C. (Fluid
Catalytic Cracking). Il ciclo di lavorazione del T.C.C. è il seguente (v. Fig. 3): la carica (feed),
costituita di gasolio pesante da distillazione sotto vuoto viene preriscaldata alla temperatura stabilita in
un forno e passa quindi al reattore dove incontra il flusso di palline di catalizzatore caldo scendente per
gravità da un recipiente denominato « surge hopper » e subisce le varie reazioni di cracking. Al fondo
del reattore, una corrente di vapore d'acqua (purge steam) separa gli idrocarburi dal catalizzatore; gli
idrocarburi vanno ad una normale torre di frazionamento, ove vengono separati i vari tagli di cracking.
12
Il catalizzatore, che è ormai disattivo per l'accumulo di sostanze carboniose, passa alla rigenerazione
che si effettua bruciando il coke con una corrente di aria (combustion air) in un recipiente detto «
rigeneratore » o e Kiln » sottostante il reattore. Dopo la rigenerazione il catalizzatore viene ripreso da
una corrente di aria di sollevamento (lift air), indipendente da quella di combustione e, riportato in alto
al « surge hopper », riprende il ciclo. Nell' F.C.C. (Fig. 4), il catalizzatore è costituito da una fine
polvere: questo dà alla massa di catalizzatore caratteristiche analoghe a quelle di un fluido e gli
permette di circolare dal reattore al rigeneratore e viceversa secondo un principio analogo a quello dei
vasi comunicanti, semplicemente regolando con opportune iniezioni d'aria le densità nei tubi che
collegano le due apparecchiature. Le reazioni fondamentali e le rese sono piuttosto simili per i due
schemi di lavorazione. La tabella che segue riassume le principali condizioni operative.
T..C.
FC.
450-500
470-540
Pressione Reattore kg /cm2
0,35-,05
0,70-1,15
Temperatura Rigeneratore C
680
600
Temperatura Reattore OC
Dai cracking catalitici si ottengono forti quantità di benzina, intorno al 30/40% della carica al reattore,
ad alto numero di ottano (90/95 RM) e gas contenenti molte olefine (etilene, propilene e butilene) che
possono essere destinate a successive lavorazioni.
Fig. 3 - TCC
13
Fig. 4 – FCC
3.5
Reforming catalitici
Questi impianti sono ormai, insieme a quelli di cracking, di fondamentale importanza nel ciclo di
raffineria. Essi consentono di ottenere benzine a d alto numero di ottano, 90/ 100 R.M., da tagli di
benzine pesanti, bollenti in genere tra 80 e 180 °C: le paraffine lineari e i nafteni, che sono i principali
componenti di queste benzine, vengono trasformati, su opportuni catalizzatori, in paraffine ramificate
e aromatici il cui numero di ottano è molto elevato. Il primo processo di reforming catalitico è stato
quello della Universal Oil Products denominato Platforming, per il fatto che il catalizzatore usato è a
base di platino: il suo successo è stato tale da rappresentare una vera rivoluzione nel campo della
raffinazione e, dal 1949, centinaia di impianti sono stati installati nelle raffinerie di tutto il mondo.
Anche altri processi sono stati brevettati e hanno avuto una certa diffusione: ricordiamo il Catforming,
il Powerforming, il Sinclair-Baker tutti con catalizzatori a base di platino, e 1'Hydroforming con
catalizzatore al cobalto molibdeno. Tutti gli schemi di lavorazione seguono un ciclo comune che è
quello qui appresso descritto. La carica, unita a gas di riciclo molto ricco di idrogeno, viene riscaldata
in un forno alla temperatura di circa 500 °C e passa attraverso tre reattori in serie contenenti il
catalizzatore; poichè l'insieme delle varie reazioni è endotermico, cioè assorbe calore, tra un reattore e
l'altro sono previsti forni intermedi, che hanno lo scopo di riportare la carica alla temperatura ottimale
per il processo. Dopo il terzo reattore “1'effluente” (cioè la miscela dei prodotti di reazione tra cui è
presente idrogeno in forte quantità) viene raffreddato e va in un recipiente ove si separano benzina
«riformata » e gas. La benzina riformata va « stabilizzata » per distillazione, come nel caso della
14
benzina leggera del topping (V.), in quanto contiene disciolte forti quantità di idrocarburi leggeri
(etano, propano, butani) formatisi nel processo. Il gas molto ricco in idrogeno viene parzialmente
riciclato sulla carica per varie ragioni, mentre l'eccesso viene utilizzato in altri processi di raffinazione
tra cui in primo luogo la « desolforazione » (v. appresso) della stessa carica prima della sua
immissione nell'impianto di reforming. Ciò è necessario in quanto i composti dello zolfo presenti nella
carica aggrediscono il platino e gli altri metalli presenti nel catalizzatore avvelenandolo.
Le condizioni operative medie sono :
Temperatura 460/530 °C
Pressione 30/40 kg /cm2.
La benzina prodotta, con rese del 70/85% sulla carica, ha un numero di ottano elevatissimo tra 80 e
100 RM in dipendenza delle condizioni operative adottate e anche dello stato di uso del catalizzatore
che dopo un certo tempo deve essere sottoposto ad un trattamento di rigenerazione che si effettua
bruciando con aria i depositi carboniosi formatisi durante l'uso.
3.6
Idrodesolforazione
Abbiamo già parlato degli effetti negativi dello zolfo nei prodotti petroliferi ed accennato al fatto che
l'industria ha sviluppato particolari processi per la sua eliminazione. Questi processi impiegano
idrogeno per convertire, in
presenza di particolari catalizzatori (cobalto-molibdeno), i composti
solforati in idrogeno solforato che è un gas e quindi è facilmente allontanabile per semplice
distillazione dalla carica trattata. Essi permettono di eliminare, con la scelta delle opportune condizioni
operative, almeno il 90% dello zolfo presente nella carica. Le unità di idrodesolforazione sono
particolarmente impiegate per la raffinazione degli olii Diesel o per il pre-trattamento delle cariche al
Reforming, il cui catalizzatore, come già detto, è sensibile all'avvelenamento da parte dei composti
solforati. Esistono numerosi processi commerciali che però sono tutti fondamentalmente uguali ed il
cui schema generale di lavorazione è illustrato qui di seguito (Fig. 3). La carica da desolforare,
addizionata di gas provenienti dal reforming, ricchi in idrogeno (make-np gas) e, in alcuni casi, di gas
di riciclo, va ad un forno e poi al reattore, che contiene il catalizzatore, qui avviene la trasformazione
dei composti solforati in H2S e nell' ideocarburo corrispondente. All'uscita del reattore, dopo
raffreddamento, l'effluente si raccoglie in un separatore (eventualmente due a pressioni diverse), ove la
massa liquida del prodotto desolforato si divide dalla parte gassosa formata da idrogeno e da H2S. La
parte liquida viene distillata per eliminare ogni traccia di HzS in uno stripper. La fase gassosa (bleedgas) può essere depurata dall'H2S in torri di lavaggio e ritornare in ciclo. Più spesso viene immessa
nella rete gas della raffineria per l'impiego come combustibile nei forni e nelle caldaie. Le condizioni
operative medie sono:
Temperatura tra 350/450 °C
Pressione tra 25/70 kg/cm2.
15
3.7
Alchilazione e Polimerizzazione
Sono processi che, pur non essendo estremamente diffusi, hanno una certa importanza in determinate
situazioni di raffineria, soprattutto per la produzione di benzine per aviazione (Inotori a pistoni) ad
altissimo numero di ottano (oltre 100). I prodotti di partenza sono essenzialmente i gas olefinici
(propilene e butileni) provenienti dai cracking catalitici, che si combinano per fare idrocarburi bollenti
nel campo delle benzine e la cui caratteristica è appunto quella di avere un grande potere antidetonante perchè generalmente a struttura ramificata. Vengono impiegati catalizzatori, che sono l'acido
solforico o fluoridrico per 1'al_chilazione e l'acido solforico o l'acido fosforico per la polimerizzazione; per quanto riguarda le condizioni operative, le pressioni sono elevate in entrambi i casi,
da 30 a 70 kg/cm2, mentre le temperature sono intorno ai 200 °C.
3.8
Raffinazione e finitura dei distillati leggeri
Le benzine di distillazione primaria e i petroli richiedono sempre un trattamento di finitura, per
l'eliminazione dei composti solforati e per la messa a punto delle caratteristiche richieste dal mercato. I
trattamenti di raffinazione chimica sono innumerevoli e non è possibile fare delle generalizzazioni, per
la complessità dei vari problemi che vi sono connessi e che vanno risolti di volta in volta. Si tende
però al giorno d'oggi a sostituire questi processi con i processi catalitici. Accenneremo quindi solo ad
alcuni dei processi più diffusi che sono :
Il processo Linde, che usa cloruro di rame
Il processo Doctor, al piombito sodico
Il processo all'ipoclorito
I processi tipo Perco, su bauxite, o Gray, su argilla.
Molto spesso bisogna operare delle miscelazioni tra prodotti di varia provenienza (benzina riformata,
benzina leggera, nafta, butani) per ottenere le caratteristiche richieste di numero di ottano, tensione di
vapore, punto di congelamento ecc. Dell'etilazione si è già parlato a proposito del numero di ottano. La
finitura delle benzine richiede poi sempre l'aggiunta di coloranti, per questioni fiscali e di inibitori per
conferire stabilità nel tempo delle loro caratteristiche: si impiegano prodotti chimici particolarmente
studiati e che vengono usati in quantità estremamente piccole.
3.9
Raffinazione e finitura degli oli lubrificanti
Gli oli lubrificanti, che si ricavano come frazioni medio-pesanti della distillazione sotto vuoto di grezzi
particolarmente selezionati, vengono sottoposti a trattamenti di raffinazione per l'eliminazione di
talune frazioni nafteniche che tendono a deprimere l'indice di viscosità (v. pag. 14) e della paraffina
(idrocarburi pesanti normalmente allo stato solido) la cui presenza ha per effetto di innalzare la
temperatura di scorrimento o e pour point » (temperatura alla quale l'olio freddo e rappreso incomincia
a fondere e quindi a « scorrere »). Si tratta di processi di estrazione con solventi di determinate caratteristiche e che prendono in genere il nome dal solvente impiegato. Esistono così i trattamenti al
16
propano, al furfurolo, al metiletilchetone, al fenolo, all'anidride solforosa (processo Edeleanu) e al
fenolo-cresolo (processo Duo-Sol). Tra i processi di estrazione al solvente bisogna ricordare il trattamento del residuo della distillazione vacuum con propano (PDA) per l'ottenimento di frazioni
lubrificanti pesanti (bright-stock) non facilmente distillabili anche sotto vuoto molto spinto. Si fanno
quindi delle miscele tra tagli diversi per ottenere le desiderate caratteristiche di viscosità e di indice di
viscosità (miscele su tagli raffinati). Anche agli oli lubrificanti vengono in genere aggiunte particolari
sostanze chimiche dette additivi che ne migliorano la stabilità all'ossidazione, l'indice di viscosità e le
proprietà detergenti nei confronti dei depositi carboniosi e gommosi che si raccolgono sulle varie parti
del motore o del macchinismo da lubrificare. Nella Fig. 4 che segue è schematizzato un processo di
raffinazione di oli lubrificanti in cui al frazionamento sotto vuoto (vacuum distillation) cui più volte si
è accennato, segue il trattamento delle frazioni distillate e di quella più pesante estratta con solvente
dal residuo (brightstock).
Esso consiste in:
a) solvent extraction: ha lo scopo di migliorare l'indice di viscosità della frazione e in un tipo di
impianto (processo TEXACO) viene effettuata con furfurolo ed è nota sotto la sigla FEU (furfural
extraction unit);
b) solvent dewaxilig: nel processo TEXACO viene impiegato del metil-etil-chetone (MEK) nel quale
viene disciolto l'olio da trattare. Raffreddando la soluzione si separano le paraffine solide e l'olio
deparaffinato, quindi a basso e “pour point , viene recuperato dalla soluzione per distillazione del
solvente ;
e) hydrofinishing : è un trattamento con gas ricco di idrogeno su catalizzatore, su uno schema analogo
a quello della idrodesolforazione. Ha per effetto di migliorare l'aspetto (colore) ma sopratutto di
aumentare la stabilità degli oli e la loro resistenza alla ossidazione con riduzione di formazioni
gommose. Da questi processi si ottengono diverse « basi » per la preparazione di tutta la gamma di oli
lubrificanti che ritroviamo in commercio con diverse gradazioni di viscosità e additivati in funzione
delle condizioni di impiego previste.
3.10
Estrazione aromatici.
Concludiamo questo capitolo con un breve cenno ad un tipo di impianto che ha per scopo la
produzione di idrocarburi aromatici, ben.zolo, toluolo, xiloli ecc., ad elevata purezza. Questi
idrocarburi, molto importanti come materia prima di una gran quantità di processi petrolchimici di
quei processi cioè che muovendo da derivati del petrolio producono materiali come fibre sintetiche,
materie plastiche ecc. di uso comune nel mondo moderno, si ritrovano in notevole quantità nelle
benzine da reforming. È possibile anzi realizzare nel reforming catalitico delle condizioni tali che la
quantità di idrocarburi aromatici prodotta raggiunga anche l' 80 = 85% del totale. Dalla benzina
riformata, con solventi adatti si può quindi estrarre questa parte aromatica la quale può essere
17
successivamente suddivisa nei suoi componenti per semplice distillazione. Osserviamo per inciso che
la distillazione diretta della benzina riformata non darebbe risultati accettabili a causa delle reciproche
interferenze tra idrocarburi di diverse classi bollenti in intervalli di temperatura molto prossimi. La
Snamprogetti ha studiato e realizzato un processo noto con il nome di FORMEX in cui il solvente
impiegato è la formil-morfolina e che dà elevati recuperi di idrocarburi aromatici di notevole purezza.
La fig.5 riporta lo schema di principio del processo in parola. La benzina riformata entra come « feed
» nell'estrattore dove su piatti di tipo particolare si incontra e si mescola col solvente : questo cadendo
dall'alto scioglie e trascina sul fondo dell'estrattore la parte aromatica mentre la parte non-aromatica
(raffinato) insolubile esce dall'alto della colonna e dopo semplice lavaggio con acqua va al serbatoio di
stoccaggio. La soluzione di idrocarburi aromatici in formil-morfolina dopo un trattamento di «
stripping » per l'eliminazione dei non-aromatici trascinati viene distillata in una colonna dal cui fondo
il solvente recuperato torna in ciclo nell'estrattore.
4. Combustibili solidi.
I combustibili solidi possono essere sia naturali che artificiali .
Appartengono ai carboni fossili, le antraciti ed i litantraci.
Combustibili solidi
Naturali
carboni fossili
(torba, lignite,
litantrace,
antracite) legna
Derivati
coke (di carbone fossile)
carbone di legna
agglomerati vari
residui vegetali
Le Iigniti, si distinguono in relazione all'età in:
- Lignite picee (più vecchie, di aspetto e struttura simile ai carboni fossili);
- Ligniti xiloidee (di età media, conservano la struttura molto simile al legno);
- Ligniti torbose (più giovani, con struttura amorfa simile alla torba).
La torba proviene dalla degradazione di piante acquatiche e si trova immersa nell'acqua o mescolata a
grandi quantità di essa. Per questo motivo, per essere utilizzata, deve essere essiccata all'aria,
conservando comunque una notevole percentuale di umidità.
Il legno, che si produce continuamente nelle piante come risultato di sintesi biochimiche.
Ha un potere calorifico inferiore variabile da 12,56 a 16,74 MJ/ kg (3 000 ÷ 4 000 kcal/ kg) se umido,
fino a 18,84 MJ/kg (4 500 kcal/kg) se secco. Del legno oggi si utilizzano quasi soltanto gli scarti di
lavorazioni (tranciati, mobili, ecc.). Questa utilizzazione, oltre a risolvere il problema della
collocazione dei residui, favorisce il risparmio di altri combustibili e non determina pressoché
inquinamento atmosferico, in quanto il legno è praticamente privo di zolfo.
18
Altri combustibili solidi naturali sono i:
residui vegetali, che si ottengono come sottoprodotti di lavorazioni agricole e industriali. Essi sono la
vinaccia esausta, lo sansa di noccioli di oliva la lolla di riso; il loro impiego è limitato alle stesse
industrie che li producono. Fra i combustibili solidi derivati il più noto è il coke; esso si distingue in:
coke metallurgico e coke da gas
Il coke metallurgico si ottiene, nelle cokerie, dalla distillazione di litantrace grasso a corta fiamma
(coking-coal) ad una temperatura intorno ai 1.000/1 200°C.
Ha lucentezza metallica e colore chiaro, è compatto e duro. Esso, infatti, viene impiegato in
metallurgia e deve pertanto avere una forte resistenza meccanica (12·106 ÷17·106 N/m2 120÷170 kg f
/ cm 2 ) per sostenere le fortissime pressioni di carica degli altiforni. Deve avere però
una certa porosità per reagire facilmente con l'aria e non deve fondere, per non impedire il passaggio
dell'aria e dei gas.
II coke da gas si ottiene dalla distillazione, alla temperatura di 1.000 ÷ 1.100 °C, di litantrace grasso a
lunga fiamma (ricco di materie volatili) ed in pratica è un sottoprodotto nella produzione di gas di
città.
Antracite
C. bituminoso
Lignite
Carbonio
92 % - 98 %
69 % - 92 %
Oltre 69 %
Comp.volatili + ceneri
2%-8%
8 % - 31 %
Oltre 31 %
Potere calorifico
7200 – 8000 Kcal/Kg
4600 – 7200 Kcal/Kg
Oltre 4600 Kcal/Kg
5. Consumo orario di combustibile
La realizzazione di una centrale termoelettrica a carbone da 1300 megawatt prevede un investimento
complessivo di 1,5 miliardi di euro.
Ad esempio
Fiume Santo ( Sardegna) al 31.12.2001 - olio combustibile
Centrale termoelettrica costituita da quattro gruppi: due da 160MW e due da 320 MW
•
•
Due gruppi da 160 MWe
– in esercizio dal 1983-84
– alimentati ad olio combustibile,
Due gruppi da 320 MWe
– in esercizio dal 1992-93
– policombustibile (progettati: olio, carbone)
Esercizio attuale
•
•
Gruppi 1&2 Olio Combustibile
Gruppi 3&4 Orimulsion
La Centrale di Fiume Santo rappresenta oggi, sia in termini di potenza che di produzione, oltre il 36%
del totale della Sardegna
CAPITALE INVESTITO
1,570 miliardi €
PRODUZIONE ENERGIA ANNUA
3.275 GWeh Æ 3.275
19
I gruppi 3 & 4
1987-Inizio Costruzione
Viene approvato un progetto per la realizzazione di 2 gruppi da 320 MW
alimentati a Carbone 770 milioni di €
1992-1993 -I° parallelo
1995 - Inizio lavori di Adeguamento Ambientale
Investimenti per la realizzazione e l’adeguamento dei sistemi di abbattimento delle emissioni e le
infrastrutture per il funzionamento a Carbone derivanti dalla normativa ambientale del 1990 - 500
milioni di €
Incidenza del combustibile
Costo orario del combustibile per un gruppo da 320 MWe)
Co =
Pel ( kW )
⋅ 860( kcal / kWh ) ⋅ V (€ / kg )
η( ren dim ento ) Γi ( kcal / kg )
V = valore del combustibile €/kg
Γ = resa energetica kWgiorno/kg
η = 0,406
La centrale termoelettrica a olio combustibile da 2568 MW con rendimento 0,4 e potere calorico
inferiore 9860 kcal/kg ( Centrale Termoelettrica di Torrevaldaliga Nord)
Co =
potenza( kW )
⋅ 860( kcal / kWh ) ⋅
η( ren dim ento ) Γi ( kcal / kg )
Co = 560.000
kg
⋅
h
abbiamo 560 tonnellate ora di consumo di combustibile che vanno moltiplicate per il costo del
combustibile al chilo
per un valore di 100$ al barile
42 galloni USA ovvero a 158,987294928 litri
ci vogliono 3594,2 barili /ora
cambio dollaro euro ( deve essere continuamente aggiornato)
Simbolo
Dollaro USA
Tasso di
Cambio
Euro
Denaro
1
7 gen
0,6808
USDEUR=X
Lettera
0,6808
0,6809
Costo orario in euro Æ 3594,2 x 100 x 0,6809 = 171.083 €/h
4.106.014€/giorno
circa 10÷12 ¢ al kWh
20
6. Scheda tecnica della Centrale Termoelettrica di “Torrevaldaliga Nord” (Civitavecchia)
Sezioni
Potenza nominale per una sezione
(Potenza Elettrica lorda)
Generatore di vapore (Ansaldo)
Tipo
Pressione vapore uscita surriscaldatore
pri-mario
Produzione di vapore
Camera di combustione
Consumo di nafta al carico nominale
potere calorico inferiore
Caratteristiche del vapore alle valvole di
ammissione della turbina
Caratteristiche del vapore risurriscaldato
alle valvole di riammissione della turbina
Ciminiera (Mariani Battista)
Tipo
Altezza
Diametro alla base
Turbina Ansaldo
Tipo
Corpi
Stadi
Velocità nominale
Potenza massima continua
Potenza massima di punta
Spillamenti
Pressione nominale allo scarico
Impianto di trattamento acque reflue
Impianto Disoleazione
Impianto Chimico
Impianto trattamento acque ammoniacali
Impianto biologico di ossidazione per
scari-chi sanitari
Deposito combustibili
Serbatoi da 100000 m3
Serbatoi da 50000 m3
Oleodotti
Dal porto alla centrale
Da Torre Nord a Montalto di Castro
4
660 MW
Attraversamento forzato
ipercritico
266 Ata
2090 t / h
Pressurizzata
140 t / h
~9860 kcal/kg
538°C, 246 Ata
538°C, 38 Ata
Multiflusso comune alle 4 sezioni
250 m
29,7 m
Azione / reazione, su un asse
4
22
3000 giri / min
674 MW
737 MW
7
0,05 Ata
200 m3 / h
300 m3 / h
57 m3 / h
500 persone (capacità di
trattamen-to)
700000 m3, 2 mesi autonomia a pieno carico
5
4
2 x 24”, 4,6 km, max 2000 m3 / h
1 x 16”, sottomarino, 36,5 km,
600 m3 / h
21
Co =
potenza(kW)
⋅ 860(kcal/kWh) =
η(ren dim ento) Γi(kcal/kg)
660 ⋅ 103 (kW)
⋅ 860(kcal/kWh) ≈ 140 ⋅ 103 Kg / h
0 ,4(ren dim ento) 9.860(kcal/kg)
Centrale termoelettrica ubicata in Comune di Civitavecchia (RM),località Torrevaldaliga Nord
Riepilogo delle caratteristiche di centrale nella configurazione esistente e nella configurazione di progetto
Parametro
Unità di misura
Attuale
Progetto
4
Carbone
Ultrasupercritiche
5675
2640
2536
104
Caratteristiche centrale
Numero di sezioni
Alimentazione
Tipologia caldaie
Potenza Termica
N°
MWt
4
OCD
Supercritiche
6325
Potenza Elettrica lorda
Potenza Elettrica netta
Consumo elettrico di centrale
MWe
MWe
MWe
2640
2568
72
Efficienza netta
%
40.6
44.7
Potenza Smaltita con il circuito di
raffreddamento
Potenza Smaltita al camino e/o dispersa
Consumi
MWt
3190
2650
MWt
495
385
Olio combustibile (massimo carico)
Gasolio
Metano
t/hr
t/hr
Sm3/hr
560
0
Carbone (massimo carico)
Acqua potabile
Acqua industriale (da nuovo
dissalatore)
t/ora
m3/anno
m3/anno
0
20000
0
800
20000
2100000
Acqua industriale (da evaporatore
esistente)
Acqua di mare per condensazione
m3/anno
900000
1000000
Biocidi antifouling
Calcare
Urea
t/a
t/a
t/a
Reflui
Ceneri
Fanghi
Acqua di scarico ITAR
Acqua di mare da condensazione
Gesso
Parametro
m3/secondo
96
96
Non dichiarato
0
0
Non dichiarato
150000
26000
t/a
t/a
m3/anno
m3/hr
10800
1400
628000
500000
5000
1270000
t/a
Unità di misura
0
Attuale
250000
Progetto
N. canne
N
Diametro
m
5.7
5.7
Altezza
m
250
250
Temperatura uscita fumi
Portata volumetrica
DeNOx
4
4
°C
135
Nm3/hr
8000000
8400000
110
Ad ammoniaca
A urea
22
DeSOx
Depolveratore
Assente
Elettrofiltri
Concentrazioni alle Emissioni
NOx
SO2
Autorizzate attuali
A maniche
Garantite da
progetto
mg/Nm3
200
150
3
400
100
50
20
mg/Nm
3
CO
mg/Nm
Polveri
mg/Nm3
Emissioni massiche teoriche a 6500 hr
NOx
t/a
10400
7800
SO2
t/a
20800
5200
CO
t/a
0
t/a
Mt/a
2600
11.63
Polveri
CO2
Volumetria esistente
Superficie esistente m2
Aspetti territoriali
m3
2050000
700000
Superficie dedicata ad opere di messa a verde m2
0
1040
13.89
-
-
400000
-
185000
Volumetrie da smantellare
m
-
304000
3
Bilancio volumi (nuovo-esistente)
m3
-
1041000
Nuove superfici
m2
3
Nuove volumetrie
m
Superfici da smantellare
m2
2
2115000
1074000
Bilancio superfici (nuovo-esistente)
m
-
-119000
Approvvigionamenti e stoccaggi
Parco serbatoi
m3
700000
150000
Torre petroli
Oleodotto
Parco carbone
Molo carbone
11T-
300000
1
Riepilogo delle caratteristiche di centrale nella configurazione esistente e nella configurazione di progetto
Parametro
Molo calcare/gesso
Nastri carbone
Movimentazioni
Petroliere
Carboniere
Autocisterne gasolio
Bettoline calcare
Navi gessiere
Navi ceneri (per USA)
Navi ceneri (per mediterraneo)
Autotreni x urea
Autotreni x ammoniaca
Attuale
Unità di misura
t/hr
-
Progetto
1
4000
N da 100.000 t/anno
36
0
N da 130000t/anno
N da xt/anno
N da 5000t/anno
N da 25000t/anno
N da 20000t/anno
0
40
0
0
0
30
10
10
N da 4000t/anno
N/anno
N/anno
0
0
1460
50
1460
0
23
6.1 Valutazione di impatto ambientale
In Italia, all’ottobre 2002, è stata chiesta la VIA, Valutazione Impatto Ambientale, per costruire 110
unità di centrali elettriche su 62 siti diversi e per un totale di 48,311 MWe. In media gli impianti sono
da 440 MWe. Circa il 70% sono a gas, 25% ad olio combustibile, 5% a carbone. La Fiat entra in circa
il 75% della potenza installata.
Di seguito offriamo una tabella con alcuni dati di interesse.
1000 MWe
NUCLEARE
Costo totale (Lit/kWh)
40
Denari pompati
all’interno dell’Italia
0.8 40 = 32
(Lit/kWh)
Denari pompati fuori
0.2 40 = 8
dall’Italia (Lit/kWh)
Abbassa il costo medio
di produzione del
Sì
kWh? (92 Lit/kWh)
Volume in ingresso
3
(m3/anno)
Volume in atmosfera
0
(m3/anno)
Volume di CO2 in
0
atmosfera (m3/anno)
Volume di SO2 in
0
atmosfera 4 (m3/anno)
Volume di NOx in
0
atmosfera 5 (m3/anno)
OLIO
COMBUSTIBILE
GAS CICLO
COMBINATO
FOTO VOLTAICO
80
130
140
1000
0.2 80 = 16
0.2 130 = 26
0.2 140 = 30
0.5 1000 = 500
0.5 200 = 100
0.8 80 = 64
0.8 130 = 104
0.8 140 = 112
0.5 1000 = 500
0.5 200 = 100
Sì
No
No
No
No
3 000 000
1 700 000
1 950 000 000
0
0
3 056 200 000
2 401 650 000 1 950 000 000
0
0
3 000 000 000
2 302 000 000 1 500 000 000
0
0
CARBONE
3
EOLICO
200
41 000 000
91 000 000
10 000 000
0
0
14 000 000
7 000 000
7 000 000
0
0
1 650 000
100 000
0
0
1 200 000
Volume di polveri in
atmosfera (m3/anno)
Volume in mano
(m3/anno)
Di cui “pericoloso”
Facilità di dispersione
del combustibile
nell’ambiente per
perdite
Noti altri usi per il
combusitbile
Radioattività rilasciata
nell’ambiente (Ci)
Radioattività
naturalmente rilasciata
dall’ambiente nella
stessa regione (Ci)
(Massa movimentata)
/(massa trasformata in
energia)
Possibilità di
0
+ 377 000 t ceneri
in aria
10
310 000 6
68 000
10
3
4 500
1 000
2
Prodotti chimici per
i pannelli
tutto
nulla
nulla
elevata
elevatissima
nulla
nulla
no
no
sì
sì
non applicabile
non applicabile
0.5
5.0
0.3
0.2
0
0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
40
3 000 000
2 000 000
1 900 000
0
0
illimitata
7
15
10
0
0
0
0
3
Con una durata delle celle di 60 anni. In realtà non è chiaro se durano 10 anni e se riescono a dare indietro l’energia immessa.
Con desolforazione si hanno 300 000 t/anno in più da smaltire evitando percolamento nelle falde acquifere.
5
Con abbattimento si possono ridurre del 50% le emissioni ma si creano forti quantità di prodotti pericolosi.
6
Le ceneri hanno volumi molto elevati e non sono immagazzinabili per cui vengono usati per produrre i cementi usati anche
nelle abitazioni. Ci sono problemi di impatto sulla salute.
4
24
1000 MWe
CARBONE
OLIO
COMBUSTIBILE
GAS CICLO
COMBINATO
FOTO VOLTAICO
EOLICO
25
30
20
20
5
12
0
200
0
12 500
pessima
pessima
pessima
pessima
pessima
300
30
45
infinito
infinito
Sì
No
No
No
limitata
medio
medio
medio
alto
alto
1770
1500
1200
7200
2400
22
19
15
544
91
8
14
52
40
0
0
7
6
5
5
10
10
90
90
90
90
15
30
NUCLEARE
immagazzinamento
(tipico: 2 000)
(giorni)
Morti/giorno (mondo)
0
Spazio occupato (ha)
15
Estetica in elevazione
ottima
o orizzontale
Risorse/riserve ai
consumi attuali e con
20 000
la tecnologia attuale
(anni)
Attendibilità bassi
Sì
costi nel tempo
Impatto vita flora e
nullo
fauna
Costo di impianto
1400
$/kWe (senza costo
(esiste 1000)
suolo)
Costo dell’impianto
(interesse del 3%)
17 7
mills$/kWh
Costo combustibile
mills$/kwh
Costo operazione e
manutenzione
mills$/kWh
Disponibilità % 8
6.2 Metodo semplificato di calcolo delle emissioni di co2
Nel corso dei diversi processi di generazione di energia elettrica da fonti fossili, il carbonio contenuto nel
combustibile viene integralmente trasformato in anidride carbonica tramite la reazione con l’ossigeno
contenuto nell’aria. Pertanto a diversi combustibili corrispondono diversi “CO2 factor”, che rappresentano
quanta CO2 si forma dalla conversione completa di una unità di combustibile. Nella tabella si riportano tali
fattori per i combustibili più comunemente utilizzati. Si sottolinea come il caso delle biomasse sia da
considerare in modo particolare: il combustibile di partenza contiene carbonio, e quindi genera CO2, ma lo
stesso carbonio è quello che la biomassa ha sottratto dall’atmosfera, fissandolo. Pertanto si può immaginare
un “ciclo chiuso” della CO2, che non concorre ad aumentarne la concentrazione in atmosfera; il relativo
“CO2 factor” è stato quindi convenzionalmente fissato a zero.
CO2 factor
Combustibile
CO2 factor ( kg/MWht )
Gas naturale
Petrolio
Carbone
Biomasse
205
262
352
0
7
Il valore del capitale immesso nell’impianto non va a zero in 60 anni come gli altri impianti e le autorità non permettono di
scaricarlo per intero sul costo del kWh. Questo è confermato dal mercato USA della compravendita delle centrali elettriche in cui
le nucleari sono le uniche praticamente a mantenere il valore con un costo di acquisto per kWe installato simile a quello di
costruzione.
8
Dati usati per calcolare le precedenti tre righe che, per omogeneità di raffronto, sono stati messi uguali. I dati della prima riga
tengono conto dei fattori di utilizzazione reali.
25
Dal CO2 factor si può risalire facilmente ad una stima approssimativa delle emissioni di un impianto,
semplicemente dividendo questo valore per l’efficienza elettrica, secondo la seguente espressione:
ECO = FCO / η Eff
2
2
dove:
ECO2 = Emissioni (kg/MWhe)
FCO2
= fattore CO2 del combustibile (kg/MWht)
Eff = Efficienza elettrica
Ad esempio per il carbone abbiamo che l’efficienza elettrica è 38,0% con il CO2 factor pari a 352
352
ECO2 =
= 926 ,3 kg/MWh
0 ,38
7. Quantità e qualità di produzione energetica nazionale
Curva di durata della potenza oraria richiesta sulla rete italiana nel 2007
Ogni valore della scala delle ascisse rappresenta
il numero di ore dell’anno in cui la potenza
richiesta è stata uguale o superiore al
corrispondente valore riportato in ordinata
Fig.5
26
7.1 Potenza oraria relativa al consumo interno lordo di energia elettrica in Italia nel 3° mercoledì del mese
di dicembre 2007
19 Dicembre
MW_________________________________________________________________
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Fluente
Bacino
Serbatoio
Idrica
Totale
1.109
1.089
1.075
1.062
1.056
1.052
1.091
1.163
1.258
1.378
1.426
1.445
1.401
1.350
1.311
1.359
1.450
1.506
1.530
1.525
1.445
1.361
1.279
1.171
211
176
168
142
141
175
629
1.270
1.878
2.011
1.839
1.591
893
1.278
1.389
1.835
3.740
4.146
3.044
1.558
678
492
229
190
92
64
70
38
36
91
828
2.247
2.704
2.657
1.863
1.599
1.383
1.593
1.460
2.029
3.743
4.047
2.737
1.822
947
385
124
91
1.412
1.329
1.313
1.242
1.233
1.318
2.548
4.680
5.840
6.046
5.128
4.635
3.677
4.221
4.160
5.223
8.933
9.699
7.311
4.905
3.070
2.238
1.632
1.452
Termica
tradizional
e
Geoter
mica
Eolic
a
34.656
33.552
32.675
32.764
33.627
36.092
40.151
42.626
43.420
43.317
43.466
43.036
42.692
43.302
42.692
42.947
44.732
44.574
44.295
44.617
43.023
40.521
37.337
36.093
635
634
634
635
635
634
634
634
634
634
633
633
633
633
634
630
630
634
635
634
642
634
634
633
226
243
253
277
312
374
393
419
361
390
364
396
371
335
327
319
316
260
271
240
231
216
209
196
Totale
Saldo scambi
con l'estero
Consumo
interno
lordo di
potenza
36.929
35.758
34.875
34.918
35.807
38.418
43.726
48.359
50.255
50.387
49.591
48.700
47.373
48.491
47.813
49.119
54.611
55.167
52.512
50.396
46.966
43.609
39.812
38.374
2.199
2.202
2.513
2.552
2.562
2.111
1.605
3.079
3.950
3.992
4.221
3.771
1.943
2.604
4.183
4.121
2.329
1.699
2.762
1.864
2.613
1.647
2.099
535
39.128
37.960
37.388
37.470
38.369
40.529
45.331
51.438
54.205
54.379
53.812
52.471
49.316
51.095
51.996
53.240
56.940
56.866
55.274
52.260
49.579
45.256
41.911
38.909
Fig.6
27
Potenza oraria richiesta sulla rete italiana nel 3° mercoledì di ciascun mese
del 2007
17 Gennaio
MW_________________________________________________________________
Potenza lorda prodotta
Idrica
Termica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1.408
1.354
1.291
1.294
1.303
1.560
2.837
5.627
6.319
6.225
6.009
4.798
3.505
3.997
4.689
5.783
7.380
7.651
6.656
5.436
4.094
2.838
1.710
1.445
29.445
28.777
29.219
29.227
29.767
31.959
35.033
37.859
39.255
39.598
39.417
38.897
38.121
38.672
38.825
38.322
39.045
39.459
39.200
38.124
36.656
34.456
32.705
30.385
Potenza assorbita
Servizi ausiliari
Pompaggi
1.112
1.110
1.135
1.134
1.158
1.198
1.281
1.419
1.482
1.490
1.485
1.455
1.383
1.417
1.447
1.454
1.480
1.501
1.473
1.414
1.351
1.265
1.216
1.152
2.593
3.209
3.914
3.899
3.772
2.137
395
6
6
7
7
15
18
17
17
17
8
4
4
5
5
29
493
1.345
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
27.148
25.812
25.461
25.488
26.140
30.184
36.194
42.061
44.086
44.326
43.934
42.225
40.225
41.235
42.050
42.634
44.937
45.605
44.379
42.141
39.394
36.000
32.706
29.333
4.956
5.111
5.045
4.935
4.955
4.799
5.245
6.041
6.961
7.003
7.121
6.583
6.403
6.694
6.765
6.660
7.040
6.997
6.931
6.320
6.022
5.359
5.243
4.997
32.104
30.923
30.506
30.423
31.095
34.983
41.439
48.102
51.047
51.329
51.055
48.808
46.628
47.929
48.815
49.294
51.977
52.602
51.310
48.461
45.416
41.359
37.949
34.330
21 Febbraio
MW_________________________________________________________________
Potenza lorda prodotta
Idrica
Termica
Potenza assorbita
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
1.633
1.591
1.588
1.581
1.632
1.897
2.767
5.363
7.255
7.780
7.805
6.275
4.813
5.496
5.875
6.741
6.824
7.949
8.232
5.872
4.090
3.190
2.075
28.841
28.589
27.897
28.310
29.176
31.209
33.417
35.924
37.082
37.097
36.912
36.060
35.814
36.321
36.458
36.422
36.672
37.087
36.917
37.194
35.943
33.101
31.518
1.081
1.096
1.070
1.100
1.129
1.164
1.212
1.324
1.378
1.386
1.369
1.319
1.294
1.316
1.339
1.364
1.367
1.384
1.388
1.358
1.299
1.198
1.164
1.573
2.546
2.576
3.228
3.220
2.069
926
14
14
14
16
16
16
15
14
16
16
17
15
17
17
18
972
27.820
26.538
25.839
25.563
26.459
29.873
34.046
39.949
42.945
43.477
43.332
41.000
39.317
40.486
40.980
41.783
42.113
43.635
43.746
41.691
38.717
35.075
31.457
4.224
4.434
4.730
4.939
4.808
5.238
6.312
6.968
6.860
7.036
7.276
7.081
6.825
6.802
7.043
6.982
7.003
7.174
7.088
6.849
6.918
6.392
6.085
32.044
30.972
30.569
30.502
31.267
35.111
40.358
46.917
49.805
50.513
50.608
48.081
46.142
47.288
48.023
48.765
49.116
50.809
50.834
48.540
45.635
41.467
37.542
24
1.822
30.075
1.136
1.635
29.126
4.906
34.032
28
21 Marzo
MW_________________________________________________________________
Potenza lorda prodotta
Idrica
Termica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1.710
1.628
1.599
1.605
1.655
1.913
2.293
4.705
6.164
6.830
6.465
5.294
4.400
4.782
5.071
5.428
5.443
5.565
7.790
6.335
4.806
2.820
2.024
1.793
27.973
27.488
27.067
27.041
27.386
29.404
32.104
35.835
36.955
36.880
37.132
36.686
35.237
35.821
36.244
36.338
36.294
35.739
37.260
36.619
35.063
32.917
30.774
29.543
Potenza assorbita
Servizi ausiliari
Pompaggi
1.028
1.018
998
991
1.004
1.053
1.117
1.252
1.306
1.321
1.312
1.292
1.237
1.248
1.266
1.269
1.275
1.256
1.346
1.317
1.259
1.179
1.108
1.089
2.374
2.852
3.048
2.971
2.941
2.129
904
32
6
6
13
12
12
12
12
12
13
12
13
14
13
14
448
1.706
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
26.281
25.246
24.620
24.684
25.096
28.135
32.376
39.256
41.807
42.383
42.272
40.676
38.388
39.343
40.037
40.485
40.449
40.036
43.691
41.623
38.597
34.544
31.242
28.541
5.259
5.239
5.357
5.319
5.600
5.930
6.746
6.617
7.115
7.111
7.194
6.502
7.327
6.885
6.915
7.186
7.111
7.244
6.668
6.741
6.810
6.519
5.924
5.400
31.540
30.485
29.977
30.003
30.696
34.065
39.122
45.873
48.922
49.494
49.466
47.178
45.715
46.228
46.952
47.671
47.560
47.280
50.359
48.364
45.407
41.063
37.166
33.941
18 Aprile
MW_________________________________________________________________
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
2.598
2.541
2.529
2.614
2.667
2.836
3.109
5.542
7.871
8.269
7.727
6.651
5.392
5.766
6.377
5.698
5.365
4.494
4.652
4.874
4.818
3.766
2.913
2.680
26.838
26.224
26.048
25.968
26.428
28.592
29.418
32.146
32.573
33.074
33.208
32.674
31.984
32.799
33.099
33.724
33.336
32.666
31.692
32.921
32.764
31.044
29.712
28.590
962
951
953
951
954
1.014
981
1.087
1.141
1.147
1.149
1.108
1.084
1.114
1.132
1.142
1.094
1.048
1.040
1.076
1.087
1.034
998
989
2.465
2.810
3.249
3.532
3.365
3.219
863
7
6
6
7
6
6
12
11
11
7
7
7
10
10
25
1.038
2.445
26.009
25.004
24.375
24.099
24.776
27.195
30.683
36.594
39.297
40.190
39.779
38.211
36.286
37.439
38.333
38.269
37.600
36.105
35.297
36.709
36.485
33.751
30.589
27.836
5.269
5.148
5.497
5.545
5.683
6.103
7.042
7.000
7.255
6.899
7.135
6.954
6.999
7.141
7.135
6.786
6.916
6.549
6.980
7.130
7.061
6.789
6.172
5.644
31.278
30.152
29.872
29.644
30.459
33.298
37.725
43.594
46.552
47.089
46.914
45.165
43.285
44.580
45.468
45.055
44.516
42.654
42.277
43.839
43.546
40.540
36.761
33.480
29
16 Maggio
MW___________________________________________________________
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
2.664
2.551
2.497
2.494
2.548
2.803
3.147
5.182
7.059
7.661
8.022
7.623
5.665
5.886
6.163
6.533
6.538
5.854
5.520
5.122
5.338
3.830
2.816
2.573
28.861
27.938
27.618
27.558
28.394
29.531
31.756
34.072
35.157
35.413
35.939
35.509
34.715
35.091
35.204
35.202
34.505
33.439
32.907
33.112
33.649
32.320
31.113
29.849
1.074
1.056
1.054
1.049
1.089
1.124
1.160
1.236
1.322
1.315
1.352
1.357
1.279
1.283
1.287
1.278
1.260
1.232
1.209
1.222
1.235
1.177
1.109
1.099
2.594
2.858
3.165
3.159
3.015
2.797
1.289
19
3
3
5
35
5
5
3
3
3
5
5
5
5
8
146
1.479
27.857
26.575
25.896
25.844
26.838
28.413
32.454
37.999
40.891
41.756
42.604
41.740
39.096
39.689
40.077
40.454
39.780
38.056
37.213
37.007
37.747
34.965
32.674
29.844
3.906
3.962
4.285
4.270
3.810
3.693
5.141
5.644
5.298
5.714
4.728
4.243
4.754
5.173
5.605
5.653
5.678
5.772
5.561
5.382
5.465
5.141
4.407
4.452
31.763
30.537
30.181
30.114
30.648
32.106
37.595
43.643
46.189
47.470
47.332
45.983
43.850
44.862
45.682
46.107
45.458
43.828
42.774
42.389
43.212
40.106
37.081
34.296
20 Giugno
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
___
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
4.225
4.088
4.157
4.127
4.428
4.732
5.729
7.816
10.454
10.723
10.883
10.469
8.578
8.878
9.504
10.250
9.828
9.016
8.189
7.671
7.533
6.878
5.181
4.403
29.651
29.017
28.527
28.393
28.534
29.213
31.436
34.938
36.455
37.827
38.624
38.498
38.435
39.129
39.462
38.894
38.732
38.041
36.642
35.801
35.146
34.465
33.377
32.536
1.124
1.110
1.092
1.089
1.104
1.119
1.168
1.306
1.388
1.433
1.460
1.452
1.434
1.452
1.465
1.478
1.471
1.440
1.380
1.340
1.308
1.261
1.207
1.184
2.403
2.513
2.608
2.802
2.798
2.695
1.414
94
5
6
64
81
81
82
81
78
5
7
9
9
9
7
42
1.798
30.349
29.482
28.984
28.629
29.060
30.131
34.583
41.354
45.516
47.111
47.983
47.434
45.498
46.473
47.420
47.588
47.084
45.610
43.442
42.123
41.362
40.075
37.309
33.957
____
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
5.092
4.614
4.410
4.424
4.362
4.461
5.271
5.876
5.778
5.940
5.981
5.439
5.919
6.104
6.063
5.912
5.912
5.289
5.610
4.914
5.621
5.567
5.238
4.476
35.441
34.096
33.394
33.053
33.422
34.592
39.854
47.230
51.294
53.051
53.964
52.873
51.417
52.577
53.483
53.500
52.996
50.899
49.052
47.037
46.983
45.642
42.547
38.433
30
18 Luglio
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
3.114
2.913
2.808
2.772
2.919
3.219
4.087
5.624
8.430
10.197
11.031
10.770
9.580
9.946
10.636
11.126
10.581
9.350
7.752
6.663
6.255
5.054
3.669
3.147
32.448
31.722
31.450
31.343
31.509
33.149
35.388
38.056
39.572
40.346
40.820
40.157
39.944
40.410
40.192
40.218
40.236
39.360
38.808
38.401
38.360
37.972
36.933
35.292
1.191
1.172
1.172
1.164
1.176
1.247
1.313
1.404
1.495
1.559
1.597
1.589
1.566
1.582
1.574
1.581
1.580
1.549
1.516
1.479
1.459
1.420
1.333
1.288
1.590
2.279
2.627
2.831
2.972
3.698
2.303
161
30
5
5
4
4
5
4
4
4
5
6
7
7
50
104
1.077
32.781
31.184
30.459
30.120
30.280
31.423
35.859
42.115
46.477
48.979
50.249
49.334
47.954
48.769
49.250
49.759
49.233
47.156
45.038
43.578
43.149
41.556
39.165
36.074
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
4.797
4.528
4.627
4.493
4.546
4.934
5.607
6.078
5.894
5.697
5.634
5.428
5.779
5.711
5.919
6.039
5.967
6.001
5.968
5.538
5.957
5.941
4.860
4.692
37.578
35.712
35.086
34.613
34.826
36.357
41.466
48.193
52.371
54.676
55.883
54.762
53.733
54.480
55.169
55.798
55.200
53.157
51.006
49.116
49.106
47.497
44.025
40.766
22 Agosto
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
____
____
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
3.294
3.217
3.167
3.125
3.161
3.323
3.449
4.134
6.782
7.114
6.991
6.496
6.112
5.822
5.631
5.597
5.581
5.400
5.589
6.377
6.152
4.744
3.910
3.321
24.408
23.939
23.496
23.331
23.697
25.256
26.358
27.886
28.490
29.881
30.393
30.734
30.436
30.357
30.510
30.888
31.014
31.046
31.187
31.312
31.084
29.608
28.431
27.935
943
933
914
908
913
955
986
1.021
1.083
1.145
1.167
1.175
1.155
1.144
1.153
1.165
1.161
1.159
1.164
1.188
1.184
1.111
1.063
1.048
1.183
1.784
1.855
1.852
1.705
1.880
1.658
110
3
3
3
3
3
3
4
6
7
11
8
5
4
6
153
654
25.576
24.439
23.894
23.696
24.240
25.744
27.163
30.889
34.186
35.847
36.214
36.052
35.390
35.032
34.984
35.314
35.427
35.276
35.604
36.496
36.048
33.235
31.125
29.554
2.875
2.724
2.885
2.875
2.714
2.937
3.286
3.448
3.386
3.171
3.373
3.511
3.397
3.357
3.424
3.329
3.414
3.415
3.368
3.341
3.397
3.461
2.983
1.468
28.451
27.163
26.779
26.571
26.954
28.681
30.449
34.337
37.572
39.018
39.587
39.563
38.787
38.389
38.408
38.643
38.841
38.691
38.972
39.837
39.445
36.696
34.108
31.022
31
19 Settembre
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
2.548
2.309
2.300
2.188
2.300
2.654
3.973
5.647
6.736
7.641
7.289
6.620
5.748
5.638
7.012
7.129
6.656
5.778
5.555
6.599
5.195
3.443
2.608
2.074
29.533
28.775
28.386
28.149
28.567
30.006
32.669
35.961
37.630
38.051
38.078
37.943
36.787
37.039
36.590
36.497
36.513
35.450
35.679
36.492
35.099
33.145
31.691
29.965
1.106
1.066
1.048
1.036
1.049
1.083
1.180
1.326
1.403
1.429
1.425
1.410
1.345
1.331
1.336
1.340
1.324
1.285
1.283
1.333
1.263
1.196
1.163
1.092
1.113
1.627
1.796
1.856
1.581
316
111
5
5
6
5
6
6
6
5
6
83
98
98
84
6
10
83
216
29.862
28.391
27.842
27.445
28.237
31.261
35.351
40.277
42.958
44.257
43.937
43.147
41.184
41.340
42.261
42.280
41.762
39.845
39.853
41.674
39.025
35.382
33.053
30.731
3.213
3.613
3.883
3.861
3.931
4.057
3.919
5.008
5.083
4.755
5.301
4.685
4.796
5.231
5.193
5.397
6.194
5.922
5.859
5.601
5.847
5.602
4.928
4.216
33.075
32.004
31.725
31.306
32.168
35.318
39.270
45.285
48.041
49.012
49.238
47.832
45.980
46.571
47.454
47.677
47.956
45.767
45.712
47.275
44.872
40.984
37.981
34.947
17 Ottobre
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
____
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
1.560
1.506
1.506
1.451
1.465
1.682
2.455
4.354
5.539
6.021
6.270
5.474
4.205
4.344
4.176
4.159
3.890
3.928
6.464
4.667
3.791
2.263
1.901
1.588
28.753
27.804
27.644
27.652
28.673
30.270
33.486
35.438
36.884
36.730
36.239
36.122
35.254
35.665
36.394
36.325
36.659
36.406
37.987
36.993
35.689
33.923
31.809
30.764
1.096
1.071
1.058
1.048
1.062
1.118
1.163
1.261
1.323
1.331
1.309
1.295
1.256
1.275
1.282
1.280
1.278
1.268
1.360
1.316
1.248
1.193
1.141
1.121
2.831
3.107
3.408
3.400
2.641
2.423
239
3
3
82
82
82
82
82
83
83
82
82
5
7
7
7
877
2.305
26.386
25.132
24.684
24.655
26.435
28.411
34.539
38.528
41.097
41.338
41.118
40.219
38.121
38.652
39.205
39.121
39.189
38.984
43.086
40.337
38.225
34.986
31.692
28.926
____
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
4.965
5.237
5.392
5.395
4.357
5.439
6.086
6.704
7.002
6.876
6.892
5.465
5.718
6.509
6.760
6.956
6.634
6.496
5.876
6.407
6.629
5.384
5.189
4.863
31.351
30.369
30.076
30.050
30.792
33.850
40.625
45.232
48.099
48.214
48.010
45.684
43.839
45.161
45.965
46.077
45.823
45.480
48.962
46.744
44.854
40.370
36.881
33.789
32
21 Novembre
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Potenza assorbita
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
1.340
1.296
1.257
1.336
1.302
1.408
1.702
5.069
6.624
6.482
6.518
5.968
4.192
5.508
5.670
6.362
8.425
9.423
6.092
3.403
2.759
2.085
1.631
1.399
33.222
31.980
31.581
31.387
32.860
36.380
40.568
41.815
42.716
42.631
42.966
42.934
42.721
43.125
43.755
43.877
46.104
44.760
44.963
44.475
42.590
40.006
38.331
35.067
1.254
1.227
1.215
1.211
1.239
1.347
1.471
1.580
1.614
1.605
1.596
1.597
1.560
1.573
1.608
1.628
1.704
1.690
1.641
1.605
1.542
1.446
1.386
1.280
3.889
3.885
3.825
3.816
3.795
3.684
978
66
6
6
5
42
85
83
5
5
3
3
3
6
7
83
1.972
3.212
29.419
28.164
27.798
27.696
29.128
32.757
39.821
45.238
47.720
47.502
47.883
47.263
45.268
46.977
47.812
48.606
52.822
52.490
49.411
46.267
43.800
40.562
36.604
31.974
3.337
3.421
3.388
3.458
3.333
2.624
2.705
3.143
3.840
4.287
3.949
2.481
2.588
2.386
2.876
3.251
2.394
1.337
2.882
3.116
3.062
1.512
1.792
2.910
32.756
31.585
31.186
31.154
32.461
35.381
42.526
48.381
51.560
51.789
51.832
49.744
47.856
49.363
50.688
51.857
55.216
53.827
52.293
49.383
46.862
42.074
38.396
34.884
19 Dicembre
MW________________________________________________________ __
Potenza lorda prodotta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
____
Potenza assorbita
____
Idrica
Termica
Servizi ausiliari
Pompaggi
Potenza netta
prodotta
Saldo scambi estero
Potenza richiesta
1.412
1.329
1.313
1.242
1.233
1.318
2.548
4.680
5.840
6.046
5.128
4.635
3.677
4.221
4.160
5.223
8.933
9.699
7.311
4.905
3.070
2.238
1.632
1.452
35.517
34.429
33.562
33.676
34.574
37.100
41.178
43.679
44.415
44.341
44.463
44.065
43.696
44.270
43.653
43.896
45.678
45.468
45.201
45.491
43.896
41.371
38.180
36.922
1.367
1.356
1.326
1.324
1.354
1.377
1.492
1.629
1.669
1.668
1.649
1.621
1.591
1.615
1.585
1.617
1.739
1.763
1.708
1.679
1.563
1.437
1.365
1.339
3.980
4.263
4.246
4.321
4.580
2.832
264
3
3
4
4
4
89
82
88
88
5
3
4
5
5
5
636
1.884
31.582
30.139
29.303
29.273
29.873
34.209
41.970
46.727
48.583
48.715
47.938
47.075
45.693
46.794
46.140
47.414
52.867
53.401
50.800
48.712
45.398
42.167
37.811
35.151
2.199
2.202
2.513
2.552
2.562
2.111
1.605
3.079
3.950
3.992
4.221
3.771
1.943
2.604
4.183
4.121
2.329
1.699
2.762
1.864
2.613
1.647
2.099
535
33.781
32.341
31.816
31.825
32.435
36.320
43.575
49.806
52.533
52.707
52.159
50.846
47.636
49.398
50.323
51.535
55.196
55.100
53.562
50.576
48.011
43.814
39.910
35.686
33
Italia: dipendenza dalle importazioni per fonte di energia (%)
Anni
2000
2001
2002
2003
2004
Combustibili solidi
97,8
96,5
96,0
95,9
97,7
Gas naturale
77,6
78,2
80.2
81,7
83,8
Petrolio
95,1
95,4
94,0
93,9
93,9
Totale
83,7
83,6
84,1
84,6
84,7
Bilancio dell'energia elettrica in Italia
Produzione lorda
- idrica
- termica
- geotermica
- eolica
- fotovoltaica
Consumi dei servizi ausiliari
Produzione netta
- idrica
- termica
- geotermica
- eolica
- fotovoltaica
Destinata ai pompaggi
Produzione destinata al consumo
Ricevuta da fornitori esteri
Ceduta a clienti esteri
RICHIESTA
Perdite di rete
in percentuale della richiesta
CONSUMI
Agricoltura
Industria
- Manifatturiera di base
- Manifatturiera non di base
Terziario
Domestico
314.090,3
43.425,0
262.164,9
5.527,4
2.970,7
2,3
12.864,3
301.225,9
42.882,7
250.169,6
5.207,7
2.963,7
2,3
8.751,9
292.474,0
46.595,5
1.610,6
337.458,9
19.925,7
5,9%
317.533,2
5.503,5
156.150,6
73.188,0
65.993,9
88.276,5
67.602,6
313.888,0
38.481,3
265.764,2
5.569,1
4.034,4
39,0
12.589,0
301.299,0
37.962,3
254.022,7
5.242,8
4.032,3
39,0
7.653,6
293.645,5
48.930,8
2.648,1
339.928,2
20.975,7
6,2%
318.952,5
5.659,2
155.804,3
71.924,3
65.800,2
90.268,5
67.220,4
-0,1%
-11,4%
1,4%
0,8%
35,8%
1597,8%
-2,1%
0,0%
-11,5%
1,5%
0,7%
36,1%
1630,8%
-12,5%
0,4%
5,0%
64,4%
0,7%
5,3%
0,4%
2,8%
-0,2%
-1,7%
-0,3%
2,3%
-0,6%
34
7.2 Elenco delle centrali in italia
Società
A2A
Ambiente S.p.a.
Carlo Gavazzi Green Power
I.V.P.C. S.r.l.
Eusebio Energia
I.V.P.C. S.r.l.
Sorgenia S.p.a.
Gamesa Energia Italia S.p.a.
Endesa Italia S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Botto Giuseppe e figli S.p.a.
C.V.A. S.p.a. - Compagnia
Valdostana delle
Acque/Compagnie valdôtaine des
eaux
C.V.A. SpA - Compagnia
Valdostana delle
Acque/Compagnie valdôtaine des
eaux
C.V.A. SpA - Compagnia
Valdostana delle
Acque/Compagnie valdôtaine des
eaux
C.V.A. SpA - Compagnia
Valdostana delle
Acque/Compagnie valdôtaine des
eaux
Centrale
Tipologia
Centrale di Cassano
Termoelettrico
d'Adda
Centrale di Ambiente
Biomasse
S.p.a.
Bando d'Argenta
Biomasse
Centrale IVPC
Eolica
Centrale Frigento
Eolica
Centrale IVPC
Eolica
Fossato di Vico
Eolica
Parco Eolico Durazzano
Eolica
Centrale dei Poggi Alti
Eolico
Valle Secolo
Geotermico
Centrale Idroelettrica Luigi
Idroelettrica
Einaudi
Centrale Idroelettrica di
Idroelettrico
Bulfons
Potenza MW
1000
18
20
7
15
20
0,75
14
20
120
1
Montjovet
Idroelettrico
50
Quincinetto 2
Idroelettrico
22
Valpelline
Idroelettrico
130
Champagne 1
Idroelettrico
11
Cartificio Ermolli S.p.a.
Centrale Cartificio Ermolli
Spa
Idroelettrico
3
Consorzio di bonifica
Pedemontano Brenta
San Lazzaro
Idroelettrico
2
Idroelettrico
309
Idroelettrico
377
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
Idroelettrico
23
21
12
9
63
146
41
31
21
73
530
1000
1000
568
67
7
Edipower S.p.a.
Edipower S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Endesa Italia S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel Green Power S.p.a.
Nucleo di Udine - C.le di
Somplago
Nucleo di Mese - C.le
Mese
Battiggio
Castelbello
Bertini
Meduno
Mezzocorona
Venina
Ponte Caffaro
Teglia
Prati di Vizze
Sonico
Centrale di Galleto
Edolo
Domenico Cimarosa
San Fiorano
Centrale ENEL di Torrite
Centrale ENEL di Sillano 0
35
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel Green Power S.p.a.
I.G.F. S.p.a.
Idroelettriche Riunite S.p.a.
Idroelettriche Riunite S.p.a.
Idroelettriche Riunite S.p.a.
Industrie Riunite Filati S.p.a.
Sistemi di Energia S.p.A.
Sorgenia S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Il Ceppo-Solar Energy Italia
Termica Celano
A2A - AGSM Verona
AEM Torino
Ahlstrom Turin S.p.a.
Api energia S.p.a.
Azimut S.r.l.
Calenia Energia
Cartiere Modesto Cardella S.p.a.
Cartificio Ermolli S.p.a.
Edipower S.p.a.
Edipower S.p.a.
Edipower S.p.a.
Edipower S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Edison S.p.a.
Electrabel Suez S.A.
Centrale ENEL di Sillano 1 Idroelettrico
Centrale ENEL di Sillano 2 Idroelettrico
Centrale ENEL di
Idroelettrico
Fabbriche
Centrale ENEL di
Idroelettrico
Gallicano
Centrale ENEL di
Idroelettrico
Castelnuovo
Centrale ENEL di Pian
Idroelettrico
Rocca
Centrale ENEL di Corfino
Idroelettrico
Centrale ENEL di Sillico
Idroelettrico
Raccolana
Idroelettrico
Nuova Ceretti
Idroelettrico
Pontetto
Idroelettrico
Carturo
Idroelettrico
Gromo Inferiore
Idroelettrico
Centrala Piancone
Idroelettrico
Chabodey, Pont-SaintIdroelettrico
Martin, Pontey
Petiva
Idroelettrico
Parco fotovoltaico di
Solare
Sticciano
Termica Celano
Termoelettrica
Centrale del Mincio
Termoelettrico
Termoelettrico
Mathi
Termoelettrico
Centrale "Api Energia
S.p.a." presso la raffineria Termoelettrico
Api
Centrale Azimut
Termoelettrico
Sparanise
Termoelettrico
Portula
Termoelettrico
Centrale Cartificio Ermolli
Termoelettrico
Spa
Termoelettrico
C.le Sermide
Termoelettrico
C.le San Filippo del Mela Termoelettrico
C.le Turbigo
Termoelettrico
Acerra - Sogetel
Termoelettrico
Boffalora sopra Ticino
Termoelettrico
Bussi sul Tirino
Termoelettrico
Candela
Termoelettrico
Castelmassa
Termoelettrico
Cologno Monzese
Termoelettrico
Jesi - Energia
Termoelettrico
Nera Montoro
Termoelettrico
Torviscosa
Termoelettrico
Porcari
Termoelettrico
Marghera Levante
Termoelettrico
Sarmato
Termoelettrico
Sesto San Giovanni
Termoelettrico
Settimo Torinese
Termoelettrico
Terni
Termoelettrico
Terni
Termoelettrico
San Quirico
Termoelettrico
Verzuolo - Gever
Termoelettrico
Rosignano (Rosen)
Termoelettrico
15
15
15
43
20
55
15
15
2
11
7
4
4
10
7
0,7
1
330
279
18
286
6
760
11
130
1140
1280
1740
100
80
130
380
50
50
140
50
100
740
145
50
50
67
100
135
120
510
36
Electrabel Suez S.A.
Elettra GLT
Endesa Italia S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Enel S.p.a.
Tirreno Power S.p.a.
EniPower S.p.a.
EniPower S.p.a.
EniPower S.p.a.
EniPower S.p.a.
FWI
FWI
Generale Energia S.p.a.
Giovanni Vignuda S.r.l.
ISAB Energy
ISE
Mascioni S.p.a.
Piemonte Energia
Rizziconi Energia
S.E.F.
Sarlux S.r.l.
Selis S.p.a.
Serene S.p.a.
Serene S.p.a.
Serene S.p.a.
Serene S.p.a.
Serene S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Sorgenia S.p.a.
Terna
Tirreno Power S.p.a.
Tirreno Power S.p.a.
Voghera
Servola
Tavazzano
La Casella
Santa Barbara
Centrale Termoelettrica
Eugenio Montale
Andrea Palladio
Alessandro Volta
Pietrafitta
Grazia Deledda
Archimede
Centrale Rossano
Centrale termoelettrica di
Porto Tolle
Termini Imerese
Centrale Federico II
Torrevaldaliga Nord
Torrevaldaliga Sud
Brindisi
Ferrera Erbognone
Mantova
Ravenna
Ferrara
Teverola
Acea Pinerolese
Industriale Spa
S. Antonio
Priolo Gargallo
Taranto
Centrale Termoelettrica
Mascioni Spa
Leini
Rizziconi
Ferrara
Centrale di Cagliari
Centrale di Lampedusa
Centrale di Cassino
Centrale di Rivalta
Centrale di Melfi
Centrale di Sulmona
Centrale di Termoli
Termoli
Modugno
Turano-Bertonico
Aprilia
Pisticci
Centrale termoelettrica
Marzocco
Napoli Vigliena
Centrale Tirreno Power
Vado Ligure
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
510
159
1460
320
510
Termoelettrico
1300
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
1120
3600
510
123
240
750
1740
Termoelettrico
2640
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
320
454
2640
1980
1520
765
1040
510
785
124
124
Termoelettrico
2
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
1
322
160
Termoelettrico
7
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
Termoelettrico
272
760
510
551
N.P.
106
53
106
53
106
770
770
770
770
770
Termoelettrico
310
Termoelettrico
272
Termoelettrico
818
37
8. Cenni sul Sistema Elettrico di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica
Esistono vari tipi di generatori di energia elettrica: in continua, monofase e trifase. La scelta va fatta in
funzione di vari parametri, tra cui anche quello economico. Poiché la potenza dissipata nei cavi
diminuisce All’aumentare della tensione (a parità di sezione dei cavi), il trasferimento di elevata
energia avviene con linee ad alta tensione, mentre la distribuzione capillare viene fatta in MT e BT.
I valori normalizzati sono:
trasmissione: 220 kV, 380 kV;
subtrasmissione: 66 kV, 132 kV;
distribuzione MT: 3, 6, 20, 25, 20, 30 kV
distribuzione BT: 220 V, 380 V
Un sistema elettrico è composto generalmente dai seguenti sottosistemi:
1) Nodi di produzione:
sono in pratica le Centrali Elettriche (idroelettriche, termoelettriche, etc.);
2) Linee di trasmissione ed interconnessione:
servono ad inviare la potenza elettrica dai nodi di produzione ai punti di consumo. Normalmente i nodi
di produzione sono pochi, con potenza prodotta concentrata e distanti dai punti di consumo, i quali
viceversa sono numerosissimi e dislocati per tutto il territorio (più concentrati nelle aree urbane ed
industriali). Le linee di trasmissione possono essere di due tipi:
a) Linee di trasmissione primarie: connettono le centrali ai nodi primari di smistamento, detti a loro
volta sottostazioni di distribuzione o più semplicemente sottostazioni;
b) Linee di trasmissione secondarie: partono dalle sottostazioni ed alimentano, a livello locale, la
distribuzione dell’energia elettrica;
3) Linee di distribuzione:
costituiscono la parte finale del sistema elettrico e distribuiscono l’energia a ciascun blocco di carichi.
In fig.7 è mostrato uno schema semplificato della rete di distribuzione, interconnessione e produzione
dell’energia elettrica.
38
Fig.7
8.1 Linee elettriche
Generalmente i conduttori utilizzati per le linee AAT ed AT sono in alluminio e/o acciaio, i conduttori
per le linee MT sono in rame od alluminio. L’isolamento dei conduttori dai tralicci e dai pali si ottiene
mediante gli isolatori, che sono dei sostegni in materiale ceramico o in vetro temperato; in fig.8 se ne
hanno alcuni esempi. Nel caso di linee AAT e AT sono utilizzati isolatori a cappa e perno, funzionanti
a compressione e non a trazione (come nel caso degli isolatori MT rigidi), proprio a causa delle alte
tensioni di linea che provocano notevoli sforzi dinamici sugli isolatori stessi. Spesso tali isolatori sono
anche disposti in serie l’uno sull’altro per ottenere un più alto isolamento.
Fig.8
Altri elementi presenti vicino agli isolatori (soprattutto in AAT e AT) sono gli anelli e le corna
spinterometriche (fig. 9), i primi hanno lo scopo di equalizzare e ridurre il campo elettrico nell’intorno
39
degli isolatori in modo da ridurre al minimo possibili effetti corona indesiderati, i secondi servono
come sfioratori di tensione.
Fig.9
Nelle linee aeree sono infine presenti le funi di guardia, conduttori non in tensione anzi riferiti al
potenziale di terra che, disposti in modo opportuno (fig. 10), hanno il compito di proteggere dai
fulmini la linea di trasmissione (effetto gabbia di Faraday). Ciascuna fune di guardia crea un settore
cilindrico di protezione al di sotto di essa avente un angolo di circa
π
radianti, quindi i conduttori
3
sono generalmente posizionati in modo tale da essere compresi entro tale angolo.
Fig.10
Le linee di distribuzione in BT sono generalmente in cavo. Un cavo è costituito da uno o più
conduttori, isolati da uno o più strati di materiale dielettrico, e provvisti di uno o più rivestimenti di
40
protezione contro le azioni meccaniche. In tal modo i cavi possono essere utilizzati in ambienti con
presenza di persone e materiali vari, senza danni e pericoli. Nel caso in cui non vi sia un solo strato di
materiale dielettrico e nessun altro rivestimento protettivo i cavi si chiamano corde elettriche isolate e
debbono essere posate entro opportuni cavidotti per la loro protezione meccanica. I cavi elettrici per il
trasporto e la distribuzione dell’energia, di cui ci occupiamo (esistono altri tipi di cavi per il trasporto e
la distribuzione di segnali, dati ecc..) hanno sezioni di valore unificato variabile in genere da frazioni
di mm2 a centinaia di mm2. Il conduttore è un filo unico oppure, per le sezioni maggiori può essere
formato da più fili riuniti insieme, in modo da essere maggiormente flessibile nella posa. I cavi hanno
particolarità costruttive che possono consentire la posa in ambienti umidi o addirittura immersa.
Possono essere avvolti da un nastro o da una armatura di materiale conduttore, ed in questo caso si
chiamano cavi schermati. Per un cavo elettrico si definiscono le tensioni nominali di isolamento come
i valori efficaci, espressi in kV delle tensioni massime applicabili fra un qualsiasi conduttore e la terra
e fra due qualsiasi conduttori, alla frequenza nominale e per un funzionamento del cavo a tempo
indefinito. Il dielettrico di un cavo è in generale costituito da gomma naturale o sintetica, o da
materiale termoplastico, il rivestimento protettivo del cavo è in genere costituito da materiale sintetico
o da gomma naturale o sintetica, PVC (polivinilcloruro), o in piombo in alluminio, che in questo caso
esercitano anche la funzione di schermo. I cavi vengono anche classificati in base alla tensione di
esercizio in cavi BT, cavi MT, cavi AT e cavi AAT (questi ultimi di raro impiego).
8.2 Struttura del sistema
Un sistema elettrico di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica può essere
schematicamente suddiviso in due sottosistemi:
a. gli impianti di generazione
b. la rete di trasmissione e distribuzione
Impianti di produzione (o meglio trasformazione);
Linee di trasmissione AT;
Stazioni primarie;
Linee di distribuzione AT;
Cabine primarie;
Linee di distribuzione MT;
Cabine secondarie;
Linee di distribuzione BT
41
Normalmente le linee di trasmissione non seguono mai percorsi unicamente radiali; per avere una
maggiore flessibilità della distribuzione elettrica si realizzano infatti reti magliate, in cui i nodi sono
interconnessi. Quindi le linee di trasmissione sono più propriamente dette linee di trasmissione ad
interconnessione, esse possono scambiare energia anche tra una centrale elettrica e l’altra. A riprova di
quanto detto è il fatto che quasi tutto il sistema elettrico europeo è interconnesso. La prima condizione
necessaria perché si possa avere un sistema elettrico interconnesso è naturalmente che la frequenza
della rete di distribuzione sia la medesima per l’intero sistema (f = 50 Hz in Europa,
f = 60 Hz in
USA). Per ottenere un elevato rendimento di trasmissione dell’energia elettrica bisogna ridurre quanto
più possibile le perdite di trasmissione che possono essere di due tipi:
1) Perdite per effetto Joule, prodotte dalla corrente che percorre la linea;
42
2) Perdite per effetto corona, prodotte dalla tensione di linea.
Per tensioni di linea fino a circa 500 kV risultano in genere preponderanti le perdite per effetto Joule
rispetto a quelle per effetto corona:
Poiché la potenza trasmessa dipende sia dalla tensione che dalla corrente, se si utilizzano per la
trasmissione di una data potenza elettrica delle tensioni abbastanza alte, si ottiene una diminuzione
dell’intensità della corrente di linea e proporzionalmente anche delle perdite per effetto Joule. Questo
principio viene utilizzato in maniera completa per le linee di trasmissioni primarie, in cui si lavora con
le tensioni più alte possibili (in Italia V = 380kV); esse sono dette linee ad altissima tensione (AAT).
Per quanto riguarda le linee di trasmissione secondarie, esse collegano punti con distanze minori
rispetto alle linee AAT, ma essendo in numero assai maggiore hanno un impatto ambientale più
marcato. Pertanto su queste linee si ha un livello di tensione di 150 kV; esse sono anche chiamate linee
ad alta tensione (AT).
All’interno delle zone abitate si hanno linee di distribuzione in media tensione (MT), il cui livello di
tensione è in via di unificazione su tutto il territorio nazionale al valore di 20 kV (a tutt’oggi esistono
anche linee MT a V = 10-15 kV). Le linee MT, inoltre, seguono percorsi radiali. Infine le sottostazioni
o cabine di trasformazione MT/BT collegano le linee MT a linee a bassa tensione (BT) in cui si ha il
380 V trifase. Il motivo principale per cui si ha una distribuzione dell’energia elettrica in corrente
alternata e non in corrente continua è dovuto al fatto che in questo modo si possono utilizzare
trasformatori e motori asincroni, che sono macchine elettriche ad alto rendimento. Normalmente
l’energia elettrica viene prodotta ad un livello di media tensione che varia tra i 6 ed i 12 kV, che in
seguito viene innalzata al valore di 380 kV mediante l’utilizzo di appositi trasformatori elevatori di
tensione. In fig. 1.1.1 è schematizzato un tipico percorso della rete di distribuzione ed interconnessione
dalla centrale elettrica alle linee BT. Tale sistema interconnesso deve avere un sistema di monitoraggio
in tempo reale che sia in grado di misurare le potenze attive e reattive nei vari tronchi della linea e di
regolare la tensione e la frequenza di rete. Infatti in conseguenza alla continua variazione dei prelievi e
delle produzioni di energia si potrebbero avere variazioni di tensione e frequenza che risulterebbero
molto dannose. Le linee di trasmissione ed interconnessione in AAT o AT sono realizzate con
conduttori cordati nudi, generalmente sostenuti da tralicci metallici. Le linee di trasmissione MT che
arrivano fino alle cabine di distribuzione secondarie MT/BT sono linee aeree sostenute generalmente
da pali in cemento armato, metallo o legno. Nelle zone urbane si utilizzano anche linee in cavo
sotterraneo.
43
8.3 Linee di interconnessione
La Rete di trasmissione nazionale è interconnessa con l'estero attraverso 16 linee :
4 con la Francia;
8 con la Svizzera;
1 con l'Austria
2 con la Slovenia
1 con la Grecia (cavo in corrente continua).
Attraverso le linee di interconnessione sulla frontiera nord, 6 terne a 380 kV e 9 terne a 220 kV, nel
2002 l'Italia ha importato 51,5 TWh di energia, quota pari al 16,6 % dei consumi nazionali di
elettricità, con un incremento del 5,3 % rispetto al 2001. Queste cifre fanno dell'Italia il maggiore
importatore di energia elettrica dall'estero, tra i Paesi europei. L'Italia è, inoltre, interconnessa con la
Grecia con un cavo in corrente continua, operativo da luglio 2002, che consentirebbe l'importazione di
500 MW. Data la rilevanza dei transiti di energia elettrica dall'estero, lo sviluppo ed il potenziamento
della rete di interconnessione rivestono particolare importanza per il nostro Paese, oltre alle ragioni
commerciali e di sicurezza, per il fatto che rappresentano una spinta alla costituzione del mercato
elettrico europeo.
8.4 Rete di trasmissione dell'elettricità
Nelle centrali elettriche gli alternatori trasformano energia meccanica in energia elettrica.
In genere in questa fase la tensione è di circa 15.000 V. Per minimizzare le perdite durante
il trasporto e diminuire il numero dei cavi che attraversano il territorio è necessario elevare
la tensione fino a 380.000 V. Perché sia possibile utilizzarla per far funzionare
apparecchiature elettriche la tensione deve poi essere riportata a 220 V (nelle case) o a 380
V (nelle applicazioni industriali).
Questo avviene in più fasi:
- nella stazione di trasformazione, o nodo di rete, la tensione passa a 150.000 V
- all'ingresso delle città i cavi incontrano la cabine primarie di trasformazione che portano
la tensione a circa 10.000V
44
8.5 Cartografia della rete di trasmissione
Rappresentazione cartografica della Rete di Trasmissione Nazionale "RTN".
Per la trasmissione si sfruttano le tre linee che fanno parte delle dorsali:
•
Dorsale Tirrenica - Linea del Garigliano
•
Dorsale Appenninica - Linea Val Montoni
•
Dorsale Meridionale (in Puglia) - Linea Benevento (direttrice di riaccensione in caso
di black-out)
Rete elettrica a 220kV
45
Rete elettrica a 380kV
46
Scambi con l’estero
47
8.6 Studio del tracciato
Stabiliti i nodi di partenza ed arrivo si fissano gli elementi elettrici della linea.
-
Tensione
-
Potenza
-
Studio corografico
-
Altimetrico per l’individuazione del tracciato..
48
La scelta deve tenere conto delle fasi di costruzione ed esercizio.
Possibilità di accesso ai picchetti con mezzi che trasportano materiale per la costruzione e per
l’esercizio lo studio preliminare viene condotto sulle carte 1/100.000 dell’ I.G.M. una volta stabilito il
tracciato bisogna tener conto degli insediamenti urbani e di eventuali interferenze con ripetitori Radio
e TV oltre agli attraversamenti di corsi d’acqua, strade ferrate, elettrodotti, linee telegrafiche ecc., i
dati acquisiti determinano il tracciato che va riportato sulle carte 1/25.000 dell’I.G.M. tenendo conto
di eliminare le interferenze determinato il tracciato vanno determinati gli allineamenti e a picchettare i
vertici il progetto esecutivo dovrà tenere conto ( come precisato nelle norme CEI 11-4)
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
di stanziamento dei conduttori
distanze minime delle parti in tensione rispetto a quelle a terra dei sostegni
altezza dei conduttori rispetto al terreno e alle acque sottostanti.
Distanza di rispetto dei conduttori
Distanze di rispetto per i sostegni
Distanze di rispetto per i fabbricati
Distanza fra sostegni di linee elettriche e di telecomunicazione
Angolo di incrocio tra linee elettriche e opere attraversate
Normativa contro la scalata dei sostegni
Coesistenza di elettrodotti
Messa a terra dei sostegni ( tiranti metallici)
Prescrizioni tecniche sui tiranti metallici
a. di stanziamento dei conduttori
il calcolo della distanza in metri tra i conduttori, ai punti di attacco ai sostegni di linea, si calcola con
la relazione:
D = n f + L + 0,01V
(metri)
f = freccia in m. nelle condizioni di conduttori e corda di guardia scarichi a 15°C
L = lunghezza in m. della catena di isolatori sospesi
n=
coefficiente uguale a:
0,6 per conduttori in alluminio;
0,5. per altri tipi di conduttore
V = tensione in kV
L = 0 isolatori di tipo disposti in amarro o rigido .
b. distanze minime delle parti in tensione rispetto a quelle a terra dei sostegni
49
per linee con isolatori rigidi la distanza è non minore a 0,006 V con un minimo di 0,02 m per linee di
1a classe e di 0,06 m per linee di 2a classe, per isolatori sospesi la verifica della distanza va fatta nelle
due seguenti condizioni di carico:
Condizione
Temperatura °C
Vento orizzontale
km/h
a
0
26
b
15
130
Distanza minima in m
0,006 V con un
minimo di 0,06 m
0,0019 V con un
minimo di 0,06 m
c. altezza dei conduttori rispetto al terreno e alle acque sottostanti
Linee di classe
0,1a e linee in cavo di
qualsiasi classe
2a, ,3a ( > 300 kV )
Altezza minima dei conduttori
sulla verticale m
Rispetto
5
Al terreno o acque non
navigabili
(5.5+0,006 V ) con un minimo di
6m
Idem c.s.
d. Distanza di rispetto dei conduttori
Linee di classe
Distanza minima m
0,1a
5
2a,3 a
7 + 0,015 V
0,1a, 2a,3 a
5,5 + 0,015 V
0,1a, 2a,3 a
1,50 + 0,0015 V con il minimo di 4 m
Rispetto
Al piano di strade di qualsiasi tipo, rotaie
di ferrovie, tramvie, funicolari e al livello
di morbida di acque navigabili di 2a classe
( per zone lacuali e lagunari navigabili
altezza prescritta dalle competenti Autorità
)
Al piano di rotaia di funicolari private per
trasporto merci
All’organo più vicino fisso o mobile di
funivie pubbliche e private, palorci, fili a
sbalzo o telefoni
50
0,1a, 2a,3 a
1,5 + 0,015 V
1 + 0,015 V
quando almeno uno dei conduttori considerati è
un conduttore di guardia o quando ambedue i
conduttori considerati siano fissati ai sostegni
mediante isolatori rigidi o isolatori sospesi in
amarro
Ai conduttori di altre linee elettriche o di
telecomunicazione, di alimentazione o di
contatto di ferrovie, tramvie, filovie e
funicolari terrestri ( V = tensione nominale
della linea a tensione maggiore)
1
limitatamente agli attraversamenti tra linee di
classe 0,1a ed agli attraversamenti fra linee di
classe 0 o 1a e linee di telecomunicazione, fuori
dell’abitato
0,50
nell’abitato, purchè la campata della linea
sottopassante non sia superiore a 30 m e
0,30
se, in particolare una delle linee che si
attraversano è in cavo aereo.
0,1a
Ai sostegni di altre linee elettriche o di
telecomunicazione
1
0,50
quando si tratti di cavi aerei ed in ogni caso
nell’abitato.
2a,3 a
3 + 0,015 V
Ai sostegni di altre linee elettriche o di
telecomunicazione
1 + 0,015 V
( salvo in ogni caso il rispetto della distanza).
0,1a, 2a,3 a
3 + 0,006 V
salvo in ogni caso il rispetto della distanza
1,5 + 0,015 V.
0,1a, 2a,3 a
2,50
3 + 0,010.
0,1a, 2a,3 a
0,30
0,50 + 0,010 V.
Ai conduttori della lilnea di trazione
elettrica di ferrovie, tramvie, filovie,
funicolari terrestri
A tutte le posizioni praticabili, esclusi i
fabbricati
A tutte le posizioni impraticabili, esclusi i
fabbricati e i rami degli alberi
e. Distanze di rispetto per i sostegni
Linee di classe
a
a
0,1 , 2 ,3
a
Distanza minima orizzontale ( m )
6
0,1a, 2a,3 a
4
Rispetto
Alla rotaia più vicina di ferrovie o tramvie
in sede propria, fuori dell’abitato, esclusi i
binari morti ed i raccordi di stabilimento
Alla rotaia più vicina di funicolari terrestri,
al conduttore di contato più vicino di
filovie, fuori abitato, alla posizione di un
organo mobile o fisso di funivia per
trasporto di persone
51
0,1a, 2a,3 a
2
0,1a, 2a,3 a
5
0,1a, 2a,3 a
3
Alla rotaia più vicina di ferrovie o tramvie
nell’interno di abitati e per binari morti ed
i raccordi di stabilimento anche fuori degli
abitati, al più vicino conduttore di contatto
di filovie all’interno di abitati o agli organi
fissi o mobili di funivie private per merci,
palarci, fili a sbalzo, telefori
Al piede sia esterno che interno ad argini
di 3a categoria
Al ciglio di trincee, strade o ferrovie
Al piede di rilevati di strade o ferrovie
0,1a, 2a,3 a
2
0,1a, 2a,3 a
15
0,1a, 2a,3 a
7
0,1a, 2a,3 a
3
Al confine di strade statali. Tale minimo è
ridotto sino all’altezza fuori terra del
sostegno per linee di classe 0,1a e 2a,
Al confine con strade esterne ad abitati.
Tale minimo è ridotto a 2/5 dell’altezza
fuori terra del sostegno per linee 0,1a e 2a,
Al confine di strade esterne ad abitati
Per sostegni e parti accessorie dei sostegni, compresi i dispersori di terra devono essere rispettate le
distanze riportate in tabella
Linee di classe
Distanza minima orizzontale ( m )
Rispetto
A gasdotti eserciti a pressione
atmosfere
0,1a, 2a,3 a
≥
25
6
2.
A gasdotti eserciti a pressione > 25
atmosfere e a oleodotti
f. Distanze di rispetto per i fabbricati
Linee di classe
0,1a
Rispetto
Distanza minima ( m )
_
I conduttori devono essere inaccessibili dai
fabbricati senza l’aiuto dimezzi speciali o
senza deliberato proposito. Per i conduttori
e corde di guardia scarichi alla temperatura
di 55°C per linee in zona A e di 40°C per
linee in zona B ( 3 + 0,’10 V ) con
catenaria verticale e ( 1,5 + 0,006 V ) con
minimo di 2 m con catenaria inclinata di
30° sulla verticale
2a,3 a
ai fabbricati
2a,3 a
( < 300 kV )
.
A terrazze e tetti piani
.
Per i conduttori e corde di guardia nelle
condizioni di cui sopra con catenaria
verticale : 4 m
52
g. Distanza fra sostegni di linee elettriche e di telecomunicazione
Linee di classe
Distanza minima ( m )
Rispetto
1
Ai sostegni di linee di
telecomunicazione
0,1a
0,20
quando una delle due linee sia in cavo.
.
.
h. Angolo di incrocio tra linee elettriche e opere attraversate
Linee di classe
Angolo minimo
3a
10°
0,1a, 2a
30°
.
i. Classificazione contro la scalata dei sostegni
Linee di classe
2a,3 a
Il sostegno deve essere munito di
Corona spinosa o simile
j. Coesistenza di elettrodotti
Linee di classe
0, 1a
0, 1a
Coesistenza
Le linee possono essere sostenute da sostegni di
filovie, tramvie, ecc.
I sostegni delle linee possono essere fissati a muri
delle case e i sostegni delle linee in cavo aereo
possono sorreggere anche linee di
telecomunicazione in cavo aereo.
k. Messa a terra dei sostegni ( tiranti metallici)
I tiranti metalli accessibili dei sostegni di linee elettriche devono essere collegati a terra o devono
essere isolati con isolatori che abbiano complessivamente un valore della tensione critica sotto la
pioggia pari non inferiore alla tensione di linea. Gli isolatori devono essere intercalati sul tirante, al di
sotto del conduttore più basso, ad almeno un distanza di 0,50 m e ad almeno una altezza dal suolo di
3 m.
53
Per quanto riguarda il rilievo una volta determinato il tracciato dell’elettrodotto occorre rilevarne il
profilo al fine di determinare nel progetto esecutivo l’entità degli ostacoli da superare. Il profilo del
tracciato è essenziale per la progettazione esecutiva in quanto:
- consente di studiare la distribuzione dei sostegni
- di individuare gli angoli di allineamento dei vertici
- di determinare l’entità degli ostacoli da superare.
il rilievo del profilo si ottiene riportando tutti gli allineamenti sul terreno e posizionare con esattezza
tutti i vertici previsti sulla corografia 1/25.000 prodotta dopo lo studio del tracciato. Determinati tutti
gli allineamenti si procede al rilievo del profilo sul terreno tenendo in conto tutti gli ostacoli da
attraversare e delle zone dove non devono essere ubicati i sostegni per la natura dei terreni o per
incompatibilità con altre opere. ottenuto il profilo si riporta il tracciato rilevato sulle carte catastali
utilizzando i riferimenti sul terreno riportati negli stralci planimetrici a corredo del profilo stesso. La
planimetria catastale è importante per determinare i dati relativi ai fondi interessati dall’elettrodotto.
l. Prescrizioni tecniche sui tiranti metallici
Al fine di disporre di un progetto che comprenda per un determinato tipo di conduttore una
determinata gamma di pali e di sostegni tali che le prestazioni sia diano modo alla realizzazione di un
elettrodotto senza dover procedere ad una progettazione di ogni singolo palo e sostegno e di ogni
singola campata, si predispone un progetto unificato. Pertanto ciascun tipo di sostegno unificato è
caratterizzato dalla prestazione nominale espressa da:
a. valore di campata media
b. angolo di allineamento
c. valore di parametro legato alla campata gravante.
I primi due valori caratterizzano sollecitazioni orizzontali che le campate trasmettono al sostegno; il
terzo valore è riferito alle sollecitazioni verticali.
Obiettivi, quindi, di un progetto unificato sono:
disponibilità di una gamma di sostegni tale da coprire il campo di prestazioni prevedibili per una certa
classe di elettrodotti prevedere per ciascun tipo sostegno ( palo ) la gamma di altezze utili da
consentire l’impiego in rispondenza all’orografia del tracciato.
La serie unificata di sostegni al fine di permettere una progettazione esecutiva degli elettrodotti di una
determinata classe di linea dovrà comprendere un certo numero di pali da armare in sospensione ed un
numero, inferiore, da equipaggiare in amarro
I sostegni in sospensione sono legati tramite catene di isolatori sospese alle mensole, in questo caso il
conduttore è continuo. Tali sostegni si utilizzano nei tratti di tracciato in rettilineo o per vertici con
angolo di lineamento contenuto entro i 30°
÷
40° per linee a 220 kV si usano sostegni a traliccio a
54
fusto piramidale. Si indica con la costante k la costante altimetrica legata alla campata gravante così
definita:
h
h
k= 1+ 2
a1 a2
dove le campate “a” hanno sempre segno positivo e i dislivelli h hanno segno positivo o negativo
secondo lo schema che segue:
sostegni di sospensione per linee da 20 kV
Tipo
1) L
2) N
3) M
4) P
5) V
( leggero)
( normale).
( medio )
( pesante)
( vertice)
Campata media in m
Cm
400
400
400
400
400
Angolo di lineamento in
gradi
k
0
4°
8°
16°
32°
0,11
0,8
0,24
0,30
0,30
δ
I sostegni in amarro i conduttori vengono vincolati al sostegno mediante catene di isolatori amarrate ai
due lati delle mensole sono legati tramite catene di isolatori sospese alle mensole; il conduttore deve
essere tagliato e la continuità elettrica viene assicurata da spezzoni di conduttore, colli morti, che
vengono ammorsettati a monte delle due catene di amarro. Un sostegno d’amarro è necessario per:
- i pali capolinea, ovvero per il palo iniziale e quello finale dai quali si va ai portali delle stazioni di
trasformazione
55
- per i rompitratta, ovvero sostegni che si collocano in opportune posizioni del tracciato di un
elettrodotto per
consentirne la costruzione di più lotti e facilitare gli interventi di esercizio
- per i vertici con angolo di lineamento maggiori di 35°
le prestazioni dei sostegni variano a seconda che questi siano usati come vertici o come capolinea; ciò
si spiega tenuto conto che i sostegni capolinea debbono sopportare il pieno tiro senza che lo stesso sia
equilibrato da quello dei conduttori della campata seguente.
Ciascun tipo di sostegno è utilizzato per valori, di campata media
Cm ,
di angolo di lineamento
δ
e
costante altimetrica k, diversi da quelli normali entro un certo campo definito dall’esame di tutti i
punti rappresentati nei piani
Cm , δ
e k dei loro diagrammi di utilizzazione.
La scelta dei conduttori utilizzati per elettrodotti ad alta ed altissima tensione sono del tipo bimetallico
in alluminio e acciaio. A seconda delle lunghezze ricorrenti ed alla portata da trasmettere i conduttori
sono stati unificati in due tipi le cui caratteristiche meccaniche ed elettriche sono riportate nella
seguente tabella:
Diametro esterno in mm
alluminio
22,8
31,5
26 x 3,60.
54 x 3,50
Acciaio
7 x 2,80
19 x 2,10
alluminio
264, 60.
519,50
Acciaio
43,10
65,80
Totale
307,60
585,30
Formazione
Sezioni teoriche in
mm
2
Peso teorico
Resistenza elettrica 20°C
Carico rottura kg
Modulo di elasticità
kg/m
Ω / km
kg
mm 2
Coefficiente di dilatazione 1/C°
1,081
0,1100
9966
7350
-6
19 x 10 .
1,982
0,05631
17161
6500
19,3 x 10
-6
56
Per linee da :
150 kV si usano conduttori da Ø 22,8 e da Ø 31,5 in relazione della potenza da trasmettere
220 kV
si usano esclusivamente conduttori da Ø 31,5 con un solo conduttore per fase.
Eccezionalmente si usa il fascio di due conduttori Ø 31,5 per linee brevi dove occorra trasportare
potenze elevate ( collegamento tra le centrali e le stazioni di trasformazione ricevitrici ). In questo caso
non si utilizzano sostegni unificati che per i 220 kV sono calcolati per semplice conduttore.
380 kV si usa conduttore da Ø 31,5 trinato.
Le potenze apparenti in servizio normale che si possono trasmettere con una densità di corrente di
massimo tornaconto economico di 1A/mm2 son di seguito riportate per i livelli di tensione:.
150 kV
150 kV
220 kV
220 kV
380 kV
1 x 22,8
1 x 31,5
1 x 31,5
2 x 31,5
3 x 31,5
MVA 70
MVA 135
MVA 200
MVA 400
MVA 1025
8.7 Verifica meccanica del conduttore
Per i tre livelli d tensione menzionati le sezioni previste verificano in condizioni normali la mancanza
del fenomeno o corona.
La verifica meccanica del conduttore con il progetto unificato può essere fatta secondo i metodi della
equazione della parabola o della catenaria o con l’impiego dell’ abaco Colonnetti o mediante appositi
diagrammi di stato che forniscono l0’andamento del tiro o del parametro in funzione della campata
equivalente nei diversi stati di temperatura e di sovraccarico. .
Funi di guardia
I tipi di funi di guardia unificati sono tre di cui due in acciaio ed il terzo in Allumoweld ( acciaio
rivestito in alluminio ) le cui caratteristi sono riportate nella seguente tabella:
acciaio
acciaio
Allumoweld
10,5
11,5
11,5
Formazione
19 x 2,1
19 x 2,3
7 x 3,383
Sezione
54,81.
78,94
80,7
0,532
0,638
0,520
2,014
1,07
8884
10657
8900
19000
19000
16000
Diametro in mm
Peso
kg/m
Resistenza elettrica 20°C
Ω / km
Carico rottura kg
Modulo di elasticità
kg
mm 2
Coefficiente di dilatazione 1/C°
2,416
-6
12 x 10 .
12 x 10
-6
13 x 10
-6
57
8.8 Testate e franchi elettrici verso massa.
Il tronco superiore di ogni palo a traliccio deve avere ina geometria tale da permettere una
collocazione dei conduttori tale da garantire le distanze prescritte verso massa in tutte le condizioni di
sollecitazione.
Per sostegni utilizzati in rettifilo si usa un gruppo mensole dalla geometria tale da garantire il
mantenimento del franco minimo da massa anche nelle condizioni più sfavorevoli di sollecitazioni
trasversali.
La distanza minima da massa è quella tale da garantire il livello di isolamento per la classe di tensione
cui appartiene l’elettrodotto.
In particolari condizioni di vento spirante a 130 km/h in direzione normale all’asse della linea e
temperatura dei conduttori di 15°C si possono raggiungere distanze inferiori sempre tali da garantire la
tenuta della tensione di esercizio.
Per sostegni utilizzati come vertici in sospensione è previsto oltre al gruppo mensole normale anche
un gruppo mensole tale da consentire il mantenimento dei franchi elettrici all’angolo di allineamento
da massa in relazione all’anglo di allineamento e alle sollecitazioni dovute al vento. Tale gruppo
prevedrà le mensole esterne all’angolo di allineamento opportunamente allungate e quelle interne di
lunghezza inferiore in quanto le catene di isolatori in sospensione che pendono dalle mensole poste
all’esterno all’angolo di deviazione assumono una configurazione di equilibrio che le avvicina al
tronco del sostegno mentre quelle vincolate alle mensole interne all’angolo si allontanano dal tronco
stesso. La scelta delle mensole da usare in un determinato picchetto di caratteristiche geometriche note
va fatta calcolando la risultante tra l’azione sbandante esercitata sulla estremità della catena di
sospensione e quella stabilizzante.
L’azione sbandante è dovuta all’azione del vento sulla campata media all’effetto dell’angolo di
allineamento ed alla metà della spinta del vento sulla catena.
L’azione stabilizzante è dovuta al peso del conduttore della campata media all’effetto del piano
verticale del tiro assiale ed alla metà del peso della catena di sospensione.
Si provvederà ad agganciare opportuni contrappesi alla catena di isolatori al disotto del morsetto di
sospensione per consentire il mantenimento di una posizione di equilibrio.
58