Gli impianti idroelettrici di pompaggio: nuovi protagonisti sulla scena

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Trasporto e stoccaggio dell’energia: come diventare “smart”
Milano 11 luglio 2011
Gli impianti idroelettrici di pompaggio: nuovi protagonisti
sulla scena del mercato elettrico?
Clara Risso
Direttore Fonti Rinnovabili
REPOWER ITALIA SpA
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SOMMARIO
Nel prossimo futuro il sistema elettrico Italiano potrebbe richiedere una maggiore
disponibilità di energia di regolazione, anche in correlazione al forte sviluppo - recente e
atteso - della generazione attraverso fonti rinnovabili non programmabili. In questo
contesto, gli impianti idroelettrici di regolazione attraverso pompaggio costituiscono un
elemento per la stabilizzazione del sistema e consentono uno sfruttamento razionale delle
risorse energetiche, in particolare di quelle rinnovabili.
Nell’ottica di rafforzare la propria presenza sul mercato elettrico attraverso strumenti
flessibili ed innovativi, Repower Italia sta sviluppando il progetto di un impianto
idroelettrico di regolazione attraverso pompaggio della potenza di circa 600 MWe,
prevedendo l’utilizzo di un invaso esistente in provincia di Benevento. L’impianto
accumulerà la risorsa idrica in un bacino di monte, realizzato in una depressione naturale,
per renderla rapidamente disponibile per la generazione elettrica.
Il tutto con impatto ambientale e paesaggistico molto contenuto in ragione di consumi
idrici trascurabili (limitati al reintegro delle perdite di sistema) e della realizzazione di
gran parte dell’impianto in sotterraneo.
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DESCRIZIONE DELL’INIZIATIVA
L’iniziativa prevede la realizzazione di un impianto idroelettrico di regolazione mediante
generazione e pompaggio della potenza media di circa 600 MWe. Il progetto, sviluppato
dalla società di scopo REC S.r.l., partecipata al 100% da Repower Italia, è situato in
Campania, in provincia di Benevento, nei comuni di Campolattaro, Pontelandolfo e
Morcone. L’allacciamento alla RTN interesserà inoltre i comuni di Fragneto Monforte e
Benevento.
Figura 1: Ubicazione del progetto ed esistente invaso di Campolattaro
L’impianto utilizzerà come bacino inferiore l‘esistente invaso di Campolattaro, e come
serbatoio di monte una conca naturale esistente, denominata bacino di Monte Alto. In fase
di generazione l’acqua verrà convogliata, attraverso una condotta forzata, dal Bacino di
Monte Alto alla centrale di produzione/pompaggio ubicata in caverna e dotata di macchine
reversibili operanti come turbine. Viceversa, in fase di accumulo, l’acqua verrà sollevata
dal Bacino di Campolattaro, attraverso gallerie in pressione, fino alla medesima centrale,
dove le macchine reversibili operanti come pompe, spingeranno l’acqua al Bacino di Monte
Alto.
Il bacino di Campolattaro ha un volume utile di 109 milioni di m3, di cui 7 milioni di m3
(pari al volume utile del bacino di Monte Alto) saranno movimentati - in ciclo chiuso - tra i
due serbatoi per il funzionamento dell’impianto. E’ previsto un consumo di acqua, pari a
30 l/s, ai soli fini del reintegro delle perdite di sistema.
L’impianto sarà collegato alla RTN (Rete di Trasmissione Nazionale) con uno schema di
connessione in entra-esce sulla linea “Benevento II – Foggia”, in avanzata fase di
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autorizzazione. L’allacciamento dell’impianto alla RTN comporterà la realizzazione di due
stazioni di smistamento a 380 kV e di linee aeree in alta tensione per complessivi 27 km.
Il progetto si inserisce come impianto di importanza strategica nel sistema elettrico
italiano ed in particolare nella Zona Sud, caratterizzata da una crescente esigenza di
energia di regolazione in conseguenza del forte sviluppo, in atto e previsto, di impianti per
la produzione di energia elettrica da fonti non programmabili.
Portata di derivazione ad uso industriale in concessione
Volume idrico utile del serbatoio di Monte Alto
Potenza massima in generazione
Potenza massima in pompaggio
Salto netto medio in generazione
Prevalenza netta media in pompaggio
Lunghezza gallerie (derivazione, restituzione, accesso)
Tempo di costruzione previsto
Investimento stimato
30 l/s
7,0 Mm3
572 MW
630 MW
500 m
540 m
12.200 m
5 anni
600 M€
Figura 2: Sintesi delle principali caratteristiche
Figura 3: Planimetria generale dell'impianto
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L’IMPIANTO
L'impianto REC prevede la realizzazione di un invaso di accumulo della risorsa idrica
derivata dal bacino di Campolattaro, per un volume utile di ~7.000.000 m3 in
corrispondenza della depressione naturale dell’area di Monte Alto in comune di Morcone
(BN).
Mediante un’opera di presa posta sul fondo del bacino stesso (cfr. Figura ) è possibile
convogliare la portata di turbinaggio verso la centrale di produzione in caverna attraverso
un’idonea condotta forzata in acciaio di dimensione decrescente (Φ=5,50 m -tratto di
monte- e Φ=4,80 m -tratto di valle-) per una lunghezza complessiva di 1.970 m circa.
Figura 4: stralcio planimetrico bacino ed opera di presa di Monte Alto
La condotta forzata sarà alloggiata all’interno di una galleria scavata in parte in
tradizionale (tratti sub-orizzontali) ed in parte mediante tecnica del raise borer (tratti
verticali), al fine di ottimizzare il tracciato plano-altimetrico in funzione delle
caratteristiche geologiche-geomeccaniche ed idrogeologiche del sottosuolo.
Lungo la condotta forzata è prevista la realizzazione di manufatti puntuali in sotterraneo:
la camera paratoie di monte, il pozzo piezometrico di monte e la camera valvola a farfalla.
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Tali opere, previste completamente in sotterraneo, permetteranno una corretta gestione
dell’impianto, sia nella fase di esercizio, sia nella fase di ispezione e/o manutenzione,
assicurando la necessaria disconnessione idraulica tra i differenti tratti.
La camera paratoie di monte, accessibile dalla pista di coronamento del bacino di Monte
Alto attraverso una galleria di accesso, permette la completa disconnessione idraulica tra
la condotta forzata, nel tratto compreso tra il bacino di Monte Alto e la centrale in
caverna, mediante la chiusura di 2 paratoie piane a cassa stagna e tenuta su 4 lati, di
dimensioni. utili 4,35 x 5,50 m (LxH), come riportato nello schema sottostante.
Figura 5: schema idraulico nodo camera paratoie di monte/pozzo piezometrico
La camera di alloggiamento della valvola a farfalla permette, invece, la disconnessione
idraulica della condotta forzata, nel punto in cui si ha il passaggio tra il diametro utile di
5,50 m e quello di 4,80 m. Mediante la chiusura della valvola a farfalla (DN 4800 mm) è
possibile (schema idraulico in figura 6) mantenere in carico la condotta forzata di monte
(Φ 5,50 m) e svuotare invece il tratto terminale (Φ 4,80 m) in corrispondenza della
centrale di produzione in caverna.
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Figura 6: schema idraulico camera valvola a farfalla
La centrale di generazione/pompaggio in caverna risulta ubicata ad una profondità di
circa 520 m dal piano di campagna ed è accessibile mediante una galleria di lunghezza pari
a 2.370 m con pendenza media del 13,5%.
All’interno della centrale saranno alloggiati i due gruppi reversibili (turbina/pompa)
accoppiati a tutti i dispositivi per l’automazione e corretto funzionamento dell’impianto
(trasformatori e quadri elettrici).
Le portate turbinate vengono convogliate, mediante un breve tratto di tubazione metallica
(Φ=4,80 m, lunghezza 90 m circa), all’interno della galleria in pressione di restituzione di
valle.
Le acque percorrono poi la galleria in pressione di diametro utile Φ=6,0 m con pareti
rivestite in calcestruzzo per una lunghezza di 5.900 m circa e pendenza di fondo pari a
1‰, fino al bacino di Campolattaro in corrispondenza dell’opera puntuale di
presa/restituzione prevista sul versante occidentale.
Lungo la condotta di scarico in pressione è prevista la realizzazione di due manufatti
puntuali in sotterraneo: il pozzo piezometrico di valle e la camera paratoie di valle.
Nella figura che segue è riportato lo schema delle opere in progetto in corrispondenza
della centrale e del nodo idraulico del pozzo piezometrico di valle.
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Figura 7: nodo idraulico pozzo piezometrico di valle
La camera paratoia di valle garantisce la completa disconnessione idraulica tra la galleria
di restituzione, nel tratto compreso tra il bacino di Campolattaro e la centrale in caverna,
mediante la chiusura di 2 paratoie piane a cassa stagna e tenuta su 4 lati, di dimensioni
utili 4,75 x 6,0 m (LxH).
L’accessibilità alla camera paratoie, per le operazioni di apertura/chiusura,
movimentazione, controllo, ispezione e manutenzione è assicurata mediante un pozzo
verticale di altezza 70 m circa la cui sommità è posta immediatamente a ridosso della
strada circumlacuale che corre perimetralmente al bacino di Campolattaro.
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