L’energia idroelettrica indica quell’energia ricavabile da una caduta d’acqua per mezzo di un macchinario capace di convertire l’energia meccanica intrinseca alla portata.
Questa si trova a una posizione rialzata (salto) rispetto a quella delle turbine. Ciò permette di sfruttare l’energia potenziale della portata d’acqua. La conversione avviene tramite trasformazioni intermedie che vedono diverse forme di energia meccanica quali quella di pressione, quella cinetica della corrente e di rotazione della turbina. I termini di riferimento per un impianto idraulico sono il salto e la portata.
Per salto (H) si intende la differenza di quota tra il sito di prelievo dell’acqua e il punto di reimmissione. In base a questo, si individuano diversi tipi di impianti:
- Bassa caduta: H < 50 m
- Media caduta: H = 50 ÷ 250 m
- Alta caduta: H = 250 ÷ 1000 m
- Altissima caduta: H > 1000 m
Per portata (Q) si fa riferimento al volume d’acqua prelevato nell’unità di tempo (m3/s). Anche in funzione di questa esiste una classificazione degli impianti:
- Piccola portata: Q > 10 m3/s
- Media portata: Q = 10 ÷ 100 m3/s
- Grande portata: Q = 100 ÷ 1000 m3/s
- Altissima portata: Q > 1000 m3/s
Vantaggi dell’energia idroelettrica
I vantaggi dell’energia idraulica sono molteplici ma ciò che veramente interessa è l’alta energia specifica e conseguentemente la possibilità di abbandonare l’utilizzo dell’energia elettrica.
Questo implicherebbe, oltre a un forte risparmio economico e ambientale, la totale indipendenza dalle fluttuazioni del prezzo dei combustibili tradizionali.
I paesi o le regioni idonee all’installazione di impianti di questo genere sono moltissimi. Allo stesso tempo variano le tipologie di impianti e l’utenza.
Costi dell’energia idroelettrica
Parlando di costi invece, è necessario definire una serie di quantità per avanzare alla valutazione economica dell’impianto.
Accertata la potenza e l’energia effettivamente usufruibile, si definiscono due componenti:
- Costi di investimento
- Oneri di gestione
I costi di investimento includono le opere civili, i materiali vari, macchinari utilizzati, manodopera, progetto e permessi.
Gli oneri di gestione invece racchiudono i consumi, i costi fissi e quelli di manutenzione.
I benefici dell’energia idroelettrica
I benefici che se ne ricavano variano in base a diversi fattori. In particolare cambiano se l’impianto idroelettrico lavora autonomamente oppure se è accompagnato da un sistema di rete elettrica. Ovviamente si ha una maggiore convenienza economica nel primo caso.
Esistono diversi approcci per calcolare i benefici di un impianto.
- Confronto del costo dell’investimento con il risparmio energetico ricavabile;
- Confronto del costo unitario globale dell’energia prodotta con quello dell’energia alternativa proposta (messa a disposizione dalla rete pubblica)
In entrambi i casi, l’analisi si propaga sul tempo di vita utile dell’impianto e si considera anche il valore del tasso (variabile in funzione del paese e di altri fattori).
Si riporta qui di seguito la formula generica per il calcio dell’energia prodotta (C):
C = (I / NE) + (I / E) * i + (G / E)
in cui:
- C = costo energia prodotta (kW/h)
- I = investimento iniziale
- N = numero di anni d’ammortamento
- E = energia utilizzata attualmente
- i = tasso di interesse
- G = costo totale annuo (manutenzione ecc)
Variano fortemente i costi delle opere civili. Queste dipendono dal luogo in cui si insidia l’impianto, dalle condizioni ambientali e dalle normative da rispettare durante la fase di costruzione.
Oltre la spesa per i macchinari (molto elevata) bisogna considerare l’eventuale costruzione di corpi diga oppure sbarramenti, opere di presa e così via. Tutto molto dispendioso.
Considerando proprio questi costi iniziali dovuti agli impianti, molto spesso l’idroelettrico risulta essere sconveniente o troppo poco conveniente rispetto alle altre forme di energia sostenibile.
Negli impianti di bassa potenza i dispositivi di presa, convogliamento e restituzione tendono ad essere molto semplici e limitati, per una spesa del 30 massimo 40%, invece nei grossi impianti il costo delle opere civili-idrauliche è dell’ordine del 60-70%.
Queste sono considerazioni generiche, ogni impianto ha le sue caratteristiche e i suoi consumi.
Si riportano qui di seguito i costi di produzione di una centrale idroelettrica con potenza di 500 kW (fonte Investment):
Canone: 21’900 €.
Costo smaltimento rifiuti: 7’665 €
Costo di manutenzione ordinaria: 32’850 €
Costo di assicurazione: 8’760 €.
Accantonamento per manutenzione straordinaria: 13’140€
Costo IMU: 10’950
TOTALE: 95’265
Lo stesso impianto ma con potenza pari a 1200 kW comporta una spesa di 368’971 €.
