In the light of an increasingly widespread awareness of the need to produce electricity from renewable sources in a sustainable way and in a perspective of renewed interest in water resources as an energy source with low environmental impact. This dissertation is proposed as a reworked collection, albeit partial, of the vast existing literature regarding small scale hydropower plants and microturbines, in order to provide a document as homogeneous and complete as possible on the subject, without however entering constructive details and mathematical formulations. The first chapter focus on hydroelectric plants, providing a possible categorization, and then on the peculiarities of small plants, both in the selection of suitable sites and in the design phase. Particular attention is then paid to the possibility of integrating these projects with previously existing structures without compromising their functioning. The main body of the paper is represented by the second chapter, which aims to address exhaustively the vast world of hydraulic turbines, with an important focus on microturbines. For each of the different types of machines treated, the mode of operation is briefly described, then the strengths and weaknesses of each configuration are exposes. lastly the field of application and, when possible, the partial load operation are reported. The third and last chapter plays a more general role: it studies the possible expansion of this type of plants, referring to the national hydroelectric potential, and then briefly exposes some characteristics that can be helpful for the electricity grid, considering also the increasing distributed generation.

Alla luce di una sempre più diffusa consapevolezza sulla necessità di produzione dell’energia elettrica da fonti rinnovabili in modo sostenibile e nell’ottica di un ritrovato interesse verso la risorsa idrica come fonte energetica a basso impatto ambientale. Questa tesi si propone come una raccolta rielaborata, se pur parziale, della vasta letteratura esistente in materia di impianti di piccola taglia e microturbine, in modo da fornire un documento il più possibile omogeneo e completo sull’argomento, senza però entrare in dettagli costruttivi e formulazioni matematiche. Il primo capitolo si concentra sugli impianti idroelettrici, fornendone una possibile categorizzazione, per poi concentrarsi sulle peculiarità degli impianti di piccola taglia, sia in fase di scelta dei siti idonei che in sede progettuale. Particolare attenzione viene posta poi sulla possibilità di integrazione di queste opere con strutture precedentemente esistenti senza così pregiudicarne il funzionamento. Il corpo principale dell’elaborato è rappresentato dal secondo capitolo, che si pone l’obbiettivo di trattare in modo esaudiente il vasto mondo delle turbine idrauliche, con un importante focus sulle microturbine. Per ognuna delle diverse tipologie di macchine trattate viene descritta brevemente la modalità di funzionamento, per poi esporre i pregi e i difetti di ogni configurazione e infine riportarne il campo di applicazione e, quando possibile, il funzionamento a regime parziale. Il terzo e ultimo capitolo svolge un ruolo più generale: studia la possibile espansione di questa tipologia di impianti, facendo riferimento al potenziale idroelettrico nazionale, per poi brevemente esporre alcune caratteristiche degli stessi che possono risultare utili per la rete elettrica, anche nell’ottica della sempre maggiore generazione distribuita.

PANORAMICA SUGLI IMPIANTI IDROELETTRICI DI PICCOLA TAGLIA, SULLE SPECIFICITA' E SUI CAMPI DI FUNZIONAMENTO DELLE MICROTURBINE

GASPERIN, LORENZO
2021/2022

Abstract

In the light of an increasingly widespread awareness of the need to produce electricity from renewable sources in a sustainable way and in a perspective of renewed interest in water resources as an energy source with low environmental impact. This dissertation is proposed as a reworked collection, albeit partial, of the vast existing literature regarding small scale hydropower plants and microturbines, in order to provide a document as homogeneous and complete as possible on the subject, without however entering constructive details and mathematical formulations. The first chapter focus on hydroelectric plants, providing a possible categorization, and then on the peculiarities of small plants, both in the selection of suitable sites and in the design phase. Particular attention is then paid to the possibility of integrating these projects with previously existing structures without compromising their functioning. The main body of the paper is represented by the second chapter, which aims to address exhaustively the vast world of hydraulic turbines, with an important focus on microturbines. For each of the different types of machines treated, the mode of operation is briefly described, then the strengths and weaknesses of each configuration are exposes. lastly the field of application and, when possible, the partial load operation are reported. The third and last chapter plays a more general role: it studies the possible expansion of this type of plants, referring to the national hydroelectric potential, and then briefly exposes some characteristics that can be helpful for the electricity grid, considering also the increasing distributed generation.
2021
OVERVIEW ON SMALL - SCALE HYDROPOWER PLANTS, ON SPECIFICITIES AND APPLICATION AREAS OF MICROTURBINES Overview on small-scale hydropower plants, on specificities and application areas of microturbines
Alla luce di una sempre più diffusa consapevolezza sulla necessità di produzione dell’energia elettrica da fonti rinnovabili in modo sostenibile e nell’ottica di un ritrovato interesse verso la risorsa idrica come fonte energetica a basso impatto ambientale. Questa tesi si propone come una raccolta rielaborata, se pur parziale, della vasta letteratura esistente in materia di impianti di piccola taglia e microturbine, in modo da fornire un documento il più possibile omogeneo e completo sull’argomento, senza però entrare in dettagli costruttivi e formulazioni matematiche. Il primo capitolo si concentra sugli impianti idroelettrici, fornendone una possibile categorizzazione, per poi concentrarsi sulle peculiarità degli impianti di piccola taglia, sia in fase di scelta dei siti idonei che in sede progettuale. Particolare attenzione viene posta poi sulla possibilità di integrazione di queste opere con strutture precedentemente esistenti senza così pregiudicarne il funzionamento. Il corpo principale dell’elaborato è rappresentato dal secondo capitolo, che si pone l’obbiettivo di trattare in modo esaudiente il vasto mondo delle turbine idrauliche, con un importante focus sulle microturbine. Per ognuna delle diverse tipologie di macchine trattate viene descritta brevemente la modalità di funzionamento, per poi esporre i pregi e i difetti di ogni configurazione e infine riportarne il campo di applicazione e, quando possibile, il funzionamento a regime parziale. Il terzo e ultimo capitolo svolge un ruolo più generale: studia la possibile espansione di questa tipologia di impianti, facendo riferimento al potenziale idroelettrico nazionale, per poi brevemente esporre alcune caratteristiche degli stessi che possono risultare utili per la rete elettrica, anche nell’ottica della sempre maggiore generazione distribuita.
Microturbine
Idroelettrico
Rinnovabili
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/31684