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Energy from water in motion: efficient, customisable off-grid hydro-electricity for rural areas with stream access

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Soluzione energetica idroelettrica fuori rete ecologica e a basso costo

Oltre un miliardo di persone, soprattutto nelle zone rurali dei paesi in via di sviluppo, vivono senza elettricità, ma le tecnologie esistenti faticano a soddisfare le loro esigenze. Inoltre, nei prossimi decenni è previsto un aumento del 70 % della domanda mondiale di elettricità.

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Le Nazioni Unite hanno identificato nell’energia rinnovabile fuori rete l’unico modo per porre fine alla povertà energetica e raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione. Le piccole centrali idroelettriche sono una delle tecnologie energetiche più affidabili ed economiche per i sistemi non collegati alla rete. Tuttavia, le tecnologie attuali, mobili, leggere e facili da installare, producono troppa poca energia per servire un’intera comunità. Sono urgentemente necessarie nuove ed efficaci tecnologie basate sulle energie rinnovabili al fine di massimizzare la produzione mondiale di elettricità, rispettando nel contempo gli obiettivi climatici. Nella sola Europa, più di 26 400 siti adatti alla produzione di minicentrali idroelettriche (cioè meno di un megawatt) restano inutilizzati, in parte a causa della scarsa accessibilità o dell’inadeguatezza delle soluzioni mini-idroelettriche esistenti. Il progetto HYDROGO, finanziato dall’UE, ha affrontato queste sfide sviluppando un sistema idroelettrico mobile e facile da installare, in grado di fornire elettricità da correnti e cascate fluviali a singoli individui o comunità che vivono in zone remote. Il sistema è di facile manutenzione e trasporto, quindi può essere collocato in luoghi dove le soluzioni esistenti non possono funzionare. Inoltre, non essendo immerso in corsi d’acqua, non altera l’ambiente. Riprogettare una tecnologia collaudata I ricercatori hanno riprogettato la classica turbina idraulica a elica Kaplan per aumentare notevolmente l’efficienza attraverso la modellizzazione computazionale per massimizzare le prestazioni e ridurre al minimo il peso, utilizzando materiali come la fibra di carbonio. «Grazie alla nostra riprogettazione, le nostre turbine possono produrre energia da colonne d’acqua più piccole di quelle ordinarie, consentendoci di produrre la nostra turbina in serie e quindi di ridurre i costi», afferma Reidar Vestby, coordinatore del progetto e amministratore delegato di Deep River, una PMI norvegese. Il team di progetto ha elaborato due modelli basati su moduli container sviluppati per la produzione standardizzata di energia rinnovabile. Si tratta dei modelli Drop & Go montato su Europallet e Plug & Go su container, che soddisfano sia la domanda di micro (meno di 100 kilowatt) che di mini energia elettrica. «Gli impianti possono produrre fino a 600 kilowatt, a seconda del diametro del tubo di alimentazione e della portata e dell’altezza della cascata», spiega Vestby. Drop & Go e Plug & Go possono essere installati in meno di una settimana, richiedendo solo l’ancoraggio in quanto non sono necessari lavori di costruzione per la loro installazione. Secondo Vestby: «È la soluzione perfetta per le aree di difficile accesso e le zone disastrate e senza elettricità in cui è necessaria immediatamente l’alimentazione elettrica. Plug & Go può alimentare fino a 1 350 famiglie all’anno». Energia rinnovabile economica a bassissimo impatto ambientale Entrambe le centrali idroelettriche possono essere collegate a nuove centrali elettriche di piccole dimensioni a bassa manutenzione sviluppate da HYDROGO, che a loro volta possono essere collegate a reti locali e nazionali. Nella centrale elettrica, le batterie al litio ad alta capacità e peso ridotto di Plug & Go sono utilizzate per lo stoccaggio dell’elettricità. I clienti possono ora scegliere di installare una piccola centrale idroelettrica che ha il costo energetico più basso sul mercato (0,011-0,024 euro per kWh). Inoltre, se si sceglie Plug & Go non c’è bisogno di costruire una struttura, basta una fondazione in calcestruzzo. Gli impianti HYDROGO saranno integrati da una centrale di alimentazione per altri sistemi fuori rete, ricevendo energia da altre fonti rinnovabili come il solare e l’eolico, e ridistribuendola a impianti di erogazione locali come quelli per il trattamento delle acque reflue e per l’irrigazione. «Entro il 2024, HYDROGO avrà reso accessibile a mezzo milione di persone energia pulita e affidabile, portando e creando oltre 380 posti di lavoro diretti e indiretti», sottolinea Vestby.

Parole chiave

HYDROGO, idroelettrica, fuori rete, rinnovabile, centrale elettrica, Drop & Go, Plug & Go, turbina

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