Nelle reti di distribuzione dell’acqua di irrigazione in pressione, è necessario garantire una certa portata e una pressione minima a tutti gli idranti. In pratica, questo implica che la regolazione dell’altezza manometrica nelle pompe viene fatta in funzione degli idranti più sfavorevoli, causando un eccesso di pressione nel resto. Per questo motivo, l’installazione di valvole di regolazione della pressione è necessaria per proteggere le infrastrutture idrauliche e i sistemi di irrigazione dalle sovrapressioni esistenti in gran parte della rete.
Inoltre, è comune per questi tipi di reti essere organizzate su richiesta, il che significa che l’acqua è continuamente disponibile per l’irrigazione. Ciò significa che gli agricoltori possono aprire e chiudere i loro idranti secondo le loro necessità, il che rende i flussi circolanti nella rete altamente variabili e difficili da prevedere. D’altra parte, data la stagionalità dell’irrigazione, mentre in alcuni mesi le richieste d’acqua sono molto alte in altri sono praticamente nulle.
L’uso dell’eccesso di pressione nelle reti di distribuzione dell’acqua per la produzione di energia elettrica ha dato origine a molti studi e proposte di soluzione. Queste proposte si basano sull’incorporazione di turbine che di solito sostituiscono le valvole di regolazione della pressione e sfruttano le condizioni di flusso e pressione per produrre elettricità. Data la situazione attuale dell’irrigazione, in cui la dipendenza energetica è molto alta e l’elettricità consumata nel pompaggio rappresenta in media il 40% dei costi dell’acqua, qualsiasi iniziativa volta a ridurre la domanda di energia è di estremo interesse. Il recupero dell’energia idroelettrica potrebbe portare a diversi benefici ambientali ed economici, come la riduzione dei costi associati alla produzione di cibo e alle emissioni di gas serra.
Tuttavia, le turbine convenzionali hanno l’inconveniente del loro costo elevato, soprattutto per le piccole potenze (nella gamma di potenza microidraulica da 5 a 100 kW, comune in questo tipo di rete), che rende difficile l’installazione e l’ammortamento delle attrezzature.
Un’alternativa per questo uso è l’uso di pompe che funzionano come turbine o PATs (Pump as Turbines), che consistono in pompe idrauliche che funzionano in modo opposto a quello convenzionale. Il grande vantaggio delle PAT come tecnologia redditizia per soluzioni micro-idrauliche sta nel loro basso costo. Le PAT offrono alte prestazioni in condizioni di massima efficienza (flusso e pressione), ma le loro prestazioni diminuiscono notevolmente quando le portate variano da quelle ottimali. Questo contrasta con le situazioni abituali nelle reti di distribuzione dell’acqua di irrigazione in cui le fluttuazioni dei flussi circolanti sono frequenti. Per questo motivo, le condizioni di lavoro dei PAT devono essere regolate per garantire che lavorino sempre nei punti di massima efficienza.
Per regolare le condizioni di lavoro, negli ultimi anni sono stati condotti vari studi che propongono fondamentalmente due tipi di regolazione: elettrica e idraulica. La regolazione idraulica utilizza uno schema di by-pass, grazie al quale una parte del flusso viene derivato nella condotta e le condizioni di ingresso al PAT vengono regolate per mezzo di valvole di controllo. Il PAT lavorerebbe in parallelo a una valvola riduttrice di pressione, che ha il compito di regolare la pressione di uscita del by-pass. Questo schema è molto adatto per le reti in cui ci sono valvole riduttrici precedentemente installate. Al contrario, attraverso la regolazione elettrica, si regola la velocità di rotazione del generatore, adattandosi in ogni momento alle condizioni esistenti nella rete.
Pertanto, l’installazione di un PAT permetterebbe di raggiungere due obiettivi: da un lato, si riduce l’eccesso di pressione nella rete e, dall’altro, si genera elettricità che può essere utilizzata per alimentare vari dispositivi (sensori, sistemi di controllo, iniettori di carburante). fertilizzanti, ecc.) e anche, se possibile, versare nella rete elettrica e ottenere un beneficio economico dalla vendita di energia.
Noi di Powerturbines siamo pionieri nell’uso di questa tecnologia e siamo lieti di aiutarvi. Per farlo, scriveteci una mail all’indirizzo info@powerturbines.eu e vi risponderemo il più presto possibile.
Stiamo progettando una unità di dissalazione di acqua mare mobile per emergenze da 1000 l/h.
Vorremmo recuperare energia di pressione dalla membrana di osmosi inversa come energia elettrica per ridurre il consumo elettrico dell’unità.
Potete fornirci una offerta per una PAT?
Grazie
Ing Francesco Ferrini