Mini centrali idroelettriche:
la coclea idraulica

Mini centrali idroelettriche:
la coclea idraulica

Una innovazione... millenaria

La coclea idraulica, detta anche vite di Archimede o vite idraulica, fa proprio il principio della vite di trasporto di Archimede, usata già nell'antichità dagli egizi per innalzare e distribuire nei campi l'acqua del Nilo. In base a questo principio l'energia motrice (per gli antichi egizi e per Archimede era l'energia muscolare di uomini o animali) veniva trasferita a un albero/rotore che sollevava e convogliava, tramite le spire a vite, l'acqua verso l'alto.

Schema della coclea idraulica Schema della coclea idraulica Gli elementi che compongono la semplice struttura di un impianto per la produzione
di energia elettrica basato sulla coclea idraulica
Grazie all'applicazione del principio inverso l'energia potenziale dell'acqua viene usata per la produzione di energia elettrica in mini centrali idroelettriche (mini-idro), ma da alcuni definite anche micro centrali idroelettriche (micro-idro). Caratteristica della vite idraulica è la sua semplicità, soprattutto per la sua regolazione automatica senza ulteriori regolatori di portata come avviene invece nelle altre turbine.

La vite idraulica (vite perpetua) lavora per gravità, cioè l'acqua viene fatta scendere all'interno delle camere (gli spazi tra le spire della vite) dal livello più alto al livello più basso, di solito con un movimento relativamente lento. Grazie alla semplice forza di gravità (ovvero una massa d'acqua che fluisce da un livello alto a un livello più basso e che agisce sulle pareti delle camere) si ottiene un momento torcente sull'albero di trasmissione. All'albero della vite idraulica è applicato un generatore (dinamo) che trasforma il momento torcente in corrente elettrica.

Poiché la vite idraulica deve coprire tutto lo spazio compreso tra lo specchio d'acqua superiore e quello inferiore (l'altezza del salto dell'acqua), questa soluzione può essere utilizzabile solo per dislivelli limitati, proprio quelli che altri tipi di turbine non possono sfruttare.

Le caratteristiche che contraddistinguono la vite idraulica sono tuttavia l'impatto ambientale minimo, l'ecologicità e la lunga durata.

Ambiti di applicazione:

La coclea idraulica è impiegabile per tutte le tipologie di impianti idroelettrici ad acqua fluente, cioè che non prevedono la costruzione di un invaso (diga) per accumulare l'acqua, con hanno valori di portata e salto idraulico limitati.

In più, per ogni situazione in cui il salto d'acqua (la differenza tra la quota del pelo libero dell'acqua a monte e a valle di un certo punto) è inferiore a 10 metri, la coclea idraulica è la migliore soluzione tra tutte quelle disponibili per il mini idroelettrico o micro idroelettrico.

Le più classiche realizzazioni di impianti mini idroelettrici o micro idroelettrici ad acqua fluente che impiegano la vite di Archimede (coclea idraulica) sono:
  • Canali di irrigazione: specialmente nei casi in cui la portata d'acqua è nota e costante per buona parte dell'anno, con semplici e contenute opere edili si riesce a produrre energia dalla stessa acqua usata per irrigare i raccolti. Come si suol dire, si prendono due piccioni con una fava!
  • Salti d'acqua: quando un corso d'acqua presenta nel suo alveo delle briglie o delle traverse o un qualsiasi tipo di salto allora la coclea idraulica permette di ottenere un rientro economico immediato sull'investimento perché non ha bisogno di grosse opere di derivazione.
  • Torrenti: quando un torrente presenta tra due punti non troppo lontani una discreta pendenza, si può valutare la fattibilità economica di derivare una parte dell'acqua per generare energia in un impianto mini idroelettrico o micro idroelettrico.
  • Mulini: un vecchio mulino in disuso è un caso classico di installazione di una vite di Archimede per la produzione di energia. In sostituzione o in affiancamento della ruota è un'opera fortemente incoraggiata dalle autorità locali perché consente il recupero di un edificio di particolare valore artistico o storico, in più, grazie a lavorazioni ridotte al minimo, vi permette di ripagarvi la spesa dell'acquisto e della ristrutturazione dell'immobile e generare una rendita per voi e per i vostri figli!
  • Sfruttamento dell'acqua residua eccedente in un'opera di presa già esistente.
  • Scarico d'acqua pulita in impianti di depurazione.
Queste sono solo alcune delle molteplici situazioni in cui installare un impianto mini idroelettrico o micro idroelettrico con la coclea idraulica è una mossa vincente, se pensate che un sito da voi individuato possa diventare una miniera d'oro, non esitate a contattarci!

Per approfondire

Qualche numero:
  • Portata d'acqua: fino a 10 m3/s
  • Altezza di caduta: fino a 10 m
  • Grado di efficienza: fino al 92%
  • Potenza: fino a 500 kW

Campo di utilizzo di diverse macchine per la produzione di energia idroelettrica


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