Un’innovativa turbina “bladeless” permette la produzione di elettricità da flussi d’acqua a bassa velocità e bassa prevalenza idraulica come fiumi, canali, condotte, correnti oceaniche e flussi di marea.
Fino dall’antichità lo sfruttamento della forza dell’acqua ha svolto un ruolo molto importante nel progresso delle civiltà. Oggi, nonostante il costante sviluppo delle fonti solare ed eolica, l’energia idroelettrica resta la principale fonte energetica rinnovabile, con una potenza complessiva installata di 1.392 GW equivalenti al 38% del totale a livello mondiale. Un altro aspetto di fondamentale importanza per questo tipo di energia è la sua elevata efficienza.
Una centrale idroelettrica, infatti, trasforma in elettricità circa il 90% dell’energia potenziale disponibile, pari a circa tre volte la media delle fonti convenzionali. Queste evidenze mantengono viva la ricerca di soluzioni sempre più eco-compatibili e utilizzabili alla piccola scala, come le innovative turbine senza elica SETUR.
Turbine senza elica
Sviluppate da Vortex Hydrokinetics, le turbine SETUR sono risultato della cooperazione internazionale fra numerosi partner e fornitori. La semplicità costruttiva le rende estremamente efficaci, economiche e facili da utilizzare e manutenere.
Si tratta infatti di turbine senza elica, che basano il proprio funzionamento sull’oscillazione indotta su un rotore sferico, azionato dal flusso dell’acqua che scorre nel diffusore coassiale, con funzione di statore.
Grazie all’elevata sicurezza, al ridottissimo impatto ambientale, alla capacità di operare con flussi d’acqua di modesta entità e alla facilità delle regolazioni, queste turbine bladeless possono essere utilizzate con successo in un’ampia varietà di condizioni – da corsi d’acqua alle correnti oceaniche e nei flussi di marea – e applicazioni – dai fiumi ai canali, dalle dighe a qualsiasi tipo di condotta urbana, agricola e industriale.
Rotore e statore sono collegati mediante un albero oscillante e si trovano in uno stato di instabilità quie-scente. L’immersione nel flusso determina la fine dell’equilibrio: il rotore inizia a muoversi dentro lo statore seguendo una traiettoria circolare attorno all’asse della turbina, risultato del vortice prodotto dal rotore stesso. La rotazione dell’albero è quindi utilizzata per produrre l’elettricità. La forma del rotore e dello statore possono variare, ovvero possono essere migliorate anche in relazione all’angolo di diffusione descritto dall’altero durante la rotazione. I rotori più comuni sono quelli emisferici, utilizzati anche nelle turbine SETUR.
Nei fatti il mini-idroelettrico si configura come una risorsa energetica facilmente utilizzabile alla scala locale, utile sia nelle applicazioni off-grid (nelle quali l’energia prodotta è interamente autoconsumata, anche mediante l’impiego di accumuli a batteria) come in quelle on-grid (l’energia eccedente il consumo è condivisa attraverso la rete).
Vortex Hydrokinetics propone due modelli di turbine senza elica SETUR, progettate per fronteggiare flussi d’acqua con velocità e portata superiori rispettivamente a 4 m/s e a 65 l/s. Entrambe sono equipaggiate con generatori a magneti permanenti ermeticamente sigillati, che erogano 8 A per fase, e possono operare fino a una profondità massima di 50 m:
- SETUR-M monofase (dimensioni 500 x 500 x 880 mm: peso 26 kg) con potenza nominale 500 W (max 750 W), per una produzione pari a 0,5 kWh (max 4.380 kWh all’anno);
- SETUR-L trifase (1.000 x 1.000 x 1.800 mm; 228 kg) con potenza nominale 5 kW (max 7,5 kW), per una produzione pari a 5 kWh (max 43,8 MWh all’anno).
