Il mercato idroelettrico globale è destinato a crescere, come rivela il report GlobalData del 2017. Secondo gli studiosi, le centrali idroelettriche costituirebbero un’ottima soluzione alla crescente domanda energetica globale. Per questo motivo diventa indispensabile ricercare e studiare sempre nuove soluzioni e tecnologie al fine di ottimizzare il rendimento degli impianti.
Diversi ambiti di ricerca
Nonostante l’energia idroelettrica abbia origini antiche, la ricerca scientifica è sempre molto attiva. Occorre innanzitutto distinguere due rami di ricerca: quello inerente ai grandi impianti e quello concernente i mini-impianti.
Per quanto riguarda i primi, la ricerca è molto più avanzata grazie a studi decennali e si concentra soprattutto sulle operazioni di svaso preventivo e sulla gestione dei sedimenti. Permane sempre una volontà di ottimizzazione del rendimento delle turbine.
Come anticipato, i mini-impianti necessitano ancora di maggiore studio e innovazione rispetto alle grandi turbine. In particolar modo, la ricerca sta tentando di sviluppare turbine che riescono a lavorare con portate variabili e in siti con bassi salti.
L’evoluzione degli strumenti sperimentali
Per anni la ricerca è stata condotta tramite esperimenti in laboratorio che però richiedevano enormi risorse. Negli ultimi anni, grazie ai progressi effettuati dalla fluidodinamica e dall’informatica, gli esperimenti di laboratorio vengono riprodotti attraverso simulazioni numeriche al computer. Si parla infatti di Fluidodinamica Computazione.
Ultimi risultati ingegneristici dal Politecnico di Torino
Una delle ultime novità in termini d’innovazione arriva dal Politecnico di Torino. Sono state studiate ruote overshot (l’acqua entra dalla sommità della ruota) e breastshot (l’acqua entra dal fianco della ruota) con il fine di determinarne i rendimenti. Dallo studio emerge che anche al variare delle condizioni lavoro (per esempio al variare della portata), le ruote continuano a lavorare efficientemente. Le analisi hanno permesso di fornire strumenti predittivi utili per la stima dei rendimenti. Ora si sta approfondendo l’interazione fra la ruota e l’acqua attraverso analisi fluidodinamiche computazionali al fine di ottimizzare il design delle pale.
