tecnica del processo di produzione di energia elettrica tramite una turbina installata su un tubo di alimentazione dell’acqua (ad esempio da 2")

1. Principio di funzionamento

Quando l’acqua scorre all'interno del tubo sotto pressione, la sua energia cinetica e potenziale può essere convertita in energia meccanica facendo girare una turbina idraulica installata lungo la condotta.

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2. Componenti principali

• Condotta forzata (tubo da 2”): trasporta l’acqua in pressione.

• Turbina (es. Pelton, Francis o Kaplan in miniaturizzato): converte l’energia dell’acqua in energia meccanica rotazionale.

• Generatore: collegato all’albero della turbina, trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.

• Regolatori e inverter (se serve corrente alternata stabilizzata).

• Batteria o accumulo: immagazzina l’energia elettrica prodotta.

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3. Produzione di energia (kW)

La potenza elettrica generabile (in kW) dipende da:

$$P = \eta \cdot \rho \cdot g \cdot Q \cdot H$$

Dove:

• $P$: potenza in watt (W)

• $\eta$: rendimento globale (turbina + generatore), tipicamente 0.6–0.8

• $\rho$: densità dell'acqua (≈ 1000 kg/m³)

• $g$: accelerazione gravitazionale (9.81 m/s²)

• $Q$: portata dell’acqua (m³/s)

• $H$: salto idraulico o pressione equivalente (m)

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4. Applicazioni tipiche

• Sistemi off-grid (rifugi, agricoltura)

• Recupero energetico in impianti idrici o industriali

• Alimentazione di sensori o dispositivi remoti

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Esempio pratico semplificato

Tubo da 2" (DN50), portata 1,5 l/s, pressione 4 bar (≈ 40 metri di salto equivalente), rendimento 65%:

$$P = 0.65 \cdot 1000 \cdot 9.81 \cdot 0.0015 \cdot 40 ≈ 382 \text{ W}$$

Quindi si producono circa 0,38 kW continui con una portata così.