L’efficienza energetica è oggi un tema imprescindibile sia nei contesti residenziali, sia in quelli industriali, e il mondo delle valvole non fa eccezione: si stanno diffondendo applicazioni sperimentali di valvole a turbina.

Si tratta di valvole di regolazione con piccole turbine integrate che permettono di recuperare l’energia meccanica del fluido che scorre nei condotti per trasformarla in energia elettrica. Secondo il rapporto Energy Harvesting Market di Markets&Markets (2013) nel 2017 il recupero energetico sarà di 1,8 miliardi, contro i 700 del 2011.

Studi sul recupero energetico nelle valvole

Il Prof. Malavasi del Politecnico di Milano e il suo gruppo di ricerca hanno condotto uno studio pratico e concreto nel quale si stima che l’energia dissipata su una singola valvola di un impianto di distribuzione di un acquedotto con il fluido che scorre a piena potenza per tutta la giornata si aggiri intorno ai 60-100 MWh/anno.

Questo valore, che indica la potenza meccanica dissipata nel processo di regolazione, corrisponde al fabbisogno energetico annuo di circa 25 famiglie europee di 4 persone. Il recupero energetico ottenuto tramite un motore elettrico esterno alla valvola calettato sull’albero della turbina rotante può dare un rendimento massimo del 55 % e non influenza la regolazione effettuata.

Le turbine possono essere integrate in tutti i tipi di valvole oggi più diffusi per la regolazione dei flussi: valvole a sfera, a fuso o a globo.

Il potenziale di queste applicazioni può essere enorme, considerando tutte le condotte di liquidi in cui si utilizzano valvole, ma è realistico pensare che le prime applicazioni riguarderanno i grandi impianti: acquedotti cittadini, impianti di teleriscaldamento che richiedono continue regolazioni dei flussi per garantire calore alle utenze, condotte di combustibili liquidi e gassosi in pressione.

Si può pensare anche all’implementazione in ambiti off-grid, in contesti in cui non si ha una rete elettrica; in questi casi l’energia prodotta potrebbe essere immagazzinata in batterie di accumulo oppure utilizzata direttamente per la movimentazione delle valvole stesse.

Lo sviluppo della tecnologia su larga scala è legato alla possibilità di ottenere benefici significativi in maniera economica, e questo sarà possibile se il mondo dell’industria saprà fare un importante sforzo in termini di ricerca e sviluppo. Se così accadrà, tra qualche tempo sentiremo parlare di impianti di distribuzione con condotti green.

 

Angelo Micco

Foto: Ufficio Stampa Politecnico di Milano