una valvola che recupera energia dai fluidi brevettata dal Polimi
Un team del Politecnico di Milano ha sviluppato valvole di nuova generazione che, mentre regolano il flusso, recuperano energia rendendola disponibile ad un reimpiego diretto o all’immissione in rete.
La valvola sviluppata dal Polimi ha sbocchi applicativi diretti per gli impianti di distribuzione degli acquedotti, dove vengono utilizzate valvole per regolare la pressione di consegna alle utenze e gli impianti di teleriscaldamento, dove la gestione della pressione del fluido utilizzato per distribuire l’energia è cruciale. Potenzialmente l’innovazione potrebbe essere estesa anche ad altri ambiti: questi dispositivi sono pensati infatti per sostituire le valvole tradizionali ed essere inseriti in impianti esistenti senza modificarne funzionamento e struttura delle linee idrauliche.
Ma quanta energia si può ricavare con un sistema simile? L’energia recuperabile da tali flussi dei fluidi che scorrono negli impianti raggiunge livelli significativi: basti pensare che l’energia che viene dissipata su una singola valvola di un impianto di distribuzione di un acquedotto, dove il fluido scorre con potenza durante l’intero corso della giornata, si aggira sui 60-100 MWh/anno, equivalente al consumo annuale di 17-28 famiglie medie in Europa.
In una recente intervista Il Prof. Stefano Malavasi, responsabile Energie Rinnovabili del Polimi, e il suo gruppo hanno quantificato il vantaggio ottenuto dal prototipo di “valvola green” che hanno brevettato: «Abbiamo visto che una valvola su una pipeline da 7,5 cm di diametro (ad esempio per un piccolo acquedotto) con un salto medio di 3 bar e una portata media di 15-17 litri/secondo è in grado di produrre circa 400 kWh/mese: per valutare questo dato basti pensare che una famiglia media europea di 4 persone consuma 250 kWh/mese. Questa energia prodotta può essere riutilizzata o per autoregolare la stessa valvola, che diventerebbe una valvola autonoma, che non necessita di alimentazione e potrebbe essere comandata in wireless; oppure per alimentare qualche altro dispositivo: un sensore, delle lampadine e così via. In realtà può servire a entrambe le cose, in quanto l’energia recuperata è superiore a quella che serve all’alimentazione della valvola».
Le valvole sono del tipo a sfera, a globo e a fuso, ovvero le più diffuse sul mercato. La soluzione non richiede tecnologie particolarmente innovative per la sua realizzazione. Gli elementi che costituiscono la valvola sono, come in ogni valvola tradizionale: un otturatore, un corpo valvola, un deviatore. A questi elementi sono stati aggiunti: una girante, un albero e dei supporti necessari a mantenere in asse la girante. La girante, costituita da un insieme di pale di forma diversa a seconda dell’applicazione, è direttamente collegata all’albero che trasmette all’esterno l’energia meccanica estratta dal flusso. L’albero di trasmissione è poi connesso a un generatore elettrico. Non ci sono limitazioni all’utilizzo con liquidi diversi dall’acqua. Le valvole sono del tipo a sfera, a globo e a fuso, ovvero le più diffuse sul mercato.
Al Politecnico di Milano è in corso la messa a punto anche di una valvola per applicazioni off-grid, da utilizzare in zone dove non è disponibile una connessione alla rete elettrica. Tale valvola è in grado non solo di autoalimentarsi per le manovre di apertura e chiusura, ma anche di recuperare energia per il funzionamento di sistemi di monitoraggio.
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