Il progetto FMHL+ di pompaggio-turbinaggio

La centrale di pompaggio-turbinaggio di proprietà della Forces Motrices Hongrin-Léman SA (FMHL) è stata costruita tra il 1968 e il 1971. In considerazione della crescente domanda di capacità e dell'ampliamento della rete a 380 kV, i proprietari hanno valutato diverse opzioni per l'ampliamento dell'impianto.

Queste riflessioni hanno portato alla costruzione di una nuova caverna (FMHL+), iniziata nel 2011 e la cui messa in servizio è prevista per il 2016.

Utilizzo dei quattro elementi

Lo svantaggio di alcune risorse naturali, come il sole e il vento, è l'incertezza legata alle previsioni di produzione di energia. Questo fattore complica la gestione delle reti elettriche e ne compromette la stabilità. Di fronte alla diminuzione dei giacimenti di petrolio e gas, lo sviluppo del ricorso alle fonti di energia naturali è tuttavia inevitabile. Il progetto FMHL+ contribuisce a stabilizzare la produzione di energia elettrica immagazzinando l'energia in eccesso proveniente da impianti solari ed eolici sotto forma di energia idraulica nel lago di ritenuta. Grazie alle turbine-pompe dell'impianto, l'acqua del Lago di Ginevra può essere immagazzinata nel bacino di ritenuta, per poi essere riconvertita in elettricità e immessa nella rete.

L'energia idraulica stabilizza la rete elettrica

Con una potenza da 240 a 420 MW e una riserva di potenza di 60 MW, la centrale di pompaggio-turbinaggio ampliata di Veytaux è perfettamente adatta alle crescenti esigenze dell'attuale mercato dell'elettricità.

La produzione totale della nuova installazione raggiungerà circa 1000 MWh.

Oltre all'aumento di potenza, l'ampliamento offre una maggiore flessibilità nella produzione di energia e un'elevata sicurezza di approvvigionamento, con l'obiettivo finale di stabilizzare le reti elettriche in Svizzera e in Europa. A tal fine, l'energia in eccesso proveniente da impianti solari ed eolici viene immagazzinata per bilanciare in tempo reale l'offerta e la domanda di elettricità.

Requisiti particolari

Un progetto di questo tipo comporta naturalmente una serie di sfide, come la realizzazione dei lavori senza interrompere il funzionamento della centrale esistente o il collegamento della nuova struttura al bacino esistente.

Il sistema di pompaggio e turbinaggio, che deve soddisfare requisiti elevati in termini di flessibilità di produzione, è caratterizzato da un funzionamento complesso e da tempi di commutazione rapidi. Con l'aiuto di test di modellazione fisica e calcoli numerici, le diverse parti dell'impianto sono state verificate e ottimizzate in base ai modelli dinamici di funzionamento. I modelli in scala del Laboratorio di Costruzioni Idrauliche (LCH) del Politecnico di Losanna e della stazione di prova di idraulica, idrologia e glaciologia del Politecnico di Zurigo hanno permesso di modellare i flussi su piccola e grande scala, al fine di ottimizzare la progettazione dell'impianto.

Un'altra sfida è rappresentata dal fatto che il progetto è completamente sotterraneo e deve essere realizzato da un unico portale. Ciò presenta tuttavia il notevole vantaggio che il progetto non ha alcun impatto sull'ambiente.

Il Lago di Ginevra come centrale energetica

L'attuale centrale di pompaggio di Veytaux (risalente al 1971) è composta dal lago dell'Hongrin, situato a 1250 m di altitudine e con un volume di 52 milioni di m³, che funge da bacino superiore, e dal lago Lemano, situato a 375 m di altitudine, che funge da bacino inferiore, una condotta forzata di 8 km (4 m di diametro), un serbatoio dell'acqua alto 160 m, un pozzo blindato lungo 1,2 km e la caverna della centrale elettrica. Il progetto comprende la costruzione di una nuova caverna di centrale autonoma alta 57 m, larga 25 m e lunga 128 m. La centrale è dotata di due gruppi ternarie con una potenza di turbinaggio rispettivamente di 120 MW, comprendenti una turbina Pelton, un motore-generatore e una pompa a cinque stadi. Quest'ultima si trova a circa 25 m sotto il lago Lemano. Il canale di presa esistente, così come la condotta forzata, il pozzo blindato e il canale di scarico sono in gran parte conservati nell'ambito del progetto.

Quando le turbine sono in funzione, cioè quando c'è richiesta di energia, l'acqua del lago artificiale di Hongrin attraversa le turbine in direzione del lago Lemano. In periodi di bassa richiesta di elettricità o di eccesso di energia, l'acqua del lago Lemano viene pompata verso il bacino superiore per essere immagazzinata in attesa di essere turbinata quando la richiesta di elettricità sarà di nuovo più forte.

Efficienza e redditività

Il costo totale del progetto raggiunge circa 331 milioni di franchi svizzeri. A causa del suo funzionamento in modalità di pompaggio-turbinaggio, la centrale consuma circa il 20% in più di elettricità di quella prodotta dall'acqua che attraversa le turbine verso valle. La redditività dell'impianto si calcola tuttavia facendo la differenza tra la tariffa ridotta dell'elettricità in modalità di pompaggio e la tariffa più alta in modalità di turbinaggio durante la produzione di elettricità.

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