La più grande centrale idroelettrica della Svezia porta bene i suoi 56 anni.

In Svezia le centraliidroelettriche hanno oltre 100 anni. Sicuri ed ecologici, questi impianti soddisfano quasi il 50 percento del fabbisogno energetico svedese, producendo energia rinnovabile mediante turbine azionate dal movimento di masse d’acqua.

Queste centrali sorgono quasi ovunque, ma in particolare lungo i grandi fiumi delle regioni settentrionali, oltre il Circolo Polare Artico.

In queste sorprendenti lande selvagge, la rete di impianti idroelettrici opera 24 ore su 24, tutti i giorni dell’anno, secondo un ritmo orchestrato con cura, che tiene conto sia dei picchi di richiesta sia del continuo variare del livello delle acque nei bacini formati dalle dighe.

“L’elettricità è un prodotto che diremmo fresco”, dichiara Göran Öhlund, project manager della Vattenfall Power Consultant AB, che da 40 anni lavora nelle centrali idroelettriche. “Viene prodotta e consumata all’istante. Contrariamente a quella nucleare, l’energia idroelettrica offre maggiore semplicità di regolazione in quanto è possibile aumentare o diminuire la produzione in funzione della richiesta”.

Nel 2007 le vendite consolidate della società Vattenfall, interamente posseduta dallo Stato svedese, sono ammontate a 15,2 miliardi di euro, con una produzione complessiva di 167,6 TWh (1 TW= 1 milione di megawatt), compresi gli impianti in Finlandia, Polonia, Danimarca e Germania.

In Svezia gli impianti idroelettrici producono complessivamente 30,8 TWh, il 16 percento dei quali viene generato dai 15 impianti della Vattenfall, che costeggiano i 460 km del fiume Lule, nel nord della Svezia.

Scorrendo verso sud-est, dalla regione montuosa di Sarek lungo il confine norvegese, il fiume serpeggia fino a Luleå dove confluisce nelle acque del Golfo di Botnia.

 

Sulle sponde del fiume Lule,circa 30 km a nord di Jokkmokk, cittadina Sami di 5.600 abitanti il cui nome significa “ansa del fiume”, nota per il mercato di prodotti artigianali che da 400 anni si svolge nel mese di febbraio, sorge la più grande centrale elettrica della Svezia, quella di Harsprånget, il cui nome significa “corsa del coniglio”.

Gli altri impianti che si trovano lungo il fiume Lule hanno nomi altrettanto curiosi – Ritsem, Vietas, Satisjaure, Porjus, Seitevare, Parki, Randi, Akkats, Letsi,s Ligga, Messaure, Laxede, Boden e Vitjärv. Qui l’opera dell’uomo è stata poderosa, dato che le centrali sorgono perlopiù dove prima c’erano cascate o rapide.

“Il fiume Lule produce il sedici percento dell’elettricità svedese”, osserva Öhlund della Vattenfall. “O, per dirla in un altro modo, tutte le lampadine della Svezia sono alimentate da questo fiume”.

Lo sviluppo della centrale di Harsprånget, che produce attualmente due TWh all’anno con una capacità totale installata di 970 MW, ebbe inizio nei primi anni ’20, ma subì un arresto durante la recessione seguita alla Prima Guerra Mondiale (altri impianti subirono sorte analoga). Nel 1945 la costruzione fu ripresa e nel 1951 entrò in funzione il primo generatore.

 

Per portare a terminela centrale di Harsprånget ci vollero sette anni e 3.000 uomini, per ospitare i quali fu edificata una piccola cittadina con le abitazioni, l’ufficio postale, la chiesa, la scuola, un emporio e, addirittura, una piscina comunale. Di quell’insediamento oggi non rimane granché e la tundra ha ripreso possesso della zona.

Ci sono alcuni addetti che compiono quotidianamente i giri di ispezione, ma la centrale di Harsprånget è sostanzialmente gestita e controllata dal centro di Vuollerim, che si trova a 100 km di distanza.

Nel 1952, quando l’allora re Gustavo VI Adolfo di Svezia inaugurò la centrale di Harsprånget, 1.700 persone assistettero a un evento che segnò una tappa fondamentale nella storia svedese: l’inaugurazione di una linea elettrica aerea ad alta tensione, da 400 kV, lunga 1.000 km, che collegava Harsprånget a Hallsberg, nel centro della Svezia.

Sebbene dighe e scolmatori siano in gran parte visibili dalla strada che costeggia il fiume Lule, il cuore pulsante di questi impianti – sale macchine e svariati chilometri di pozzi piezometrici, tunnel di accesso e condotte di scorrimento – sono posti a 60 metri sotto terra.

La centrale di Harsprånget possiede cinque turbine, collegate a cinque distinti generatori, ciascuno dei quali, con la relativa attrezzatura, è alto quanto un edificio di cinque piani. Quattro di queste turbine sono collocate in una sala lunga 100 metri e larga 60 metri, scavata nel granito a valle della diga, e ciascuna di esse ha un proprio tubo d’ingresso.

Un cartello sul posto ricorda che questa è una diga di pietrame, alta 50 metri, il cui diaframma interno di calcestruzzo è supportato da 2 milioni di metri cubi di pietre, una quantità paragonabile a quella del materiale impiegato per la costruzione della piramide di Cheope, in Egitto.

Dal bacino lungo 1,4 chilometri l’acqua arriva alle cinque turbine mediante l’apertura delle valvole di immissione, con un salto di 107 metri e una portata di 1.000 metri cubi al secondo. Il flusso di acqua investe le pale della turbina che imprimono agli enormi assi, che azionano il generatore, una velocità di 107 giri al minuto.

Messa in funzione nel 1980, la più grande unità turbina/generatore di Harsprånget, che è anche la più potente di tutta la Svezia, si chiama “Gerhard” (tutte hanno un nome) e ha una portata di quasi 500 metri cubi di acqua al secondo.

La turbina ha un diametro di circa 17 metri e la massa in rotazione dell’asse e dei rotori supera le 1.000 tonnellate. La potenza in uscita del generatore è di 475 MW, pari a quella della centrale nucleare di Ringhals, anch’essa di proprietà della Vattenfall.

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Una base per la manutenzione predittiva

Alla fine del 2007, durante una fermata programmata, la Vattenfall decise di installare i sistemi SKF per il conditioning monitoring on line su due unità turbina/generatore presenti nella centrale idroelettrica di Harsprånget, nella Svezia settentrionale.

Furono installati i sistemi MasCon 48 e MasCon 16 sia sulla turbina denominata “Gerhard”, con i suoi 475 MW, la più grande di tutta la Svezia, sia su quella più piccola da 190 MW.

Avendo già sperimentato i sistemi SKF in altri quattro impianti presenti nel bacino del fiume Lule, per la Vattenfall la scelta è stata ovvia.

Prossimamente questi sistemi saranno collegati alla centrale di controllo della Vattenfall di Vuollerim.

“Il project team SKF ha lavorato in stretta collaborazione con i tecnici della Vattenfall per realizzare la configurazione più idonea per le diverse turbine”, ha dichiarato Hans Steding, business manager, SKF Nordic Region, Service Division. “Al fine di monitorare gli eventuali squilibri delle turbine e l’usura eccessiva degli snodi sferici sono stati installati accelerometri a bassa frequenza insieme a sensori di spostamento”. Il sistema SKF @ptitude Observer, che acquisisce e memorizza tutti i dati, è a sua volta collegato attraverso un server OPC al sistema di controllo della Vattenfall. Per la centrale di Harsprånget il vantaggio evidente consiste nel controllo continuo dei livelli di vibrazione e nel relativo software per l’analisi.

“La SKF ha una vasta esperienza in questo campo”, commenta Göran Öhlund, project manager della Vattenfall Power Consultant AB. “Questo è uno strumento di grande valore poiché è in grado di diagnosticare tempestivamente l’insorgere di un problema”.