Schema idroelettrico di Shannon - Shannon hydroelectric scheme
| Schema idroelettrico di Shannon | |
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  Posizione dello schema idroelettrico di Shannon in Irlanda
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| Nome ufficiale | Centrale elettrica di Ardnacrusha |
| Nazione | Irlanda |
| Posizione | Contea di Clare |
| Stato | operativo |
| La costruzione è iniziata | 1925 |
| Data di apertura | 1929 |
| Proprietari) | Gruppo ESB |
| Diga e sfioratori | |
| Larghezza (cresta) | 100 m |
| Coordinate | 52°42′20″N 8°36′46″W / 52,70556°N 8,61278°W |
| Testa idraulica | 28,5 m (94 piedi)–33 m (108 piedi) |
| Turbine | 4 |
| Capacità installata | 86 MW |
| Generazione annuale | 332 GWh |
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Sito Web ESB | |
Il regime idroelettrico di Shannon è stato un importante sviluppo dello Stato Libero d'Irlanda negli anni '20 per sfruttare la potenza del fiume Shannon . Il suo prodotto, la centrale elettrica di Ardnacrusha , è una centrale idroelettrica che produce ancora energia oggi e si trova vicino ad Ardnacrusha, nella contea di Clare, a circa 2,4 chilometri (1,5 miglia) dal confine di Limerick. Si tratta del più grande impianto idroelettrico fluviale d' Irlanda ed è gestito su un adduzione appositamente costruita collegata al fiume Shannon . L'impianto include scale per pesci in modo che il pesce di ritorno, come il salmone , possa risalire il fiume in sicurezza oltre la centrale elettrica.
Completato entro 7 anni dall'indipendenza irlandese nel 1922 ad un costo equivalente a un quinto del budget annuale dello stato irlandese, l'impianto ha permesso un enorme aumento della domanda di elettricità in tutto il paese e ha dimostrato la capacità del nuovo governo di svilupparsi durante un periodo finanziario difficile. L'impianto è stato costruito dalla società tedesca Siemens-Schuckert , anche se gran parte della progettazione è stata eseguita da ingegneri irlandesi e l'Irlanda ha fornito la maggior parte della forza lavoro. Lo schema prevedeva modifiche al flusso dell'intero fiume, molteplici dighe e ponti e la costruzione di una rete elettrica nazionale.
L'impianto di generazione di Ardnacrusha è composto da tre turbine Francis ad asse verticale (messa in servizio nel 1929) e da una turbina Kaplan ad asse verticale (messa in servizio nel 1934) operanti con un salto medio di 28,5 metri. Lo schema originariamente era progettato per sei turbine, con quattro turbine montate. L'impianto di generazione da 85 MW di Ardnacrusha è stato adeguato a soddisfare la domanda di energia elettrica dell'intero Paese nei primi anni. La produzione totale equivale a circa 332.000 MWh generati su base annua. Ardnacrusha genera a 10,5 kilovolt (kV) ma questo viene trasformato a 38 kV per la distribuzione locale ea 110 kV per la trasmissione a lunga distanza.
Sfondo
Il primo piano per sfruttare il potere dello Shannon tra Lough Derg e Limerick fu pubblicato nel 1844 da Sir Robert Kane . Ispirato dal progetto di Nikola Tesla del 1896 alle Cascate del Niagara , "Frazer's Scheme" propose un canale di corsa alla testa che terminasse a Doonass, e fu sancito dallo "Shannon Water and Electric Power Act" del 1901. Questo prevedeva uno schema stagionale con una turbina a vapore di riserva per generare elettricità in estate, ma il costo complessivo fu considerato troppo elevato e la legge fu accantonata. Nel 1902 SF Dick propose una caduta più netta a Doonass. Il British Board of Trade nominò un comitato nel 1918 che approvò le proposte di Theodore Stevens e pubblicò un rapporto nel 1922. Questo prevedeva l'alterazione dei livelli superiori del lago per creare uno stoccaggio extra di 10.000 milioni di piedi cubi, al costo di 2,6 milioni di sterline.
Alla fine del 1923, l'ingegnere Dr. Thomas McLaughlin si rivolse al ministro dell'Industria e del Commercio del nuovo Stato Libero d'Irlanda, Patrick McGilligan, con una proposta per un progetto molto più ambizioso. Il dottor McLaughlin aveva iniziato a lavorare per la Siemens-Schuckert , una grande società di ingegneria tedesca, alla fine del 1922, e il suo progetto avrebbe sfruttato l'intera differenza di altezza tra il Lough Allen e il mare. Ha attinto all'analisi di 25 anni di flusso alla diga di Killaloe pubblicata da John Chaloner Smith, un ingegnere dei Commissioners of Public Works . McGilligan era entusiasta anche se WT Cosgrave , il premier, era più cauto. Lo schema fu pubblicato da Siemens nel settembre 1924 e il governo nominò un team di esperti dalla Norvegia e dalla Svizzera per verificarne la fattibilità. Ha causato notevoli controversie politiche in quanto il costo di 5,2 milioni di sterline era gran parte dell'intero budget del nuovo stato nel 1925 di 25 milioni di sterline e gli interessi a Dublino preferivano una soluzione più localizzata. Ma gli esperti hanno sostenuto la soluzione centralizzata che richiederebbe una rete di distribuzione in tutto il paese, ma ha raccomandato un'implementazione in due fasi dei generatori di energia. Il governo lo accettò e nell'aprile 1925 introdusse lo Shannon Electricity Act, 1925 nel Dáil .
Costruzione
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Nel 1925 Siemens iniziò i lavori con il Dr. McLaughlin come amministratore delegato e il Prof. Frank Sharman Rishworth , che prese un congedo dall'University College di Galway , come capo ingegnere civile. Nel contratto era iscritto un termine di completamento di tre anni e mezzo, con clausole penali per il mancato rispetto di tale limite. Circa 150 degli operai specializzati e degli ingegneri della centrale erano tedeschi. Fu allestito un campo per i lavoratori che comprendeva alloggi per 750 uomini e una sala da pranzo per 600 posti a sedere. Inizialmente furono previsti 700 posti di lavoro, mentre al culmine gli occupati durante la fase di costruzione furono 5.200, per poi tornare a 2.500 circa completamento.
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Siemens ha dovuto importare una vasta gamma di macchinari da Brema e Amburgo e ha costruito una ferrovia a scartamento ridotto di 96 km dai moli di Limerick al sito per portare le forniture, che includevano 76 locomotive a vapore. Il governo ha sistemato le strade locali che erano in uno stato spaventoso. La corsa ha comportato la costruzione di argini alti fino a 25 m su una distanza di 10 km e sono stati riscontrati molti problemi geologici imprevisti. Dovevano essere spostati 7,6 milioni di metri cubi (9,9 × 10 6 cu yd) di terreno e 1,2 milioni di metri cubi (1,6 × 10 6 cu yd) di roccia. Furono costruiti quattro ponti principali e deviati nove fiumi e numerosi torrenti. Alla base della diga furono installate tre grandi turbine Parsons che potevano generare 35 MW, più dell'intera fornitura pubblica dell'epoca. Inoltre è stata installata una rete di alimentazione di linee elettriche a 110kV a Dublino, Cork e altri centri.
Il progetto di costruzione non fu esente da polemiche. Ai lavoratori non qualificati venivano pagati solo salari agricoli che producevano scioperi, dibattito nazionale e governativo su salari, condizioni e superamento della spesa. Nonostante ciò, c'è stato un superamento dei costi finale per Siemens di £ 150.000.
Il sito ha attirato un numero enorme di turisti, trasportati da treni escursionistici da tutte le parti dell'Irlanda. Nel 1929 si calcolava che 250.000 spettatori fossero stati guidati durante i lavori.
Irlanda elettrizzante
Nel 1927, l' ESB è stato istituito e ha assunto il controllo dello schema e della fornitura e generazione di elettricità in generale. Il Dr. McLaughlin è diventato l'amministratore delegato.
Lo Shannon Scheme è stato ufficialmente inaugurato a Parteen il 22 luglio 1929. Uno dei più grandi progetti di ingegneria dell'epoca , è servito da modello per progetti di elettrificazione su larga scala in tutto il mondo. Gestito dall'Electricity Supply Board of Ireland, ha avuto un impatto immediato sullo sviluppo sociale, economico e industriale dell'Irlanda. Nel 1935 produceva l'80% dell'elettricità irlandese. Continua a fornire questa potenza nel 21° secolo sebbene il suo contributo sia ora solo del 2%. All'epoca era la più grande centrale idroelettrica del mondo, anche se presto fu sostituita dalla diga di Hoover , la cui costruzione iniziò nel 1930.
L'autorevole London Financial Times è rimasto molto colpito dal risultato, commentando:
- Si sono buttati sulle spalle il compito non facile di rompere quello che in realtà è un enorme complesso di inferiorità e lo Shannon Scheme è uno - e probabilmente il più vitale - dei loro metodi per farlo.
Nel giro di 3 anni la domanda di elettricità in Irlanda si è ampliata così tanto che è stata avviata la fase 2. Invece delle tre condotte extra previste, ne è stata utilizzata solo una, ma ha utilizzato una nuova turbina Kaplan da 30 MW con sette pale che produce un'elevata efficienza sulla testa relativamente piccola e quindi ha aumentato la capacità della stazione a 75 MW entro il 1933. Nel 1937 la La centrale idroelettrica di Poulaphouca Reservoir sul Liffey è stata costruita aggiungendo altri 35 MW.
Nel 2002, in occasione del 75° anniversario dell'impianto, il suo status storico è stato riconosciuto dall'Institute of Electrical and Electronic Engineers , in collaborazione con l' American Society of Civil Engineers , che ha segnato la struttura come pietra miliare dell'ingegneria del XX secolo.
Conseguenze ambientali
L'apertura del progetto ha avuto, e continua ad avere, un significativo effetto ambientale sulla parte dello Shannon aggirata dal canale di testata, da Parteen Villa a nord di O'Briens Bridge a circa un miglio a nord della città di Limerick . Questa lunghezza del fiume, in particolare quella che scorre oltre Castleconnell e le cascate di Doonass, era famosa in tutto il mondo per la pesca, in particolare per la pesca al salmone , nel diciannovesimo e all'inizio del ventesimo secolo . La deviazione dell'acqua verso la centrale ha avuto un effetto disastroso su questo, per due ragioni principali: inizialmente, non c'era un passaggio per i pesci ad Ardnacrusha per consentire al salmone di migrare più a monte del fiume; questo è stato successivamente rettificato. In secondo luogo, la riduzione del flusso d'acqua lungo il canale naturale ha incoraggiato un maggior numero di pesci a migrare verso il canale della corsa della testa o verso il fiume Mulkear . Il problema persiste ancora oggi e la pesca al salmone non è più paragonabile al periodo fino agli anni '20. Anche altre specie di pesci autoctoni sono state colpite dai bassi livelli d'acqua.
Effetti sul canale del fiume bypassato
Riduzione del flusso d'acqua
Una volta aperto, la grande maggioranza dell'acqua dello Shannon è stata deviata attraverso il canale di scorrimento alla centrale elettrica. Gli ESB sono tenuti per legge a far defluire nel canale naturale 10 metri cubi al secondo (10 m 3 /s). Questo è più o meno quello che sarebbe il flusso naturale durante i periodi estivi asciutti prima della costruzione della diga. Tutta l'acqua in eccesso può essere deviata per la produzione di energia. La capacità massima di Ardnacrusha è di circa 400 m 3 /s, 40 volte quella necessaria per defluire lungo il canale naturale (sebbene la centrale non funzioni sempre con questa capacità). Per i primi anni dopo l'apertura del progetto, l'acqua è stata deviata alla centrale solo se necessaria per la domanda di elettricità in quel momento, e quindi l'impatto sul fiume non è stato inizialmente grave. Tuttavia, con l'aumento della domanda, sempre più acqua è stata deviata, fino a quando alla fine è stata raggiunta una situazione in cui, in ogni momento, tutta l'acqua disponibile è stata deviata per la produzione di energia e il canale naturale è stato permanentemente ridotto al minimo flusso d'acqua consentito (tranne durante condizioni estreme). In periodi eccezionalmente umidi, il flusso d'acqua in uscita dal Lough Derg è maggiore di 400 m 3 /s, ed è quindi necessario che l'eccedenza venga rilasciata lungo il canale naturale attraverso Castleconnell. Durante questi brevi periodi, le cascate di Doonass vengono temporaneamente riportate al loro antico splendore. La frequenza con cui ciò si verifica dipende dai modelli meteorologici stagionali: alcuni anni non vi è alcun aumento al di sopra del flusso minimo. Ciò ha portato a un letto del fiume sostanzialmente prosciugato. Il risultato più evidente sul fiume a sud di Villa Parteen, sempre mantenuto ai livelli estivi, è l'insabbiamento di molte delle vecchie vasche di salmone e la crescita di alberi e arbusti in molte parti dell'ex alveo, alterando così in modo significativo sia l'aspetto che ecosistema del fiume.
Una volta costruita, Ardnacrusha aveva la capacità di fornire energia all'intero paese. Attualmente, rappresenta circa il 2-3% della potenza complessiva dell'ESB. Data la piccola quantità complessiva di energia prodotta per metro cubo, c'è un motivo sostanziale per aumentare il flusso d'acqua al canale naturale, ora che Arnacrusha sta producendo una parte così piccola della potenza di ESB. Ad esempio, aumentare la portata del fiume a 50 m 3 /s ridurrebbe la capacità di Ardnacrusha di 1/10 (portata ridotta di 40 m 3 /s), ovvero 8 megawatt; meno dello 0,3% della capacità nazionale di ESB, aumentando di 5 volte il flusso d'acqua al canale naturale. Ciò avrebbe un grande effetto benefico sulle condizioni del fiume a sud del ponte O'Briens.
La sezione navigabile dell'acqua dall'estremità meridionale del canale di Killaloe a World's End, Castleconnell, era collegata a Limerick tramite il canale laterale Plassey-Errina che aveva sei chiuse. Questo è diventato superfluo con la costruzione del nuovo canale per Ardnacrusha, è stato prosciugato e successivamente abbandonato. Recentemente sono state ripulite diverse sezioni ed è ora possibile camminare dal ponte O'Briens alla chiusa di Errina lungo il vecchio sentiero di rimorchio. Poiché non esiste una chiusa alla diga di Parteen che collega il canale naturale al Lough Derg, non è più possibile per nessuna moto d'acqua entrare, via acqua, in questa parte dello Shannon.
La navigazione dello Shannon è ora dal canale di corsa della testa che è largo 90 m (300 piedi). Quando tutte le turbine sono in funzione, la velocità dell'acqua è di 1,5 m/s (3,4 mph), il che può essere impegnativo in entrambe le direzioni. Questo porta alla doppia chiusa di Ardnacrusha, che porterà barche lunghe 32,2 m (106 piedi) e larghe 6,1 m (20 piedi). Le due serrature hanno una caduta combinata fino a 34 m (112 ft).
Programma di gestione dell'anguilla Shannon
Un programma di trappole e trasporti è in vigore sullo Shannon come parte di un programma di gestione delle anguille in seguito alla scoperta di una popolazione ridotta di anguille. Questo schema garantisce un passaggio sicuro per le giovani anguille oltre Ardnacrusha.
Effetti a monte dello schema
Allagamento
La portata massima di Ardnacrusha è di circa 400 m 3 /s. Poiché questo è molto maggiore di quello disponibile durante i mesi estivi, durante i primi anni di attività l'acqua è stata immagazzinata nei principali laghi dello Shannon, Lough Derg, Lough Ree e Lough Allen perché Ardnacrusha ha fornito un contributo significativo per soddisfare i requisiti di elettricità della nazione durante quel periodo. Mantenendo questi laghi ad un livello più alto del naturale, per mezzo di dighe, l'acqua accumulata durante i mesi invernali umidi potrebbe essere rilasciata durante i periodi più secchi per mantenere l'alimentazione alla centrale. Gli sbarramenti esistevano già a Killaloe e Athlone per controllare i livelli dei laghi rispettivamente nel Lough Derg e nel Lough Ree. Al completamento di Ardnacrusha, la diga di Athlone è stata modificata e portata sotto il controllo dell'ESB, e una nuova diga costruita alla foce del Lough Allen per regolare ulteriormente i livelli dell'acqua (la diga di Killaloe è stata rimossa, poiché il livello dell'acqua del Lough Derg è ora controllato da Parteen stessa diga). Negli ultimi decenni l'importanza di Ardnacrusha per la produzione di elettricità è diminuita e l'acqua non viene più immagazzinata nei laghi Shannon per la produzione di elettricità.
Lo schema ha semplificato la navigazione tra Killaloe e Limerick, poiché le moto d'acqua devono attraversare solo una doppia chiusa ad Ardnacrusha. La maggior parte del canale di Killaloe è stata sommersa sotto il nuovo lago (la "sezione allagata") a sud di Killaloe, consentendo l'accesso diretto al canale principale. L'ESB è responsabile del mantenimento dei livelli dell'acqua per la navigazione in tutto lo Shannon entro limiti predeterminati, ma ha il diritto di dare priorità ai livelli per la generazione di elettricità, in caso di carenza d'acqua.