Energie rinnovabili: energia idroelettrica PDF 
Per energia idroelettrica si intende quel tipo di energia che sfrutta il movimento di masse di acqua per produrre energia cinetica e quindi, grazie a una turbina accoppiata ad un alternatore l'energia elettrica.

L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe o di condotte forzate. L'acqua di un lago o di un bacino artificiale viene convogliata, attraverso condutture forzate, a valle acquistando così energia potenziale che, una volta arrivata a valle, verrà trasformata, grazie alle turbine, in cinetica e, a sua volta, attraverso la dinamo ad esse collegata, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in energia elettrica.

Nelle centrali idroelettriche di ultima generazione, l'acqua viene convogliata in cisterne a monte durante la notte cosicché di giorno, quando la richiesta di corrente elettrica è maggiore si può disporre di ulteriori masse d'acqua da cui produrre energia.

L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita (non vi sono emissioni) e rinnovabile, tuttavia la costruzione di dighe e grandi bacini artificiali, con l'allagamento di vasti terreni, può provocare lo sconvolgimento dell'ecosistema della zona con enormi danni ambientali, come è successo con la grande diga di Assuan in Egitto.

Energia idroelettrica in Italia

È la principale risorsa alternativa al petrolio usata in Italia. L'energia idroelettrica garantisce circa il 15% del fabbisogno energetico italiano. La sua importanza in passato fu molto più grande perché dagli inizi del XX secolo sino al primo dopoguerra l'energia idroelettrica rappresentava la stragrande maggioranza dell'energia prodotta in Italia arrivando anche a toccare punte di pochi punti percentuali sotto al 100%.

Centrale idroelettrica

Per centrale idroelettrica si intende la serie di impianti per la produzione di energia elettrica ricavata da masse di acqua in movimento.

L'acqua viene convogliata su una o più turbine che ruotano grazie alla spinta dell'acqua. Ogni turbina è accoppiata a un alternatore che trasforma il movimento di rotazione in energia elettrica.

Turbina idroelettrica, tipo Kaplan

Girante Francis: si nota dall'esterno,la chiocciola, il distributore (in verde) e la girante all'interno. Il flusso di liquido è rappresentato in azzurro

Turbina Pelton. É utilizzata per grossi salti d'acqua
 


La velocità dell'acqua viene generata attraverso un salto. In genere viene creato un lago artificiale per mezzo di una diga. Quindi l'acqua viene convogliata in una condotta che risulta forzata nell'ultima parte.

Tra il lago a monte e la turbina c'è il pozzo piezometrico che serve a smorzare l'energia dell'acqua quando la turbina viene fermata, evitando così il poderoso colpo d'ariete.

In alcune centrali l'acqua viene ripompata dal bacino di valle al bacino di monte durante la notte utilizzando l'energia elettrica in eccesso (e a basso costo) non diversamente accumulabile. Le masse d'acqua giacenti a monte saranno poi riutilizzate nelle ore di maggiore richiesta energetica (in genere a metà mattina e a metà pomeriggio).

Le centrali idroelettriche infatti hanno la peculiarità di poter essere attivate e disattivate in pochi minuti, garantendo la fornitura di energia elettrica proprio nei momenti di maggior bisogno.

L'energia idrolettrica prodotta da queste centrali è ovviamente da classificarsi come energia rinnovabile in quanto l'acqua può essere riutilizzata infinite volte per lo stesso scopo senza depauperamento.

Il problema ambientale è costituito dal fatto che gli sbarramenti (dighe) creano il blocco del trasporto solido dei fiumi (sabbie e ghiaie) creando un certo squilibrio nel corso d'acqua a valle (erosione del letto del fiume) fino al mare (erosione delle coste).

Bacino idroelettrico

Il bacino idroelettrico ha lo scopo di raccogliere in un bacino le acque di un fiume per poterne poi utilizzare l'energia potenziale per produrre energia elettrica.

La Cina sta realizzando sul fiume Chang Jang o Yang Tse o Fiume Azzurro il bacino idroelettrico delle Tre gole, il più grande del pianeta.

 

Bacino idroelettrico artificiale

 

 

Componenti del bacino idroelettrico

Il bacino idroelettrico è costituito da una diga che ha il doppio scopo di creare una riserva d'acqua e di creare un dislivello. Tra il punto di presa e la centrale elettrica l'acqua è trasportata mediante una condotta che prende il nome di condotta forzata. Nella centrale è presente la turbina che ha lo scopo di trasformare l'energia cinetica dell'acqua in energia meccanica. Un alternatore è accoppiato alla turbina per trasformare l'energia meccanica in energia elettrica.

 

Scolmatore di un bacino idroelettrico
 

 

Classificazione bacini idroelettrici

I bacini idroelettrici si posso suddividere in base a:

  • portata d'acqua
  • dislivello
  • la potenza nominale del generatore elettrico
 
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