Centrale idroelettrica

Come funziona la centrale idroelettrica, vantaggi e svantaggi

Foto Centrale Idroelettrica

La Centrale idroElettrica trasforma l’’energia cinetica posseduta da una massa d’’acqua in movimento energia elettrica, quindi rende utile la forza dell’acqua. A seconda di come è ottenuta la massa d’acqua in movimento, le centrali idroelettriche sono dette a serbatoio o ad acqua fluente.

Centrale a serbatoio

Una centrale a serbatoio fa parte di un impianto costituito da: un serbatoio (lago naturale o artificiale) posto in una quota piů alta di quella della centrale; un eventuale canale di derivazione per il trasporto dell’acqua dal serbatoio ad una vasca di carico; le condotte forzate, tubazioni, alimentate dalla vasca di carico, in grado di sopportare elevate pressioni, che portano l’acqua alla centrale; la centrale contenente una o piů turbine idrauliche, macchine azionate dal getto d’acqua uscente dalle condotte forzate, e tanti alternatori quanto sono le turbine; un canale di scarico delle acque utilizzate.

Centrali ad acqua fluente

La centrale idroelettrica è inserita in un impianto costituito da: una diga di sbarramento del corso di un fiume, con lo scopo di creare un dislivello tra il punto di presa delle acque , posto a monte della diga, e il punto di restituzione, posto a valle; un canale di presa delle acque; la centrale con le turbine e gli alternatori; il canale di restituzione delle acque al fiume.

Potenza sviluppata

La potenza elettrica P, che ogni centrale puň sviluppare, dipende dalla massa d’acqua a disposizione e dal dislivello tra le acque a monte del bacino e il punto in cui esse entrano nelle turbine, nonché dal rendimento della turbina, della trasmissione e dell’alternatore. Tale dislivello può variare da alcune centinaia di metri (centrali a serbatoio) ad alcuni metri (centrali ad acqua fluente).

Il tipo di turbine installate dipende dal dislivello disponibile: le centrali ad alta caduta utilizzano turbine Pelton, quelle a media caduta turbine Francis e quelle a bassa caduta turbine Kaplan. La scelta della corrente alternata è basata sulla semplicità dell’alternatore (che peraltro permette di costruire macchine di ingentissima potenza: 100 – 200 MW per gruppo) e sulla possibilità di utilizzare il trasformatore per trasportare e distribuire l’energia elettrica in modo semplice ed economico. Di seguente una formula per il calcolo approssimativo della potenza:
P [kW] = Q [m3/s] ˇ h [m] ˇ 7

Utilizzo dell’energia elettrica

I trasformatori sono alloggiati in una stazione dalla quale partono una o più linee ad alta tensione (150 o 220 o 380 kV) per il trasporto dell’energia elettrica verso i centri di utilizzazione. Le centrali a serbatoio consentono di accumulare le quantità di acqua eccedenti nei periodi in cui la richiesta di energia è più bassa e di restituirla nei periodi di grande richiesta. Le centrali ad acqua fluente invece hanno la caratteristica di utilizzare sempre tutta la portata disponibile.

Classificazione delle centrali idroelettriche secondo la pressione:

  • Centrali a bassa pressione:  Dislivello: < 15 m  Tipo di turbina: Kaplan
  • Centrali a media pressione: Dislivello: 15 – 50 m  Tipo di turbina: Francis o Kaplan
  • Centrali ad alta pressione: Dislivello: 50 – 2000 m Tipo di turbina: Francis o Pelton

Impatto ambientale delle centrali idroelettriche

L’occupazione di grandi aree territoriali può comportare dei conflitti, in particolare nel caso di costruzione di nuovi invasi (laghi artificiali) e dighe. I vantaggi e svantaggi devono essere valutati in ogni singolo caso:

  • Svantaggi:
    > Trasferimento di insediamenti e dei loro abitanti
    > Cambiamenti ambientali, alterazione dei ecosistemi, del paesaggio e dell’orografia naturale
    > Distruzione di beni culturali
    > Alti oneri di manutenzione, perché gli invasi si riempiono per sedimentazione
  • Vantaggi:
    > Utilizzo di una fonte energetica rinnovabile
    > Assenza di emissioni di gas serra
    > Bonifica di aree paludose, protezione da inondazioni (in caso di elevata piovosità, l’acqua del fiume viene ritenuto e rilasciato in quantità controllate)
    > Miglioramento della navigabilità dei fiumi
    > Pulitura dei fiumi (rami ed alberi vengono trattenuti dal rastrello della centrale)
    > Raffreddamento dei fiumi (senza la centrale, il prelievo d’energia dal fiume comporterebbe il riscaldamento delle acque)
    > Irrigazione (Le acque sono disponibili anche in periodi di siccità)

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *