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Centrale idroelettrica

Struttura che 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 più 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 più 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 può 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:

Utilizzazione dell'energia elettrica
I trasformatori solo 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.

Impatto ambientale
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)

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