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L' ENERGIA IDROELETTRICA

L'energia idroelettrica è quel tipo di energia che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale (posseduta da masse d'acqua in quota) in energia cinetica nel superamento di un dislivello, la quale energia cinetica viene trasformata, grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina, in energia elettrica.

L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe e di condotte forzate. Esistono vari tipi di diga: nelle centrali a salto si sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Nelle centrali ad acqua fluente si utilizzano invece grandi masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli; per far questo però il fiume deve avere una portata considerevole e un regime costante.

Impianti idroelettrici

Il sistema complessivo per la produzione di energia elettrica dall’acqua prende il nome di impianto idroelettrico.

Gli impianti idroelettrici attuali sfruttano l’energia potenziale meccanica contenuta in una portata di acqua che si trova disponibile ad una certa quota rispetto al livello in cui sono posizionate le turbine. Pertanto la potenza di un impianto idraulico dipende da due fattori: il salto (dislivello esistente fra la quota a cui è disponibile la risorsa idrica svasata e il livello a cui la stessa viene restituita dopo il passaggio attraverso la turbina) e la portata (la massa d’acqua che fluisce attraverso la macchina espressa per unità di tempo). L’acqua, accumulata nel bacino artificiale situato in alto, ad una certa quota rispetto alla centrale, viene prelevata e convogliata, per caduta, mediante delle condotte in genere forzate all’interno della centrale, sulla turbina che, mettendosi in rotazione, “trascina” l’alternatore che produce energia elettrica. L’acqua scaricata dalla turbina prosegue il suo naturale cammino.

I principali elementi di un impianto idroelettrico sono:

Serbatoio di accumulo

Il serbatoio di accumulo, posizionato a monte della centrale, viene realizzato sbarrando il percorso dei fiumi mediante la costruzione di dighe, talvolta di dimensioni enormi. Man mano che l’acqua si accumula, aumenta il livello dando origine così ad un lago artificiale. La necessità di accumulare l’acqua ha come scopo non tanto quello di realizzare un maggior dislivello tra l’acqua e la centrale, quanto quello di accumulare un notevole quantitativo di acqua per poter assicurare la costanza della portata da elaborare, che altrimenti risulterebbe di difficile controllo.

Sistemi di derivazione

Solitamente le centrali elettriche di tali sistemi vengono posizionate in località a valle della diga e si suole convogliare l’acqua alla centrale tramite canali di derivazione o condotte in galleria. Nel primo caso, si tratta di canali aperti, con piccola pendenza e di notevole lunghezza, che portano l’acqua dal serbatoio di accumulo ad un bacino di carico immediatamente a monte delle centrale. Nel secondo caso, si realizzano delle condotte in galleria di notevole lunghezza e piccola pendenza, quando la natura del terreno è irregolare.

Condotte forzate

Tubazioni caratterizzate da una forte pendenza, con il compito di convogliare l’acqua dal bacino di carico all’interno della centrale.

Centrale

E' un grande edificio al cui interno è presente tutta la strumentazione necessaria all’intero processo produttivo. I principali elementi situati all’interno della centrale sono la turbina idraulica, macchina idraulica motrice che riceve energia dall’acqua e la trasforma in energia meccanica di rotazione utilizzabile, e l’alternatore, che trasforma l’energia meccanica di rotazione conferitagli dalla turbina in energia elettrica.

Rapporto con l’ambiente

La produzione di energia idroelettrica non provoca emissioni gassose o liquide che possano inquinare l’aria o l’acqua. I grandi impianti idroelettrici a bacino possono presentare qualche problema dal punto di vista dell’ inserimento ambientale, e necessitano quindi di opportune valutazioni di impatto ambientale, tese a garantire l’assenza di interferenze con l’ambiente naturale. L’inquinamento acustico proveniente da una centrale dipende prevalentemente dalle turbine e dagli eventuali meccanismi di moltiplicazione dei giri. Attualmente il rumore può essere ridotto fino a 70 dB all’interno della centrale, e fino a livelli praticamente impercettibili all’esterno. La pubblica opinione è riluttante ad accettare l’installazione di impianti che modifichino le caratteristiche visuali dei siti, in particolar modo se si tratta di impianti idroelettrici d’alta quota od inseriti in un centro urbano.

Per quanto riguarda i grossi impianti a bacino, qui l’impatto visivo è evidente e difficilmente mascherabile, in questo caso è necessaria una attenta valutazione dell’impatto dell’impianto sul territorio.

Il rapporto con gli ecosistemi è un aspetto fondamentale da tenere presente nella progettazione di un impianto idroelettrico; esistono due aspetti che sono strettamente collegati con il prelievo di acque superficiali e che possono generare impatti di due diversi ordini:

a) impatto relativo alla variazione (diminuzione) della quantità dell’acqua, con possibili conseguenze conflittuali per gli utilizzatori ed effetti sulla fauna acquatica;

b) impatto relativo alla variazione di qualità dell’acqua in conseguenza di variazioni di quantità ed anche in conseguenza di possibili modificazioni della vegetazione ripuaria. La diminuzione della portata di acqua non deve quindi essere eccessiva e deve essere rispettato il valore del deflusso minimo vitale, altrimenti si possono arrecare danni alla deposizione, incubazione, alla crescita e al transito dei pesci; per quanto riguarda questo ultimo aspetto si deve prendere in considerazione il movimento dei pesci che risalgono la corrente e di quelli che la discendono, realizzando gli opportuni passaggi e installare le opportune reti che evitino che i pesci entrino nelle opere di presa e che passino nella turbina (alcuni tipi di turbine possono essere causa di mortalità della fauna ittica).

La generazione di energia elettrica per via idroelettrica presenta l’indiscutibile vantaggio ambientale di non immettere nell’ecosfera sostanze inquinanti, polveri, calore, come invece accade nel caso dei metodi tradizionali di generazione per via termoelettrica. In particolare si riducono le emissioni di anidride carbonica (CO2) di 670 g per ogni kWh di energia prodotta. Altri benefici sono, come per le altre rinnovabili, la minore dipendenza dalle fonti energetiche estere, la diversificazione delle fonti e la riorganizzazione a livello regionale della produzione di energia.

L’idroelettrico, rispetto alle altre fonti rinnovabili, è già arrivato ad un valore molto elevato di utilizzo delle risorse. I grandi impianti idroelettrici sono infatti oramai quasi tutti realizzati ed i margini di un ulteriore sviluppo si possono avere nella realizzazione dei piccolo impianti.

PAGINE IN ITALIANO

http://www.chim.unisi.it/basosi/didattica/ENERGIA%20IDRO.pdf

http://www.agricolturaweb.com/canali/energiealtern/immagini/idroelettrica.html

http://www.lifegate.it/energiarinnovabile/sezione.php?id_sezione=34&id_menu=14

http://www.na.iac.cnr.it/settimana/enenv/environment/alternative/hydropower/hydro.htm

PAGINE IN INGLESE

http://www.eia.doe.gov/kids/energyfacts/sources/renewable/water.html

http://eco-energy.info/upload/dnload/H/Hydropower_chapter_8.pdf

http://www.malignani.ud.it/WebEnis/NorthWind-SouthSun/power/Hydropower.htm

http://www.elc-electroconsult.com/%5Cdownload%5CEnglish%5CBrochure%5CHydroPower_Development_and_Hydraulic_Works.pdf

PAGINE IN FRANCESE

http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=F1ARTF0003932