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Forme di energia generate da fonti che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano in tempi brevi come il sole, il vento, l’acqua, le biomasse, la geotermia e tutte le fonti assimilabili.

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Creato da Alessandra Mariani « clicca sul nome per leggere il curriculum dell'autore

Energia idroelettrica

L’uso dell’energia idraulica risale all’antichità: già i greci e i romani usavano ruote idrauliche per la macinazione del grano.
Lo sfruttamento degli schiavi e degli animali, tuttavia, ne frenò l’applicazione su larga scala fino al XII secolo.
Nel Medioevo furono costruite grandi ruote idrauliche di legno con un rendimento massimo di circa 50 cavalli.
L’energia idraulica moderna deve il suo sviluppo all’ingegnere britannico John Smeaton, che per primo costruì due ruote idrauliche di ghisa di notevoli dimensioni.

Il primo impianto idroelettrico fu costruito nel 1880, nel Northumberland.
La rivalutazione dell’energia idraulica coincise con lo sviluppo del generatore elettrico accoppiato alla turbina idraulica e con la crescente domanda di elettricità che caratterizzò l’inizio del XX secolo.

L’energia idraulica rappresenta approssimativamente un quarto dell’energia totale prodotta dal mondo e negli ultimi anni sta considerevolmente aumentando d’importanza; in molti paesi, quali ad esempio Norvegia, Repubblica democratica del Congo e del Brasile, rappresenta la fonte dominante di energia elettrica.
L’impianto Itaipu sul Rio Paranà, tra Brasile e Paraguay, ufficialmente inaugurato nel 1982, ha la più grande capacità del mondo.

L’energia idroelettrica è quel tipo di energia che sfrutta la trasformazione dell’energia POTENZIALE gravitazionale delle 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.

Gli impianti delle centrali idroelettriche ricevono l’acqua da un lago artificiale in alta montagna.
L’acqua di questi bacini viene fatta confluire attraverso delle tubature fino ad una turbina che, ruotando, trasforma l’energia idrica, in energia meccanica.
Alle turbine sono collegati dei generatori elettrici che, trasformando l’energia meccanica in energia elettrica, producono una CORRENTE alternata.
La tensione dell’elettricità, prima di essere portata ai fili dell’alta tensione, deve essere diminuita attraverso dei trasformatori.

La produzione di energia elettrica è conveniente in quanto sfrutta una forza naturale come la CORRENTE dell’acqua, è sufficientemente sicura in quanto non provoca danni all’ambiente e il suo trasporto può coprire, con il minimo spreco, grandissime distanze attraverso i fili conduttori.
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.

Nei paesi a più avanzato sviluppo economico, la preferenza per le centrali idriche non è venuta meno, ma si tende a privilegiare gli impianti piccoli, dal minor impatto ambientale.
Oggi la tecnologia consente di ottenere energia a prezzi convenienti dando vita così all’installazione di impianti non solo nelle regioni di montagna ma anche in pianura.
Nei paesi sviluppati il POTENZIALE idroelettrico è stato fino a ora adeguatamente utilizzato, soprattutto in quelle situazioni caratterizzate da una forte dipendenza dall’estero in campo energetico.
La possibilità di sfruttamento nei paesi in via di sviluppo, invece, viste le abbondanti risorse idriche, appaiono enormi, ma con tutte le RISERVE derivanti dalle considerazioni ecologiche indicate.

La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine.
In questo caso si parla di energia mareomotrice.
Il primo impianto per lo sfruttamento dell’energia delle onde di marea è stato costruito in Francia, ma ha parzialmente deluso, poiché il costo di produzione dell’energia si è rivelato superiore a quello idroelettrico convenzionale.
Sono in corso esperimenti per lo sfruttamento del POTENZIALE energetico delle onde nel regno Unito, in Norvegia e in Giappone e del gradiente termico negli Stati Uniti.
L’Unione Europea ha di recente concluso uno studio che identifica circa 100 siti suscettibili di essere utilizzati per la produzione di energia elettrica dalle correnti marine.
In Italia è lo stretto di Messina ad essere stato identificato tra i siti più promettenti.

La strada per sfruttare il moto delle onde del mare per ottenere energia elettrica, nonostante i problemi, non smette di sollecitare la fantasia degli ingegneri.
Vi sono varie tecniche di sfruttamento del moto ondoso.
Un esempio noto è quello delle turbine Pelamis, costituite da strutture tubolari galleggianti ancorate al fondo marino.
All’interno delle strutture vi sono delle turbine messe in moto dall’acqua che entra ed esce dalle strutture al ritmo del moto ondoso in cui il generatore si trova.
Tali generatori generano energia con costanza, ma mostrano un ingombro non indifferente. Un altro tipo di impianto è quello a colonna d’acqua oscillante, anch’esso raccoglie l’acqua che entra grazie al moto ondoso per mettere in moto una turbina.
Un generatore di tipo differente in fase di sperimentazione consta in una turbina sottomarina messa in moto delle correnti marine.
In questo caso, non si tratta propriamente di energia dalle onde, ma comunque da correnti che contribuiscono alla formazione delle onde stesse.

Per quanto concerne invece l’energia dalle maree è noto che la luna esercita una forte forza d’attrazione sull’acqua della terra.
Dall’innalzamento e dall’abbassamento regolare delle masse d’acqua si ricava energia. Per costruire una centrale di marea, l’estuario è sbarrato in direzione del mare con una diga artificiale.
La tecnica energetica sfrutta il dislivello tra l’alta marea e la bassa marea: la cosiddetta ampiezza di marea.
Già nell’antichità si cercò di sfruttare questo tipo di energia, mediante la costruzione di “mulini a marea”.
L’acqua veniva raccolta, durante il flusso, in un piccolo bacino, che veniva in seguito chiuso con una paratia.
Al momento del deflusso l’acqua veniva convogliata attraverso un canale verso una ruota che muoveva una macina.
Oggi esistono diversi progetti di sfruttamento delle maree, che comportano metodi diversi di sfruttamento dell’energia:

• sollevamento di un peso in contrapposizione alla forza di gravità;

COMPRESSIONE dell’aria in opportuni cassoni e movimentazione di turbine in seguito alla sua espansione;

• movimento di ruote e pale;

• riempimento di bacini e successivo svuotamento con passaggio in turbine.

Quest’ultimo sembra dare i migliori risultati, nell’effettivo impiego.
Il problema più importante allo sviluppo di tale tecnologia resta comunque lo sfasamento tra massima ampiezza di marea disponibile e domanda di energia nelle ore di punta.
Infatti nei giorni di insufficienza nell’afflusso d’acqua la produzione di elettricità cesserebbe.