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Le fonti energetiche: Energia Idraulica - Paola Girdinio -
L’energia idraulica è stata una delle prime fonti energetiche impiegate, basti pensare ai mulini, ai magli, ed in generale agli stabilimenti che traevano energia da un mulino ad acqua; inoltre è una fonte rinnovabile, ed ha la caratteristica di avere un costo non proibitivo dal momento che il bacino imbrifero agisce come un “concentratore naturale” di energia: quindi riesce a sfruttare un’energia molto più elevata di quella corrispondente alla dimensione dell’impianto.
Nel corso degli anni le tecniche si sono affinate: ben di rado l’energia idraulica è impiegata in sito, ma è convertita in energia elettrica.
Esistono tre tipi principali di impianti idroelettrici:
• impianti “a salto” o “a bacino”
• impianti “ad acqua fluente”
• impianti “di pompaggio”
I primi sono la classica centrale di montagna: si sfrutta l’acqua contenuta in un lago naturale o realizzato artificialmente creando un invaso mediante la costruzione di una diga.
L’acqua viene portata ad un livello inferiore mediante una tubazione che prende il nome di “condotta forzata”, ed arriva in centrale, dove viene fatta evolvere in una macchina, detta “turbina idraulica”, alla quale cede la sua energia.
La turbina fa ruotare un generatore elettrico, e l’energia risultante è immessa in rete.
L’acqua scaricata dalla turbina viene normalmente scaricata nel fiume che si trova a fondovalle.
Questo tipo di centrale è normalmente impiegato per portate ridotte, e dislivelli medio-grandi.
Sono facilmente regolabili: se serve meno energia basta ridurre la quantità di acqua prelevata; possono essere facilmente accese e spente.
I secondi sono la classica centrale fluviale: si sfrutta il corso di un fiume, che viene sbarrato con una diga di altezza molto modesta, e la centrale è normalmente realizzata a fianco o all’interno della diga stessa.
Dopo che l’acqua ha lavorato in turbina, viene lasciata scorrere a valle.
Questo tipo di centrale è ovviamente impiegato per portate medio-grandi e per dislivelli molto modesti, per cui i tipi di turbine impiegate sono totalmente differenti rispetto alle centrali a salto.
Siccome hanno necessità di grandi fiumi, in Italia non ci sono molte centrali ad acqua fluente, e quelle poche sono situate sul corso del Po.
Viceversa ne esistono di grandi sui fiumi russi, sul Nilo (ad Aswan), sull’Eufrate in Siria, etc.
Non sono regolabili, perché se l’energia non viene impiegata, il livello dell’acqua cresce e supera l’altezza della diga.
Quindi costituiscono una fonte energetica che va sfruttata con continuità per evitarne lo spreco.
I terzi, cioè le “centrali di pompaggio” sono centrali simili a quelle “a salto”, che hanno però due bacini, uno superiore come le centrali a salto, ed uno inferiore.
Durante il giorno il funzionamento è analogo a quello di una centrale “a salto”, con la differenza che l’acqua scaricata dalla turbina non viene gettata, ma finisce nel bacino inferiore.
Durante la notte, quando c’è sovrabbondanza di energia elettrica in rete, questa viene convertita in energia idraulica pompando acqua dal bacino inferiore a quello superiore.
È quindi immagazzinata come energia POTENZIALE idraulica.
Quando serve nuovamente energia elettrica, prevedibilmente durante il giorno successivo, l’acqua del bacino superiore è fatta evolvere in una turbina, e scaricata nel bacino inferiore. Il rendimento tra l’energia resa nella fase di “turbinaggio” e quella assorbita nella fase di “pompaggio” è attorno al 60%. La possibilità di installare una centrale di pompaggio dipende dalla disponibilità di due bacini, relativamente vicini, a quote differenti, quindi non possono essere realizzate ovunque.
Sono utilissime per la gestione della rete, e permettono di immagazzinare energia elettrica quando vale “poco” e disporne quando il prezzo è più elevato.
Dal punto di vista ambientale sono impianti che sfruttano energia rinnovabile; tuttavia hanno spesso necessità di impianti fissi rilevanti: dighe, invasi, condotte forzate, etc.; quindi, nonostante siano assolutamente pulite ed ecologiche, si attirano comunque le ire ambientaliste che tendono a privilegiare gli impianti idroelettrici “piccoli” (potenza inferiore ai 10 MW) a scapito degli impianti “grandi”.
Oggi sono di gran moda le microcentrali, che però più di tanto non possono produrre.
Non c’è particolare spazio per nuovi impianti, dal momento che i siti economicamente convenienti sono già sfruttati, anche con centrali telecontrollate a distanza per ridurre i costi di esercizio.
La produzione di energia idroelettrica è pesantemente influenzata da fattori meteorologici stagionali prevedibili soltanto statisticamente, e non con certezza.