LA CENTRALE IDROELETTRICA

LA CENTRALE IDROELETTRICA

L'energia elettrica viene prodotta in appositi stabilimenti che prendono il
nome di centrali elettriche. Le centrali idroelettriche usano l'acqua come
materia prima. Occorre, naturalmente averne sempre a disposizione perché
la centrale possa funzionare in ogni momento.
Per realizzare una centrale idroelettrica viene costruita una diga per sbarrare
la valle in cui scorre il fiume. Le acque non potendo più proseguire il loro
corso formano un lago artificiale . Da questo è facile prendere acqua anche
quando il fiume è in magra (cioè ha poca acqua) o addirittura quando è in
secca ( privo d'acqua).
Un canale a lieve pendenza conduce l'acqua spillata alla base della diga, in
un punto più avanzato della valle che viene chiamato vasca di raccolta. Dalla
vasca di raccolta, l'acqua viene inviata alla centrale idroelettrica per mezzo di
grosse tubature, dette condotte forzate. Si chiamano così perché queste
tubature, che hanno una fortissima pendenza, forzano l'acqua, cioè la
costringono a scendere a grande velocità. Arrivata alla centrale l'acqua inizia
a "lavorare". Questo suo lavoro sarà capace di produrre l'energia elettrica.
Nella centrale l'acqua mette in azione una macchina che si chiama turbina.
La turbina è costituita da una grossa ruota metallica alla quale sono unite
numerose pale, anch'esse in metallo, e trasforma l’energia cinetica
(dell’acqua) in energia meccanica (il movimento rotatorio della turbina).
L'acqua, uscendo dalle condotte forzate con grande impeto, è proiettata sulle
pale e fa girare la ruota.
Dispositivi speciali sono in grado di far uscire una maggiore o minore quantità
d'acqua dalla condotta forzata e, di conseguenza, di far girare più o meno
rapidamente la ruota della turbina. Essa è collegata a sua volta con un'altra
macchina : così il suo movimento mette in azione anche la macchina alla
quale essa è collegata. Questa macchina è l'alternatore.
L'alternatore è una macchina in grado di trasformare in energia elettrica la
forza che la turbina gli trasmette con il movimento. Possiamo dunque dire che
l'alternatore è la macchina che produce energia elettrica.
A questo punto si presenta il problema di trasportare l'energia elettrica dalla
centrale ai luoghi dove verrà poi utilizzata. Prima di essere convogliata nelle
linee di trasmissione che la trasporteranno ai luoghi di utilizzazione, cioè nei
tralicci, la corrente elettrica passa attraverso uno speciale apparecchio, che
prende il nome di trasformatore.
Il trasformatore abbassa l'intensità della corrente prodotta dall'alternatore,
elevandone però la tensione a migliaia di Volts. Giunta sul luogo di impiego,
prima di essere utilizzata, la corrente passa di nuovo in un trasformatore che
questa volta, alza l'intensità ed abbassa la tensione così da renderla adatta
agli usi domestici.

Un traliccio, cioè uno dei tanti che
sostengono
i cavi dell’alta tensione, ma che comunque
sono isolati da essi tramite gli elementi
cerchiati in marrone nella foto

Uno schema di
centrale
idroelettrica

Ingegneri che misurano le pale di una turbina

I rotori di due alternatori

                                Bortolotti Thomas 3D

Componenti del gruppo: Fausto Berna, Medfai Slim, Andrea Simaz, Andrea Tagliani.

                                  Centrali idroelettriche
L'energia elettrica prodotta da una centrale idroelettrica si ottiene sfruttando l'energia che una
massa d'acqua , raccolta in un bacino, è in grado di fornire quando viene fatta cadere da una quota
superiore ad una inferiore. Attraverso un sistema di condotte , di portata più o meno grande, l'
                                                                   acqua viene convogliata e inviata
                                                                   a forte pressione alle pale di una
                                                                   turbina, che trasforma energia
                                                                   cinetica, ottenuta dalla caduta ,
                                                                   in     energia     meccanica     di
                                                                   rotazione.      Il     movimento
                                                                               della turbina alimenta
                                                                   un alternatore che converte l'
                                                                   energia meccanica in elettrica.
                                                                   Le centrali idroelettriche non
                                                                   sono considerate inquinanti,
                                                                   perchè       le     trasformazioni
                                                                   energetiche che avvengono non
                                                                   producono         emissioni      di
                                                                   inquinanti           nell'ambiente.
                                                                   Peraltro la loro presenza può
                                                                   comportare         problemi      di
                                                                   alterazione      del      paesaggio
                                                                   naturale; in qualche caso si ha
una variazione della temperatura dei corsi d'acqua dei laghi che ricevono l'acqua utilizzata tutto
questo può influire negativamente sugli equilibri ambientali di fauna e flora.

Impatto ambientale: Lo sfruttamento dell’energia idrica richiede la costruzione di opere imponenti
quali dighe, laghi di deposito, canali di derivazione, installazione di grandi turbine e generatori
elettrici. La costruzione di una centrale idroelettrica può causare gravi dissesti idrogeologici: in
passato, per la mancanza di adeguate analisi geologiche, si sono verificate terribili catastrofi.
L'estrazione di energia cinetica rallenta il corso d'acqua, aumentando la velocità di sedimentazione;
nel caso di centrali a caduta è necessario mettere in conto le opere idrauliche necessarie.

Tipologie di centrali idroelettriche:

   Centrali ad acqua fluente: sfruttano l'energia cinetica delle acque fluviali, convogliate in
     particolari turbine idrauliche messe in rotazione dal flusso dell'acqua. Collegate all'albero
     rotante delle turbine vi sono gli alternatori che trasformano l'energia meccanica di rotazione in
     energia elettrica.

   Centrali a caduta: sfruttano l'energia potenziale di notevoli masse d'acque poste ad altezza
     maggiore rispetto a quella di presa (si parla in tal caso di 'invaso', o naturale o artificiale creato
     tramite dighe). L'energia potenziale dell'acqua viene trasformata in energia cinetica facendo
     confluire l'acqua in condotte forzate nelle quali l'acqua raggiunge notevoli velocità. L'acqua
     viene poi fatta confluire come nel caso precedente in turbine collegate ad alternatori
     producendo così energia.

Vantaggi: Il principale vantaggio delle idroelettriche è che, una volta costruite, offrono energia a
costi molto competitivi e non richiedono combustibili o materie prime; sono una fonte di energia

totalmente rinnovabile e illimitata. Inoltre, con una manovra chiamata pompaggio (che consiste nel
ripompare l'acqua dai bacini inferiori negli invasi durante le ore notturne, quando la richiesta di
energia è minore) si può accumulare energia prodotta dalle altre centrali della rete, per restituirla
di giorno nelle ore in cui la domanda di energia raggiunge il massimo. Un ulteriore vantaggio è
legato al fatto che la variazione della produzione di energia può avvenire in maniera molto più
rapida rispetto ad una centrale termoelettrica o nucleare, variando la quantità di acqua che viene
convogliata alla turbina. Il loro impiego è, massimo durante le ore di maggiore consumo energetico.
Svantaggi: Soprattutto le centrali a caduta, che richiedono un intervento edilizio di enormi
proporzioni per la realizzazione di laghi artificiali per fungere da invasi, hanno un impatto
ambientale di grandi proporzioni, sia nella fase costruttiva delle opere, sia a posteriori nell'impatto
visivo ed estetico. Inoltre, il fatto di alterare la portata e la distribuzione delle acque fluviali porta ad
un cambiamento del microclima locale, per la maggiore umidità ed evaporazione portata dal lago
che funge anche da serbatoio di calore, livellando le temperature fra giorno e notte. Questo porta in
genere a variazioni nella flora e fauna locale; nel caso di bacini montani, si può avere un impatto
anche su eventuali ghiacciai nelle vicinanze.
Siti: Wikipedia, google immagini.

COMMENTO SULLA CENTRALE IDROELETTRICA:

Abbiamo poi all’inizio fatto un percorso guardando un po’ tutte le centrali, facendo un discorso
sull’energia. Il problema dell’energia esiste fin dai tempi più antichi. Prima veniva usato il legno, poi
quando ha iniziato a scarseggiare si è passati al carbone. Con questo passaggio ha iniziato a
crescere la popolazione in quanto nascevano nuove invenzioni e il mondo si restringeva sempre di
più (ferrovie che diminuivano il tempo di andata e ritorno da un luogo). Nessuno però fino al 1960
si è fatto problemi se il carbon-fossile o il petrolio fosse nocivo e inesauribile. È per questo che
iniziano a nascere nuove centrali per sostituire questa forma di energia che inquina e che non è
rinnovabile. Nascono le centrali idroelettriche, nucleari, termoelettriche (termoutilizzatori), l’eolico
e i pannelli solari. Allora abbiamo deciso di fare delle ricerche nella nostra classe: ognuno doveva
scegliere una centrale e doveva trovare i suoi vantaggi e i suoi difetti:
Io ho fatto la ricerca sulle centrali idroelettriche e ho usato come fonte per capire come funziona
una centrale idroelettrica wikipedia. Attraverso questa ricerca ho potuto appuntare che le centrali
idroelettriche hanno la particolarità di poter essere attivate e disattivate in pochi minuti con
l'immediata apertura delle saracinesche idrauliche, dando quindi la possibilità di coprire facilmente
gli improvvisi picchi di richiesta che si possono verificare. Al contrario, gran parte delle centrali
termoelettriche e nucleari hanno tempi di attivazione più lunghi, necessari per il riscaldamento
dell'acqua e sono pertanto una tipologia di impianti di tipo "sempre acceso" . Hanno poi la
caratteristica di usare l’energia dell’acqua per poi trasformarla a ciò non inquina dato che l’acqua
che viene usata può essere di nuovo riutilizzata. purtroppo vi sono anche dei svantaggi che
riguardano il progressivo interramento in cui inevitabilmente vanno incontro, nel tempo, i bacini di
accumulo. Per evitare ciò, questi devono essere periodicamente dragati. Problemi ambientali
possono essere costituiti dal fatto che gli sbarramenti (dighe) bloccano il trasporto solido dei fiumi
(sabbie e ghiaie) alterando l'equilibrio tra l'apporto solido e l'attività erosiva nel corso d'acqua a
valle (erosione del letto del fiume e, talvolta, "taglio dei meandri" per la maggiore velocità) fino al
mare dove, per il diminuito o nullo apporto solido si assiste al fenomeno dell'erosione delle coste.
Grandi bacini idroelettrici inoltre possono in alcuni casi avere impatti ambientali e socio-economici
di diversa entità o gravità sulle zone circostanti (modifica del paesaggio e distruzione di habitat
naturali, spostamenti di popolazione, perdita di aree agricole, ecc.) e lo studio di fattibilità deve
essere particolarmente accurato soprattutto per quanto concerne l'analisi puntuale della geologia
dei versanti e delle "spalle" su cui si attesterà la diga non tralasciando alcun particolare. Solo così si
potranno evitare tragedie quali quella della valle del Vajont, che nell'autunno del 1963 cancellò la
cittadina di Longarone e altri due centri del fondovalle causando 1970 vittime.