Centrali idroelettriche: come funzionano

L’energia idroelettrica è quel tipo di energia che si origina sfruttando il movimento di masse di acqua in caduta. Quando questa cade produce energia cinetica, che si trasforma in energia potenziale gravitazionale, la quale per mezzo di una turbina e di un alternatore, viene poi trasformata in elettricità.

L’energia idroelettrica è una forma di energia alternativa e ecologica che viene ricavata dai fiumi, dai laghi, per mezzo di dighe e di condotte forzate. Vi sono diversi tipi di centrale idroelettrica: impianti a deflusso regolato, impianti a acqua fluente e centrali a energia mareomotrice.

Centrali idroelettriche: principio e tipologie

La centrale idroelettrica è un insieme di opere di ingegneria idraulica posizionate una vicina all’altra, insieme a macchinari che servono ad ottenere energia elettrica. L’acqua è convogliata in turbine che ruotano con la spinta dell’acqua. Ognuna di queste è collegata ad un alternatore che trasforma la rotazione in energia.

L’energia idroelettrica non è costante nel tempo, ma dipende dal rifornimento del bacino idrico e dal regime degli emissari (cioè fiumi e precipitazioni).

Impianti a deflusso regolato

Si tratta degli impianti più potenti e sfruttati, ma hanno un notevole impianto ambientale. Questi impianti funzionano con un bacino idrico naturale o artificiale, quindi laghi o serbatoi. In alcuni casi si tratta di bacini naturali nei quali viene aumentata la capienza con sbarramenti. Questo genere di impianti possono essere utilizzati come accumulatori energetici, pompando su e giù l’acqua.

Un impianto idroelettrico di tipo a deflusso regolato è costituito da 5 elementi essenziali:

• un sistema di raccolta dell’acqua;
• una turbina, che tramuta l’energia potenziale in meccanica;
• una conduttura forzata;
• un generatore che converta l’energia meccanica in elettrica;
• un sistema di controllo, per regolare la portata d’acqua.

Impianti ad acqua fluente

Gli impianti di questo tipo erano utilizzati in particolare nel secolo scorso, specialmente per azionare macchine utensili e piccoli laboratori. Oggi si usano molto meno di quanto si potrebbe ed è un peccato perché l’impatto ambientale sarebbe minore. Questi impianti non hanno la possibilità di regolare gli afflussi, quindi la portata che viene sfruttata è la medesima del corso d’acqua. Di conseguenza la turbina ha una produzione energetica con tempi e modi dipendenti dalla disponibilità d’acqua: se è scarsa cessa la produzione.

Impianti a energia mareomotrice

Le onde, le maree, le correnti e il divario termico tra superficie e fondale sono tutti elementi che possono convertirsi in energia. Gli impianti di questo tipo non sono molti. In Unione Europea vi sono 100 siti, in Italia quello importante è sullo stretto di Messina. Sfruttare il moto ondoso del mare al fine di ottenere energia elettrica è davvero ingegnosa, così anche quella di sfruttare il divario tra alta marea e bassa marea. È ovvio che in questo caso deve essere importante e quindi centrali di questo tipo possono essere costruite solamente in zone precise.