Il funzionamento della centrale idroelettrica
In questa guida ci occuperemo di comprendere il funzionamento della centrale
idroelettrica. Infatti, l'interesse sempre maggiore per lo studio e la produzione di energie
rinnovabili a basso impatto ambientale, ha inevitabilmente condotto allo sviluppo di
diverse centrali per la produzione di elettricità che sfruttano risorse naturali come ad
esempio il vento, il vapore oppure l'acqua. In questa guida descriveremo i principi di base
sul funzionamento di una centrale idroelettrica, particolarmente utilizzata soprattutto per la
facilità con cui si può reperire la fonte d'acqua. Leggete la guida di seguito per
conoscerne il funzionamento.
La centrale idroelettrica permette di ottenere elettricità direttamente dall'energia
idraulica prodotta da un corso di acqua come ad esempio un lago oppure un fiume. La
prima componente di un impianto idroelettrico, è la diga. Come tutti sappiamo bene, si
tratta di un' opera di sbarramento che serve a bloccare un corso d'acqua permettendo così
di mantenerlo racchiuso all'interno di un bacino, o lago artificiale che sia. L'acqua viene
accumulata nel bacino di raccolta, per mezzo di canali e gallerie di derivazione, e questo
avviene poco prima di lasciare la diga
Dalla diga l'acqua viene convogliata alla turbina posta più a valle per mezzo di due
sistemi distinti e separati: da un lato esso avviene tramite le condotte forzate, tubature,
oppure attraverso canali a cielo aperto. La inclinazione dei tubi permette di trasformare l'
energia potenziale della massa d'acqua a monte in energia cinetica abbastanza potente
da riuscire a mettere in moto le pale della turbina. Grazie a questo procedimento essa si
trasformando in energia meccanica. L'acqua che passa, è successivamente raccolta in un
bacino per la restituzione in alveo, cioè, attraverso condutture è riportata al corso naturale.
La turbina è collegata ad un alternatore per mezzo di un albero di trasmissione, il
generatore che trasforma l' energia meccanica in energia elettrica alternata. A sua volta,
quest'ultimo è collegato con un trasformatore, che serve a convertire l' energia elettrica
alternata in corrente continua; sfruttando il fenomeno dell' induzione magnetica, ne
abbassa l' intensità, aumentandone la tensione; così l'energia elettrica è convogliata ai
tralicci per essere distribuita. Una volta raggiunta la zona di utilizzo, la corrente passa
attraverso un secondo trasformatore, che ne alza l' intensità, abbassandone la tensione
per uso
Il funzionamento della centrale idroelettrica
1 – Ciclo di funzionamento
La centrale idroelettrica trasforma l'energia idraulica di un corso d'acqua,
naturale o artificiale, in energia elettrica.
Lo schema funzionale comprende l'opera di sbarramento, una diga, che
intercetta il corso d'acqua creando un invaso o un bacino, dove viene
mantenuto un livello costante dell'acqua. Attraverso canali e gallerie di
derivazione, l'acqua viene convogliata in vasche di carico e, mediante
condotte forzate, nelle turbine, attraverso valvole di immissione (di
sicurezza) e organi di regolazione della portata (distributori) secondo la
domanda di energia.
L'acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico,
attraverso il quale viene restituita al fiume. Direttamente collegato alla turbine,
secondo una disposizione ad asse verticale o ad asse orizzontale, è montato
l'alternatore, che è una macchina elettrica rotante in grado di trasformare in
energia elettrica l'energia meccanica ricevuta dalla turbina.
L'energia elettrica così ottenuta deve essere trasformata per essere trasportata
a grandi distanze.
Ciò avviene mediante il trasformatore abbassa l'intensità prodotta
dall'alternatore, elevandone allo stesso tempo la tensione a migliaia di volt.
BACINO : invaso da acqua che si ottiene per effetto dello sbarramento
del corso di un fiume
DIGA : opera di sbarramento del corso d'acqua, in cemento armato, che
serve a formare il bacino idrico: è dotata di gallerie o canali per il
controllo dell'acqua
CONDOTTE FORZATE : tubazioni in lamiera d'acciaio o in cemento
armato, munite di organi di regolazione della portata dell'acqua, per il
corretto funzionamento delle turbine
TURBINA: componente meccanico che ruota azionato dall'energia
cinetica sottratta all'acqua (può essere di diverso tipo in base al dislivello
e alla portata d'acqua)
ALTERNATORE: generatore di corrente alternata prodotta grazie al
fenomeno dell'induzione magnetica serve per innalzare la tensione della
corrente alternata.
2- PASSAGGI DI ENERGIA
Energia potenziale (acqua in bacino) ----> cinetica(acqua in caduta) -->
meccanica ( turbina) ----> elettrica(alternatore)
