La centrale idroelettrica di Roncovalgrande a Maccagno ( VA)
A cura della classe 3^ A – Scuola secondaria di 1° grado di Castelveccana
(coordinata dai docenti R. Cometti e A. Dumassi) – a.s. 2013/2014
Centrale idroelettrica di Roncovalgrande
La centrale di Roncovalgrande è una centrale idroelettrica situata a Maccagno in
provincia di Varese. E’ uno dei più grandi impianti di generazione e pompaggio
presenti in Italia. E’ stata realizzata tutta in una caverna scavata interamente nella
montagna. La sala macchine è lunga 195 m, larga 18 m e alta 58 m.
Tunnel d’accesso alla centrale idroelettrica di Roncovalgrande a Maccagno ( VA)
La centrale sfrutta il dislivello tra il lago Maggiore e il lago Delio (l'origine del lago è di
escavazione glaciale, tuttavia l'intervento umano con la successiva costruzione di dighe
di contenimento ha cambiato di molto l'aspetto originario del lago), situato 700 metri
più in alto, tra il comune di Maccagno e il confine italo-svizzero. È raggiungibile da
Maccagno tramite la strada provinciale n. 5. Durante le ore notturne e festive (quando è
molto bassa la domanda di energia elettrica) l'impianto del lago accumula nel serbatoio
le acque prelevate dal lago Maggiore mentre durante le ore di maggior richiesta di
energia l'acqua accumulata viene lasciata discendere.
L’area dell’impianto vista dal
satellite
Storia
Lo sfruttamento a scopo idroelettrico del lago Delio risale ai primi del ‘900, quando tra
il 1909 e il 1911 la SIS ( Società Idroelettrica Subalpina ) costruì una diga situata dove
ora si trova la diga del lago Delio sud. Essa innalzava fino a 930 m s.l.m. la quota del
lago naturale portandone la capacità fino a 5 milioni di m3. Visto il piccolo bacino
imbrifero del lago Delio, quest’ultimo veniva alimentato da due canali di gronda. Dal
lago partiva una tubazione che con un sifone attraversava la costa del monte fino ad
arrivare al pozzo piezometrico, situato a quota 930.21 m s.l.m. Da lì partiva la
condotta forzata che con un salto di 690 m andava ad alimentare la Centrale di
Maccagno, situata a quota 240 m s.l.m.
La primissima diga del lago
Delio, costruita tra il 1909 e il
1911
Dal 1957 al 1967, si fecero degli studi
preliminari e nel 1968, si ebbe il progetto
definitivo del nuovo impianto idroelettrico
del lago Delio. I lavori comprendevano
l’innalzamento della diga sud, e la
conseguente costruzione di una nuova
diga a nord, per aumentare la capacità
d’invaso a 10 milioni di m3, la realizzazione
della centrale in caverna, lo scavo della
gallerie in pressione, delle condotte
forzate, del pozzo piezometrico e canale di
scarico. L’entrata in servizio del nuovo
impianto avvenne nel 1971 con un
gruppo; nel 1974 la centrale montava gli 8
gruppi. Inizialmente era previsto un
ampliamento della centrale, la cosidetta
"terza fase" che non è mai stata portata a
termine.
Operai al lavoro per collocare un elemento
della pompa nel suo alloggiamento
L'impianto: La capacità di quasi 10 milioni di metri cubi d'acqua, considerato il dislivello
con la centrale sottostante, corrispondono a quasi 17 milioni di kWh.
La portata complessiva dell'impianto è pari a 160 m3/s mentre le pompe multistadio
hanno una portata di circa 94 m3/s.
La potenza globale prodotta è pari a 1040 MW mentre la potenza richiesta durante la
fase di pompaggio è pari a 784 MW.
Le due condotte forzate hanno un diametro di 4,30-3,60 m e sono lunghe
rispettivamente 1106 e 1108 m.
La centrale (indicata dalla freccia rossa) e la stazione elettrica di Musignano (indicata dalla freccia gialla)
COME FUNZIONA UNA CENTRALE IDROELETTRICA
Centrale idroelettrica (schema)
La centrale idroelettrica trasforma l'energia idraulica in energia elettrica. Lo schema
comprende una diga che crea un invaso. 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). L'acqua mette in azione le turbine e
ne esce finendo poi nel canale di scarico attraverso il quale viene restituita al fiume.
Collegato alla turbina è montato l' alternatore, in grado di trasformare in energia
elettrica l'energia meccanica ricevuta dalla turbina. L'energia elettrica poi deve essere
trasformata per poter essere trasmessa a grande distanza. Pertanto passa attraverso il
trasformatore che abbassa l'intensità della corrente, elevandone però la tensione.
Giunta sul luogo di impiego, l'energia passa di nuovo in un trasformatore che questa
volta, alza l'intensità di corrente ed abbassa la tensione così da renderla adatta agli usi
domestici.
Una diga è uno sbarramento permanente su un corso d'acqua naturale che serve a
creare un lago artificiale.
Diga del lago Delio
Un bacino idroelettrico è un invaso d'acqua che
ha lo scopo di raccogliere le acque di un fiume per
poterne poi utilizzare l'energia potenziale per
produrre energia elettrica attraverso una centrale
idroelettrica.
Un bacino artificiale formato da una diga
necessita di una o più opere di scarico che
permettano, a seconda dei casi, di mantenere in
caso di piena il livello della diga al di sotto della
soglia di sicurezza; di convogliare parte dell'acqua
verso la destinazione per la quale esso è stato
costruito. Gli scarichi di una diga permettono lo
svuotamento parziale o totale del bacino per
poter effettuare la manutenzione dello stesso e/o
del paramento a monte dalla diga. Gli scarichi di
una diga possono essere di superficie o di fondo.
Quelli di superficie sono costituiti da sfioratori di
varie tipologie, mentre quelli di fondo sono in
genere gallerie in pressione il cui imbocco è
regolato da una paratoia.
Il lago Delio
(la diga è indicata dalla freccia)
Il pozzo piezometrico è un pozzo verticale che si utilizza nelle centrali idroelettriche.
Ha la funzione di proteggere dal colpo d’ariete le turbine poste a valle. Il colpo d'ariete
si genera a causa di una brusca diminuzione di portata della massa liquida che fluisce
in una condotta: l’energia cinetica della massa si trasforma in energia di pressione (es.
chiusura delle valvole in centrale). Il pozzo piezometrico ha anche la funzione di
volano idraulico cioè di rendere immediatamente disponibile una certa quantità
d’acqua a monte delle turbine all'apertura delle valvole in centrale.
Le condotte forzate sono generalmente costituite da tubazioni metalliche in lamiera
d'acciaio o in calcestruzzo armato. Sono munite in testa di organi di chiusura e
sicurezza (in genere valvole a farfalla) ed al piede di organi di intercettazione (valvole
rotative o a farfalla) di sicurezza delle turbine, a valle delle quali sono installati gli
organi di regolazione (distributori di turbina) direttamente connessi alle stesse turbine.
Collettore della condotta forzata e valvole rotative
Una turbina idraulica è essenzialmente costituita da un organo modulante, il
distributore, e da una ruota o girante. Il primo convoglia e regola il flusso d'acqua, il
secondo converte in energia di rotazione l'energia cinetica sottratta all'acqua. Dal
punto di vista costruttivo per utilizzare il massimo rendimento possibile si hanno 3
diversi tipi di turbine.
Turbina Pelton all’interno della cassa
La Pelton è una turbina idraulica
utilizzata di solito con alti salti
(50-1300 metri) e piccole
portate. Le turbine Pelton sono
costituite da un distributore a
uno o più ugelli (generalmente
fino a 6) in relazione alla portata
da inviare alla girante e da una
ruota, calettata sull'albero
motore che trasmette la
rotazione all'alternatore
elettrico. Ogni ugello crea un
getto, la cui portata è regolata da
una valvola a spillo.
Turbina Pelton (sche
Turbine Pelton smontate
I tipi di valvola utilizzati nelle centrali idroelettriche sono:
Farfalla - costituite da una lente circolare che ruota attorno ad un perno girevole ad asse
perpendicolare alla tubazione in cui la valvola e' inserita. Sono impiegate in impianti con
salti fino a 200 m ed hanno diametri massimi di 4-5 metri. Queste non sono valvole di
regolazione ma del tipo on/off (tutto aperto o tutto chiuso).
Rotative - costituite da un corpo sferico nell'interno del quale si muove un otturatore
rotante, che ha la stessa sezione trasversale della condotta. L'impiego di questo tipo di
valvola, che ha raggiunto diametri di 4 metri, e' adatto a salti fino a 1500-1600 m. Anche
questa è del tipo on/off.
Fuso - l'organo otturatore di questo tipo di valvola ha la forma di un fuso che viene
spostato in direzione assiale per le manovre di chiusura o apertura. Questa valvola può
regolare la portata d’acqua.
Valvola rotativa
Il trasformatore è una macchina elettrica statica atta a trasferire, sfruttando il
fenomeno dell'induzione elettromagnetica, energia elettrica a corrente alternata da
un circuito ad un altro modificandone le caratteristiche. Schematicamente un
trasformatore è costituito da due avvolgimenti, ciascuno formato da un certo numero
di spire di filo di rame avvolte attorno a un nucleo di ferro di elevata permeabilità
magnetica, dei quali uno riceve energia dalla linea di alimentazione, mentre l'altro è
collegato ai circuiti di utilizzazione. Nelle ultime realizzazioni esiste un solo
avvolgimento, in questo caso è chiamato “autotrasformatore”.
L'alternatore è un generatore di corrente elettrica. È costituito da due parti
fondamentali, una fissa e l'altra rotante, dette rispettivamente statore e rotore, su cui
sono disposti avvolgimenti di rame isolati. I due avvolgimenti si dicono induttore (sul
rotore) e indotto (sullo statore).
Alternatore (parte superiore)
Alternatore
La centrale di pompaggio: è un tipo di impianto costituito da due serbatoi posti a quote
diverse e collegati da un sistema di opere e tubazioni simile a quello di un normale
impianto idroelettrico. La sola differenza che caratterizza un impianto di generazione di
pompaggio è la possibilità di invertire il ciclo di funzionamento. Nelle ore di maggiore
richiesta di energia, le cosiddette ore di "punta", l'acqua raccolta nel serbatoio
superiore fluisce verso il basso mettendo in funzione le turbine come in normale
impianto idroelettrico e viene raccolta nel serbatoio inferiore. Nelle ore di bassa
richiesta di energia l'acqua viene pompata attraverso le stesse tubazioni fino al
serbatoio superiore che viene così riempito in modo da essere nuovamente pronto per
la nuova utilizzazione
Riferimenti:
http://it.wikipedia.org
http://www.rosarioberardi.it
http://servizi.enel.it
http://www.progettodighe.it
http://www.vareseturismo.altervista.org
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intendersi per un fine esclusivamente didattico
e divulgativo e non a scopo di lucro
