Le centrali idroelettriche sono una fonte di energia rinnovabile. Sono costituite da un insieme di opere di ingegneria idraulica e hanno la capacità di trasformare l’energia cinetica (generata grazie allo sfruttamento delle masse d’acqua) in energia elettrica, di raccoglierla e distribuirla.
Le centrali idroelettriche possono essere utilizzate sia per produrre energia per uso domestico e privato, ma anche da imprese ed enti pubblici.
La potenza delle centrali idroelettriche può essere classificata in base al salto dell’acqua o in base alla portata (la quantità d’acqua che scorre nei canali e attraverso la turbina). La terza categoria di classificazione è quella in base alla quantità di energia che sono in grado di produrre. Gli impianti delle centrali si suddividono perciò in: micro (Potenza < 100 kW), mini (P < 1.000 kW), piccoli (P < 10.000 kW) e grandi (P > 10.000 kW).
Attualmente il maggior impiego delle centrali idroelettriche è quello che viene fatto su piccola scala, con in micro o mini impianti.
Come funzionano
Solitamente viene costruito a monte un bacino artificiale, grazie ad una diga che forma uno sbarramento e non permette al flusso naturale di un fiume di scendere a valle, oppure possono essere utilizzati bacini naturali (come i laghi). Il bacino che viene a formarsi è denominato bacino di raccolta, e il livello d’acqua al suo interno tende ad essere mantenuto sempre costante. Grazie a delle condotte forzate l’acqua viene fatta scendere a valle, dove è collocato un impianto contenente le turbine idroelettriche e un alternatore. L’acqua, filtrando all’interno delle turbine, ne aziona il movimento. È qui che l’energia cinetica, generata dalla rotazione di questi strumenti meccanici, viene trasformata in energia elettrica, grazie appunto all’alternatore. L’energia passa poi attraverso un trasformatore, che ha il compito di abbassarne l’intensità alzandone però la tensione, ed è a questo punto che l’energia elettrica può essere distribuita.
L’acqua che scende a valle viene talvolta raccolta in un bacino apposito e, grazie ad un sistema di pompaggio, viene fatta risalire nel bacino collocato a monte, in modo da riempirlo nuovamente in breve tempo e poter sfruttare l’acqua per produrre più energia.
Esistono tre diversi tipi di centrali idroelettriche:
- Centrali ad acqua fluente: sono centrali che sfruttano la portata naturale del fiume. L’acqua che scorre entra nella turbina che, ruotando, produce energia elettrica;
- Centrali a bacino: quando viene creato un bacino di raccolta, bloccato da una diga, oppure quando vengono utilizzati bacini naturali già esistenti, come i laghi. Grazie a dei canali forzati, l’acqua scorre verso le turbine e viene prodotta energia. Questa tipologia è molto utile perché l’acqua può essere dosata a seconda dell’esigenza, diversamente dalle centrali ad acqua fluente;
- Centrali ad accumulazione: hanno un bacino di raccolta anche a valle. Di notte, quando il bisogno di energia elettrica è minore, grazie ad un sistema di pompaggio, l’acqua viene riportata nel bacino di raccolta per generare maggior energia elettrica il giorno seguente.
Anche le tipologie di turbine che vengono impiegate sono varie, comunemente le più utilizzate sono:
- Turbina Francis: utilizzata maggiormente per le centrali con altezze medie di caduta;
- Turbina Kaplan: come la Francis viene utilizzata per le altezze medie;
- Turbina Pelton: trova il suo impiego negli impianti con caduta alta;
- Crossflow: viene utilizzata principalmente in impianti di piccola potenza.
Vantaggi e svantaggi
Le centrali idroelettriche, come qualsiasi fonte di energia, presentano sia vantaggi che svantaggi. Vediamoli insieme:
Vantaggi:
- Si tratta di un’energia rinnovabile: è energia pulita e non produce emissioni;
- Una delle soluzioni più sostenibili è il mini-idroelettrico, che si sta diffondendo molto, soprattutto in Italia. Non necessita della costruzione di dighe, ma utilizza invece l’acqua corrente, riducendo perciò l’impatto ambientale;
- Una centrale idroelettrica è più economicamente conveniente di una centrale nucleare o a carbone. Dopo la costruzione della centrale stessa, i suoi costi di mantenimento sono molto più bassi rispetto agli esempi sopraccitati.
- L’energia elettrica non si può immagazzinare in grandi quantità, ma l’acqua sì, questo fa in modo che le centrali idroelettriche siano tra le fonti più utili per soddisfare grandi richieste energetiche;
- Possono essere attivate in poco tempo, aprendo le saracinesche idrauliche. In questo modo si rivelano particolarmente adatte nelle situazioni in cui è necessaria energia in breve tempo.
Svantaggi:
- L’impianto necessita di essere tenuto spesso sotto controllo;
- Per i grandi impianti l’impatto ambientale (distruzione di habitat, modifica del paesaggio) può essere considerevole;
- Una centrale idroelettrica non può essere costruita in qualsiasi posto: devono verificarsi alcune condizioni di base, come la vicinanza ad un fiume di sufficiente portata o la possibilità di creare un dislivello tra il bacino di raccolta e le turbine.
Gli svantaggi delle centrali idroelettriche riguardano comunque principalmente quelle di grandi dimensioni, che hanno la sfortuna di creare maggior impatto ambientale, mentre quelle più piccole non presentano le stesse problematiche. Con i dovuti accorgimenti e controlli anche la pericolosità o gli effetti negativi sull’ambiente possono comunque essere ridotti.
L’azienda Tonello Energie è anche specializzata nella riqualificazione delle centrali dismesse o delle vecchie centrali, azione volta a migliorarne il rendimento, riducendo anche il cattivo impatto ambientale.