Centrali energia idroelettrica

Le centrali di energia idroelettrica si rendono necessarie per la raccolta di questo tipo di energia trasformando l’energia cinetica delle masse d’acqua in energia elettrica.

Vengono collocate a valle di un bacino acquifero posto a monte, realizzate in successione tramite apposite macchine disposte al loro interno. Nella centrale, l’acqua entra di getto da uno o più condotti obbligatori le quali spingono una o più turbine, facendo azionare il loro movimento rotatorio. Il movimento della turbina viene raccolto da un alternatore che ne immagazzina l’energia trasformandola in energia elettrica. 

Sebbene si cerca di far sì che l’acqua giunga sulla turbina sempre in quantità costanti, ciò dipende dalle capacità di rifornimento del bacino artificiale da cui si alimenta, creato a mezzo diga. Queste capacità dipendono da quanta acqua giunge dai luoghi di immissione nel lago artificiale, come ad esempio i fiumi, e da come l’acqua viene fatta precipitare nei condotti dal bacino stesso.

Una modalità molto utilizzata per poter ottenere un getto costante e per immagazzinare quantità aggiuntive di energia elettrica da sfruttare in altri momenti, è ottenuta attraverso la costituzione di centrali idroelettriche che non sono soltanto di generazione, ma anche di pompaggio. Ciò vuol dire che nelle ore notturne (in cui l’energia è meno richiesta), si utilizza parte dell’energia elettrica non utilizzata per far sì che l’acqua fatta finire in appositi serbatoi venga pompata nuovamente nel bacino. Grazie a ciò, il giorno successivo è possibile immagazzinare nuovamente energia elettrica a quantità costante e dunque complessivamente maggiore di quanta se ne sarebbe ricavata con un bacino “meno pieno”. Inoltre, consentono di immagazzinare a parte l’energia elettrica prodotta per poterla utilizzare in altri momenti in cui la richiesta è più intensa.

Il sistema genera anche un guadagno netto in termini meramente monetari: l’energia pompata a monte durante la notte, infatti, costa meno di quella che viene richiesta durante le ore diurne, ottenendo giornalmente guadagni ulteriori.

Questo il quadro generale, ma le centrali di energia idroelettrica si differenziano tra loro in base al tipo di impianto. Le possiamo distinguere in tre categorie.

Centrali ad acqua fluente

Turbine di una centrale idroelettrica

Senza la creazione di alcun bacino artificiale, l’acqua che scorre direttamente in natura (ad esempio lungo fiumi o cascate) viene raccolta in condotti forzati e immessa direttamente così com’è, con la propria spinta naturale, nella centrale ad azionare le turbine. L’energia cinetica dell’acqua diventa energia meccanica nelle turbine, trasformata quindi in energia elettrica dagli alternatori. La velocità dell’acqua in questo caso dipende dalla sola differenza di quota nel suo movimento naturale.

Centrali a bacino

Sono le centrali idroelettriche che funzionano nel modo in cui visto precedentemente: viene realizzato un bacino d’acqua artificiale tramite diga, ad esempio raccogliendo acque fluviali in una fossa artificiale. L’acqua così accumulata viene fatta scendere nei condotti forzati seguendo il medesimo percorso fino all’ottenimento dell’energia elettrica.

Centrali ad accumulazione

Queste particolari centrali hanno non solo un bacino a monte, ma anche un altro bacino a valle. L’acqua fatta passare durante il giorno non viene dispersa nuovamente, ma viene raccolta nel bacino a valle e, durante la notte tramite pompaggio, viene spinta ancora nel bacino a monte. Si tratta della centrale idroelettrica per antonomasia, la più diffusa, perché consente di ottenere da un lato spinte costanti dalle masse d’acqua e dall’altro di ottimizzare e conservare quantità di energia elettrica aggiuntive.

Nel video, viene illustrato il funzionamento di una centrale idroelettrica tramite immagini molto chiare.

immagini: Wikimedia Commons (1); sxc.hu (2).