Oggi veniamo a parlare in modo approfondito di un’altra energia rinnovabile. Si tratta di energia idraulica. Ma non parleremo di esso in sé, ma del centrale idraulica dove viene generato ed eseguito. Un impianto idroelettrico è di grande importanza per la generazione di energia rinnovabile dai bacini idrici. Inoltre, ha altri molteplici usi e vantaggi per la popolazione.
In questo articolo parleremo di tutti i vantaggi, gli svantaggi e il funzionamento degli impianti idraulici, oltre alle diverse tipologie esistenti. Vuoi saperne di più? Continua a leggere.
Cos'è una centrale idroelettrica
Quando avviiamo una centrale idraulica, ciò che speriamo è di ottenere generare energia dall’acqua immagazzinati in serbatoi. La prima cosa da fare è generare energia meccanica e poi trasformarlo in energia elettrica.
Il sistema di raccolta dell'acqua è progettato in modo da creare un dislivello che provoca l'accumulo di energia potenziale. Quest'acqua viene lasciata cadere, sfruttando la gravità, per ottenere energia attraverso il dislivello. L'acqua passa attraverso una turbina, generando un movimento rotatorio che aziona un alternatore e trasforma l'energia meccanica in energia elettrica.
Questa procedura consente di sfruttare l’energia immagazzinata nell’acqua per convertirla in energia elettrica in modo efficiente.
Benefici della centrale idroelettrica
Gli impianti idraulici apportano grandi benefici sia a livello energetico che per la società in generale. Successivamente analizziamo i suoi principali vantaggi:
- È un'energia rinnovabile. L’acqua, pur non essendo illimitata, è una risorsa che può essere reintegrata grazie al ciclo idrologico, che ne consente l’utilizzo come fonte energetica sostenibile nel lungo termine.
- Energia pulita. L'energia idroelettrica non genera emissioni di gas serra o altri inquinanti durante la produzione di elettricità.
- Oltre a generare elettricità, gli impianti idroelettrici aiutano nel protezione dalle inondazioni, irrigazione, approvvigionamento idrico e promuovere anche il turismo e la creazione di aree ricreative attorno ai bacini artificiali.
- Bassi costi operativi e di manutenzione. Una volta costruita l’infrastruttura, i costi operativi sono relativamente bassi e le turbine sono efficienti e facili da utilizzare.
- Vita utile lunga. Le opere di infrastrutture idrauliche hanno solitamente una vita utile lunga, che ne garantisce un utilizzo prolungato.
- Sicurezza ed efficienza. Le turbine utilizzate in questi sistemi sono sicure da utilizzare e consentono un rapido avvio e spegnimento.
- È necessaria poca vigilanza. Gli impianti idraulici, una volta automatizzati, richiedono poca supervisione da parte degli operatori.
Tutto ciò rende l’energia idraulica un’opzione molto competitiva nel campo energetico, sia per la sua sostenibilità che per i suoi bassi costi una volta in funzione.
Svantaggi degli impianti idroelettrici
Nonostante i numerosi vantaggi, le centrali idroelettriche presentano anche alcuni inconvenienti di cui è importante tenere conto:
- Richiedono una vasta area di terreno. Devono essere collocati in luoghi con caratteristiche naturali specifiche, come fiumi ad alta portata e grandi pendii.
- Costi di costruzione elevati. La costruzione di una centrale idraulica comporta un grande investimento iniziale in infrastrutture.
- El periodo di costruzione È lungo rispetto ad altri tipi di centrali elettriche.
- Dipendenza dalle precipitazioni. La quantità di elettricità generata dipende direttamente dall’andamento delle precipitazioni, che può causare fluttuazioni nella produzione.
- Impatto ambientale. La costruzione di dighe può alterare l'ecosistema fluviale e influenzare la fauna e la flora della zona.
Pertanto, quando si progetta una centrale idraulica, è fondamentale scegliere bene il luogo per ridurre al minimo questi inconvenienti. Località con precipitazioni abbondanti consentono un migliore utilizzo delle risorse idriche, garantendo una produzione più stabile durante tutto l'anno.
Tipi di centrali idrauliche
Esistono varie tipologie di impianti idraulici che vengono classificati in base alla modalità di funzionamento e alla capacità di stoccaggio dell'acqua.
Centrale idraulica fluviale
Questo tipo di pianta non immagazzina grandi quantità di acqua, ma piuttosto Approfitta del flusso del fiume in tempo reale. La produzione di energia varia a seconda delle condizioni del flusso del fiume, il che impedisce lo spreco di acqua.
Centrale idroelettrica con invaso di riserva
Questi impianti permettono di immagazzinare l'acqua in un serbatoio, che garantisce una produzione energetica continua durante tutto l'anno. Questa capacità di stoccaggio offre un notevole vantaggio rispetto ai sistemi ad acqua fluente, soprattutto in periodi di siccità.
Stazione di pompaggio idroelettrica
Questo tipo di impianto utilizza due serbatoi posti ad altezze diverse. Nei momenti di maggiore richiesta, l'acqua cade dal serbatoio superiore, muovendo le turbine. Quando la domanda è bassa, l'acqua viene pompata nel serbatoio superiore utilizzando l'energia in eccesso, consentendo così il riutilizzo dell'acqua e l'adeguamento della produzione energetica alle esigenze della rete.
Esercizio di un impianto idroelettrico
Il processo di generazione dell’energia in una centrale idroelettrica inizia con l’acqua immagazzinata nei serbatoi. Questo energia potenziale Viene convertita in energia cinetica quando l'acqua cade attraverso i tubi che dirigono il flusso verso le turbine.
Una volta che l'acqua passa attraverso le turbine, l'energia cinetica dell'acqua viene trasformata in energia meccanica, e attraverso un alternatore viene convertita in energia elettrica. Infine, l'acqua già passata attraverso le turbine viene restituita al fiume per proseguire il suo corso normale.
Questo processo, oltre ad essere efficiente, è uno dei modi più stabili e prevedibili per generare elettricità, purché le condizioni dell’acqua lo consentano.
Impatto ambientale degli impianti idraulici
Gli impianti idroelettrici sono considerati una fonte energia pulita, poiché non producono emissioni durante il funzionamento. È però fondamentale tenere conto dell’impatto ambientale che possono generare, soprattutto in occasione della costruzione delle dighe e dell’alterazione del corso dei fiumi.
Alcuni degli impatti più importanti includono l’alterazione dell’ecosistema acquatico, l’impatto sulle migrazioni dei pesci e l’alterazione dei sedimenti e dei nutrienti che il fiume trasporta naturalmente. Inoltre, la costruzione di grandi bacini artificiali può influenzare il clima locale modificando l'evaporazione e il microclima della zona.
Tuttavia, la maggior parte di questi impatti può essere minimizzata con una corretta progettazione e l’implementazione di misure correttive.
Gli impianti idraulici hanno anche il potenziale per ibridarsi con altre tecnologie come i pannelli solari, consentendo la coesistenza di diverse forme di energia rinnovabile nello stesso spazio.
Gli impianti idroelettrici si sono rivelati un pilastro fondamentale nella generazione di energia pulita e rinnovabile, con una lunga vita utile e un grande potenziale di adattamento ed evoluzione in base alle richieste future. Sebbene i loro costi iniziali siano elevati, i bassi costi di manutenzione e la stabilità li rendono irresistibili per contribuire a un futuro energetico più sostenibile.