Impianti per la GD: sistemi idroelettrici

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Idroelettrico
di Maria Rosaria Barbato

Oggi, l'energia idroelettrica è di gran lunga la più importante fra tutte le rinnovabili a livello mondiale: genera quasi il 20% dell'energia elettrica totale e oltre l'80% di quella proveniente da fonti rinnovabili.

Gli impianti idroelettrici trasformano l’energia potenziale e cinetica dell’acqua in caduta da una certa altezza in energia meccanica per mezzo di turbine, le quali sono messe in movimento dalla massa di acqua che transita al loro interno ed azionate da generatori elettrici che provvedono alla conversione in energia elettrica.

I due fattori che regolano la produzione di energia elettrica sono il salto, dislivello tra due sezioni di un corso d’acqua, e la portata. Per ottenere una certa potenza in uscita è quindi necessario intervenire su uno dei due fattori: a parità potenza in uscita, si può avere un salto notevole ed una piccola portata (impianti a caduta alta) oppure un salto basso con una grande portata (impianti a bassa caduta).

In base al tipo di installazione, gli impianti possono essere classificati:

-  ad acqua fluente, che sono la prima forma di impianto adottato, non dotati di un sistema di accumulo ma posizionati sul corso d'acqua, in modo da sfruttare l’energia cinetica del flusso in movimento;

-  a bacino, in cui l'acqua è raccolta in un bacino artificiale a monte (bacino di modulazione) grazie a un'opera di sbarramento o diga. L’acqua del bacino viene incanalata nella diga attraverso le turbine;

-  ad accumulo, con un serbatoio a monte ed uno a valle. L'acqua presente nel serbatoio a monte viene fatta cadere verso il basso alimentando le turbine e producendo così energia elettrica. L’acqua così convogliata nel bacino a valle viene riportata nuovamente nel bacino a monte per mezzo di pompe, che vengono azionate nelle ore di minore richiesta di energia elettrica (quindi minor costo di quest'ultima).

Gli impianti idroelettrici si possono suddividere anche in due macro-categorie in  base alla potenza installata nell’impianto:

-  grandi impianti idroelettrici: impianti con potenza superiore a 10 MegaWatt. Questi impianti richiedono la sommersione di superfici molto estese che hanno un notevole impatto ambientale.
-  impianti idroelettrici minori: sfruttano piccoli dislivelli disponibili anche in fiumi o torrenti con portate limitate.

Negli ultimi anni, a causa dei problemi legati all’impatto ambientale, si è diffusa la tendenza ad abbandonare la costruzione di impianti di grandi dimensioni a favore degli impianti di piccole dimensioni.

Gli impianti di mini- idraulica sono, a loro volta, classificati in base alla potenza prodotta in:

- pico-centrali, con potenza minore di 5 kW
- micro-centrali, con potenza minore di 100 kW
- mini-centrali, con potenza minore di 1000 kW
- piccole centrali, con potenza minore di 10000 kW

L’acqua utilizzata negli impianti idroelettrici permette di ottenere una produzione di energia senza emissioni di gas serra ed altre sostanze inquinanti, grazie all’assenza di fenomeni di combustione; inoltre, gli impianti mini-idroelettrici possono portare notevoli benefici ai corsi d’acqua in cui sono installati, in quanto possono contribuire alla difesa e salvaguardia del suolo permettendo la regolazione e regimentazione delle piene.