La centrale idroelettrica trasforma l’ energia idraulica di un corso d’ acqua, naturale o artificiale, in energia elettrica. Occorre naturalmente averne sempre a disposizione affinché la centrale possa funzionare in maniera continuativa.
Per la realizzazione di una centrale idroelettrica viene costruita un’ opera di sbarramento, diga o traversa, per sbarrare la valle in cui scorre il corso d’ acqua. L’ acqua, non potendo più proseguire il suo corso, forma un lago artificiale. Di conseguenza diventa semplice avere acqua a disposizione anche quando il fiume è in secca.
Attraverso opere di adduzione, canali e gallerie di derivazione, 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) secondo la domanda di energia.
L’ acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico, attraverso il quale viene restituita al fiume.
Direttamente calettato sullo stesso albero della turbina è montato l’ alternatore, secondo una disposizione ad asse verticale od orizzontale; l’ alternatore è una macchina elettrica rotante che è in grado di trasformare l’ energia meccanica proveniente dalla turbina in energia elettrica che viene immessa in rete.
L’ energia elettrica così ottenuta deve essere trasformata per poter essere trasportata a grande distanza. Quindi, prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione, la corrente elettrica passa attraverso il trasformatore che ne abbassa l’ intensità di corrente e ne innalza il valore di tensione. Giunta sul luogo di impiego, la corrente elettrica passa nuovamente attraverso un trasformatore per riportare il valore di tensione a livelli utilizzabili.
Impatto Ambientale
La contaminazione dell’ambiente naturale con sostanze inquinanti è una delle forme più nocive di impatto ambientale prodotte dall’uomo.
Esistono però altre forme di impatto ambientale, quali ad esempio l’inquinamento visivo.
Si può sostenere che la realizzazione delle infrastrutture per lo sfruttamento di qualsiasi fonte energetica comporta un impatto visivo più o meno violento sul paesaggio.
Lo sfruttamento dell’energia idrica richiede la costruzione di opere imponenti quali dighe, laghi di deposito, canali di derivazione, installazione di grandi turbine e generatori elettrici.
La costruzione di una centrale idroelettrica può causare gravi dissesti idrogeologici: in passato, per la mancanza di adeguate analisi geologiche, si sono verificate terribili catastrofi. Un episodio tragicamente celebre è il disastro della diga del Vajont avvenuto nel 1963, al confine tra Veneto e Friuli, dove migliaia di persone persero la vita a causa di una poderosa ondata sollevata da una gigantesca frana di materiali rocciosi caduta nel bacino artificiale della diga.
Un serio impegno nella ricerca di fonti di energia rinnovabile potrebbe portare nel futuro a impianti di piccole dimensioni basati su tecnologie diversificate, che sostituirebbero le grandi centrali-cattedrale di oggi.
Le Turbine
Macchine motrici provviste di un organo rotante a cui è impresso il moto da un fluido in movimento. Le turbine idrauliche sono macchine che utilizzano l’energia disponibile in un salto d’acqua per fornire energia meccanica. Sono costituite dal distributore (fisso) e dalla girante (mobile).
Il primo indirizza e regola il flusso d’acqua, la seconda comunica all’albero su cui è montata l’energia sottratta all’acqua. In base alle caratteristiche della girante si hanno i diversi tipi: turbine Pelton, turbine Francis, turbine a elica. In base alle caratteristiche dinamiche, le turbine si dividono in turbine ad azione, in cui l’energia dell’acqua in uscita dal distributore è tutta cinetica, e in turbine a reazione, in cui lo è solo parzialmente.
Le turbine si differenziano a seconda del dislivello a cui è sottoposta l’acqua che le fa muovere:
Pelton: dal nome dell’inventore, nel caso di alte cadute (anche più di 1700 m);
Francis: in caso di medie cadute, con pale fisse;
Kaplan: nel caso di un basso dislivello di un fiume di grande portata, derivate dal modello Francis, molto costose e, di conseguenza, trovano un’applicazione ridotta, hanno pale orientabili di qualche grado per sfruttare l’angolo di incidenza dell’acqua.