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ENERGIA IDRAULICA

L’ ENERGIA HIDRAULICA usa la gravità e il ciclo dell’acqua, abbiamo approfittato di uno dei motori della natura per creare una forma utile di energia.  

ENERGIA IDRAULICA

In effetti, gli esseri umani hanno catturato l’ energia dell’acqua in movimento per migliaia di anni.

 Oggi, sfruttare l’energia dell’acqua in movimento per generare elettricità, nota come energia idroelettrica, è la più grande fonte di elettricità rinnovabile senza emissioni negli Stati Uniti e nel mondo.

Cos’è l’energia idraulica e come funziona?

Il hydro (o idroelettrica) è una forma di  energia rinnovabile  utilizzando acqua immagazzinata in dighe e fiumi flussi anche a generare elettricità da centrali idroelettriche. 

potenza idraulica

Come altre forme di generazione di elettricità, l’energia idroelettrica utilizza una turbina per aiutare a generare elettricità; usando l’energia dell’acqua che cade o scorre per girare le turbine. 

Le pale rotanti fanno girare un generatore che converte l’energia meccanica della turbina rotante in energia elettrica. 

La quantità di elettricità generata da ciascuna centrale elettrica dipende dalla quantità di acqua che scorre e dall’altezza da cui cade. 

Alcune centrali idroelettriche hanno il cosiddetto «deposito pompato». 

Ciò significa che di notte, quando la domanda di elettricità è bassa, l’acqua viene pompata nella diga in modo che possa essere rilasciata di nuovo il giorno successivo quando la domanda di elettricità è più alta.

Come vengono classificate le strutture delle centrali idroelettriche?

Le installazioni di centrali idrauliche possono essere classificate in tre dimensioni: grande (> 30 MW), piccola (100 kW – 30 MW) o micro (<100 kW) 

Le strutture variano in dimensioni da grandi centrali elettriche che forniscono elettricità a molti consumatori a piccole e microimpianti che le persone operano per le proprie esigenze energetiche o per vendere energia ai servizi pubblici.

Grande idroelettrico

Sebbene le definizioni siano diverse, il DOE definisce la grande idroelettricità come strutture che hanno una capacità di oltre 30 megawatt (MW).

Piccolo idroelettrico

Sebbene le definizioni siano diverse, il DOE definisce la piccola energia idroelettrica come progetti che generano 10 MW o meno di energia.

Micro idroelettrico

Un microimpianto idroelettrico ha una capacità fino a 100 chilowatt. Un piccolo o micro impianto idroelettrico può produrre abbastanza elettricità per una casa, una fattoria, un ranch o una città.

Come viene generata l’energia idraulica?

 

Una centrale idroelettrica converte l’energia cinetica dell’acqua che scorre o che cade in energia elettrica che può essere utilizzata in case e aziende. L’ energia idraulica può essere generato con un piccolo – installazione scala «corrente del fiume», che utilizza acqua di fiume che scorre naturalmente per convertire una o più turbine o larga – scala diga idroelettrica.

Una diga idroelettrica si estende su entrambi i lati di un fiume, bloccandone l’avanzamento a valle. L’acqua si accumula sul lato a monte della diga, formando un lago artificiale noto come serbatoio.

 La diga fluviale converte la sua energia cinetica in energia potenziale: il serbatoio diventa una sorta di batteria che immagazzina energia che può essere rilasciata a poco a poco. 

Alcuni serbatoi sono utilizzati anche come laghi di navigazione o per acqua potabile.

L’energia potenziale del serbatoio viene riconvertita in energia cinetica aprendo cancelli o ingressi sottomarini nella diga.

Quando viene aperto un ingresso, l’immenso peso del serbatoio forza l’acqua attraverso un canale chiamato cancello di una turbina. 

L’acqua scorre oltre la turbina, colpendo le sue pale e facendola girare, trasformando parte dell’energia cinetica dell’acqua in energia meccanica. L’acqua lascia finalmente la diga e continua il suo viaggio a valle.

Un albero collega la turbina a un generatore: quando la turbina ruota, lo stesso fa il generatore. Il generatore utilizza un campo elettromagnetico per convertire questa energia meccanica in energia elettrica.

Finché c’è abbastanza acqua nel serbatoio, una diga idroelettrica può rispondere rapidamente ai cambiamenti nella domanda di elettricità.

 L’apertura e la chiusura degli ingressi controllano direttamente la quantità di acqua che fluisce attraverso il tubo forzato, che determina la quantità di elettricità generata dalla diga.

La turbina e il generatore si trovano nella sala macchine della diga, che ospita anche un trasformatore. Il trasformatore converte l’energia elettrica del generatore in alta tensione.

 La rete nazionale utilizza alte tensioni per trasmettere elettricità in modo efficiente attraverso linee elettriche a case e aziende che ne hanno bisogno. Qui altri trasformatori riducono la tensione a un livello utilizzabile.

 

Quali sono i principali tipi di centrali idroelettriche?

Il tipo più comune di centrale idroelettrica utilizza una diga in un fiume per immagazzinare acqua in un serbatoio. 

L’acqua rilasciata dal serbatoio scorre attraverso una turbina, rotante, che a sua volta attiva un generatore per produrre elettricità.

 Ma l’energia idroelettrica non richiede necessariamente una grande diga.

 Alcune centrali idroelettriche usano semplicemente un piccolo canale per incanalare l’acqua del fiume attraverso una turbina.

Un altro tipo di centrale idroelettrica, chiamato  impianto di pompaggio  , può persino immagazzinare energia. L’alimentazione viene inviata da una rete elettrica ai generatori elettrici. 

potenza idraulica

I generatori fanno girare le turbine all’indietro, il che fa sì che le turbine pompino acqua da un fiume o serbatoio inferiore a un serbatoio superiore, dove viene immagazzinata energia. 

Per utilizzare l’energia, l’acqua viene rilasciata dal serbatoio superiore al fiume o al serbatoio inferiore. Questo fa avanzare le turbine, attivando i generatori per produrre elettricità.

Esistono tre tipi principali di centrali idroelettriche 

  1. Le strutture di confinamento  sono la tecnologia più comune utilizzata da una diga per creare una grande riserva d’acqua. L’elettricità viene prodotta quando l’acqua attraversa le turbine della diga.
  2. Le strutture di stoccaggio di pompaggio  sono simili ma hanno un secondo deposito sotto la diga. L’acqua può essere pompata dal serbatoio inferiore al serbatoio superiore, immagazzinando energia per essere utilizzata in un secondo momento.
  3. L’impianto di diversione  dipende maggiormente dal flusso d’acqua naturale, che devia solo una parte dell’acqua del fiume attraverso le turbine, a volte senza l’uso di una diga o di serbatoi. Poiché l’idroplan di passaggio è soggetto alla naturale variabilità dell’acqua, è più intermittente della diga idroelettrica. 

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell’energia idraulica?

potenza idraulica

L’energia idroelettrica (comunemente nota come idroelettricità) è la forma di energia rinnovabile più utilizzata a causa dei numerosi vantaggi ad essa associati. Tuttavia, ci sono alcuni svantaggi significativi associati alla generazione di energia idroelettrica. In questo articolo analizzeremo i diversi vantaggi e svantaggi dell’energia idroelettrica e metteremo in evidenza i principali vantaggi e svantaggi della tecnologia.

Vantaggi dell’energia idroelettrica

Ecco i numerosi vantaggi associati all’energia idroelettrica.

1. affidabile ed efficiente

L’energia idroelettrica è ampiamente considerata una fonte di elettricità affidabile ed efficiente. Ogni volta che vi è un adeguato approvvigionamento idrico, la produzione idroelettrica può essere costante e alcuni paesi sono riusciti a produrre gran parte della loro capacità elettrica totale. Il Paraguay è stato in grado di produrre quasi il 100% della sua fornitura di energia elettrica da energia idroelettrica.

2. Pulito e rinnovabile

Un altro vantaggio dell’idroelettricità è che è sia pulito che rinnovabile. Non è necessario bruciare combustibili fossili per produrre energia idroelettrica e, di conseguenza, non ci sono emissioni dannose di conseguenza.

 L’acqua è una fonte di energia rinnovabile che non si esaurirà mai e l’uso di questa risorsa aiuta a conservare fonti di energia non rinnovabili per altri usi. Ciò consente inoltre ai paesi di fare meno affidamento su forniture esterne di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, che possono essere disturbati a causa di conflitti, economia, offerta e domanda.

3. Flessibile

Le dighe idroelettriche hanno un certo grado di flessibilità quando si tratta di soddisfare le esigenze energetiche in tempo reale. Quando sono richiesti volumi elevati o bassi di elettricità, gli operatori di una diga idroelettrica possono modificare l’assunzione di acqua per aumentare o diminuire il flusso di acqua alla diga, generando così il livello adeguato di elettricità. Questa modifica può essere completata in un breve lasso di tempo rispetto alle centrali elettriche tradizionali.

4. Economico

L’energia idroelettrica è molto economica da produrre una volta costruita la diga idroelettrica iniziale. Le dighe idroelettriche hanno costi operativi e di manutenzione molto bassi rispetto alle centrali elettriche più tradizionali.

 Legato a vantaggi economici è il fatto che l’energia idroelettrica non è vulnerabile al costo fluttuante dei combustibili fossili, il che aiuta a fornire un’economia più stabile con prezzi energetici prevedibili.

5. Ulteriori usi

Le dighe idroelettriche sono spesso progettate per creare un grande serbatoio sul lato della parete della diga. Questo specchio d’acqua viene comunemente utilizzato non solo per produrre elettricità attraverso la diga, ma anche per fornire un approvvigionamento idrico alle città e ai paesi circostanti. Ciò riduce il costo di costruzione di un serbatoio separato per l’approvvigionamento idrico.

6. Ricreazione e turismo

Il serbatoio creato durante la costruzione di una diga idroelettrica può anche essere utilizzato come struttura ricreativa con molte strutture per kayak e windsurf. Inoltre, le dighe idroelettriche più grandi e importanti possono diventare punti di riferimento per un paese o una regione che aiuta ad attrarre grandi volumi di turisti ogni anno, fornendo una spinta all’economia locale.

Svantaggi di energia idroelettrica

I precedenti vantaggi dell’energia idroelettrica mostrano chiaramente perché molti paesi hanno scelto di sfruttare il potenziale di questa fonte di energia. Di seguito troverai i vari svantaggi associati all’energia idroelettrica.

1. Impatto ambientale

Come accennato in precedenza, quando viene costruita una diga idroelettrica, si forma un serbatoio dietro una delle pareti della diga. A seconda delle dimensioni della diga, questo può avere un impatto su una vasta area poiché la terra è allagata quando il serbatoio è pieno, il che porta conseguenze disastrose per la fauna selvatica, i pesci e persino le piante. I cambiamenti nei livelli dei fiumi, i modelli di flusso e la temperatura dell’acqua contribuiscono alla gravità di questo impatto.

L’ambiente locale non solo soffre, ma anche l’ambiente delle aree a valle. A seconda della scala del serbatoio e della quantità di acqua che contiene, grandi aree che sono molte miglia a valle potrebbero essere colpite dalla siccità e da altre conseguenze. Ciò può anche avere un impatto sulle relazioni internazionali se un paese provoca un disastro ambientale in un paese vicino.

Abbiamo una pagina dedicata agli impatti ambientali delle dighe idroelettriche.

2. Circolazione delle persone

Spesso, quando la terra deve essere allagata per formare un bacino idrico per una diga idroelettrica, le persone vengono sfollate. I villaggi e persino le piccole città potrebbero dover trasferirsi per far posto a un bacino idrico, distruggendo le comunità nel processo. Sebbene siano spesso previsti incentivi finanziari per persuadere le persone a spostarsi, altri potrebbero essere costretti a trasferirsi dal luogo che hanno chiamato casa per molti anni.

3. Costoso da costruire

Le dighe idroelettriche sono molto costose da costruire. Sono necessarie molta pianificazione, ingegneria e costruzione prima che una diga inizi a produrre energia per iniziare a pagare da sola. Questo processo richiede molti anni e comporta un lungo ritorno sull’investimento o un ritorno sull’investimento (ROI).

4. Posti limitati da costruire

Poiché le dighe idroelettriche devono essere costruite in aree in perfette condizioni (paesaggio, livelli di precipitazione, ecc.), La maggior parte di questi luoghi è già stata utilizzata per la costruzione di dighe idroelettriche. Oggi ci sono posti limitati in cui possiamo costruire nuove dighe che forniranno la massima affidabilità ed efficienza.

5. Problemi di sicurezza

Sebbene i livelli di sicurezza delle moderne dighe siano considerati buoni, ci sono timori per la sicurezza delle dighe più vecchie. Ci sono stati numerosi disastri legati al fallimento della diga, che ebbe luogo in Cina nel 1975 e uccise 171.000 persone.

Panoramica

Possiamo vedere dai pro e contro dell’energia idroelettrica sopra che ci sono argomenti a favore e contro la tecnologia. Da un lato, l’idroelettricità è in grado di fornire una fonte di energia pulita, affidabile e rinnovabile, mentre, dall’altro, l’idroelettricità può distruggere gli habitat e spostare le persone.