Principi dell'Energia Idroelettrica

Principi dell'Energia Idroelettrica

L'energia idroelettrica è una fonte di energia rinnovabile che sfrutta l'energia potenziale gravitazionale dell'acqua. Questa energia deriva dal ciclo idrologico, un fenomeno naturale guidato dall'energia solare che causa l'evaporazione dell'acqua da superfici come mari e oceani. Il vapore acqueo si condensa formando nuvole, che vengono trasportate verso le zone montuose dai venti atmosferici. Qui, l'acqua precipita sotto forma di pioggia o neve e scorre verso i corsi d'acqua, per poi ritornare agli oceani. L'intervento umano si inserisce in questo ciclo naturale attraverso la costruzione di dighe e bacini artificiali che raccolgono l'acqua in altitudine, creando una riserva idrica per le centrali idroelettriche, che si trovano generalmente a valle e sfruttano il flusso dell'acqua per produrre energia elettrica.

Struttura e Funzionamento delle Centrali Idroelettriche

Una centrale idroelettrica è costituita da un bacino di raccolta dell'acqua situato in posizione elevata, un edificio che ospita le turbine e gli alternatori, e un sistema di condotte che collega il bacino alla centrale. L'acqua viene rilasciata dal bacino e scorre attraverso le condotte, guadagnando energia cinetica e pressione. Questa energia viene convertita in energia meccanica dalle turbine, che a loro volta azionano gli alternatori per produrre energia elettrica. La capacità produttiva di una centrale è determinata dalla quantità d'acqua disponibile e dal dislivello tra il bacino e la centrale. Un esempio di centrale idroelettrica è quella di Presenzano in Campania, che dispone di quattro gruppi turbina-alternatore con una potenza di 250 MW ciascuno.

Tipologie di Centrali Idroelettriche

Le centrali idroelettriche si differenziano in base alla loro ubicazione e alla modalità di sfruttamento dell'acqua. Le centrali a serbatoio, comuni nelle regioni montuose, utilizzano grandi dislivelli e bacini di accumulo situati in alta quota. Le centrali fluviali sono invece costruite lungo i fiumi e sfruttano il dislivello creato da una diga, con un impatto minore sul paesaggio rispetto alle centrali a serbatoio. Queste centrali sono diffuse in paesi con ampi corsi d'acqua, come gli Stati Uniti e la Russia. Le centrali mareomotrici, infine, generano energia sfruttando il dislivello causato dalle maree, come avviene per la centrale situata alla foce del fiume Rance in Francia.

Centrali di Generazione e Pompaggio

Alcune centrali idroelettriche sono dotate di un impianto di pompaggio che permette di risalire l'acqua al serbatoio superiore durante i periodi di bassa domanda energetica, come la notte. Questo sistema di accumulo idrico consente di ottimizzare l'utilizzo delle risorse idriche e di energia, permettendo di immagazzinare l'energia in eccesso prodotta da altre centrali, come quelle termoelettriche, durante i periodi di minor consumo. Sebbene il processo di pompaggio consumi più energia di quella che verrà successivamente generata, esso rappresenta una soluzione efficace per bilanciare la produzione e la domanda di energia elettrica, riducendo gli sprechi.

Impatto delle Centrali Idroelettriche sul Territorio

La realizzazione di centrali idroelettriche comporta modifiche significative all'ambiente naturale, come la formazione di bacini artificiali che possono alterare gli ecosistemi locali e richiedere lo spostamento di comunità. Nonostante ciò, i bacini artificiali in montagna offrono il vantaggio di poter immagazzinare grandi quantità di acqua per periodi prolungati, rendendo l'energia disponibile su richiesta. Ad esempio, durante i periodi di siccità, l'acqua immagazzinata può essere utilizzata per supportare l'agricoltura o le necessità urbane. Inoltre, l'energia idroelettrica è economicamente vantaggiosa, essendo una delle fonti di energia elettrica con i costi più bassi e con un basso impatto in termini di emissioni di gas serra.