Le centrali idroelettriche

La produzione di energia elettrica

Produzione nel corso dell’anno

La produzione di energia elettrica nel mondo Idroelettrica

Le centrali idroelettriche Le centrali idroelettriche sono state le prime centrali ad essere largamente sfruttate per la produzione di energia elettrica. Si distinguono in 2 tipi: Ad acqua fluente A bacino Tutti e due hanno in comune il meccanismo di produzione dell’elettricità, l’uso della turbina e del alternatore. Matei Burca

Le centrali ad acqua fluente Convogliano l’acqua del fiume verso una turbina Sfruttano l’energia cinetica dell’acqua per spingere e far ruotare le pale della turbina La loro potenza nominale dipende dalla portata del fiume su cui si trova; questo non garantisce una produzione costante.

Le centrali a bacino Usano l’energia potenziale dell’acqua I bacini sono posti generalmente molto più in alto della turbina L’acqua presa dai bacini è fatta confluire in condotte forzate

Le condotte forzate Sono i grossi tubi che portano l’acqua dal bacino fino alla turbina Sono usate non solo per il trasporto dell’acqua, ma anche per la trasformazione del energia: si trasforma l’energia potenziale dell’acqua in energia di pressione nelle condotte; alla base delle condotte è presente un restringimento che trasforma l’energia cinetica in energia cinetica, che agisce sulla turbina

Le turbine Pelton, adatta per grandi salti e portate piccole La pressione dell’acqua mette in rotazione la turbina,che può essere di diversi tipi: Pelton, adatta per grandi salti e portate piccole Francis, per salti e portate medie Kaplan, per salti piccoli e portate elevate

Turbina Pelton La forma delle pale è quella di due cucchiai appaiati, tra i quali si trova un tagliante che divide a metà il getto, per farlo uscire ai lati sotto forma di due getti separati ed equilibrare la spinta sui due lati della turbina

Turbina Pelton Girante Schema di una centrale con turbina Pelton ad asse verticale e a due getti

Turbina Francis È una turbina a flusso centripeto: l'acqua raggiunge la girante tramite un condotto a chiocciola che la circonda interamente, poi un distributore, ovvero delle palette sulla parte fissa, indirizzano il flusso per investire le pale della girante. Acqua Distributore Pale girante

Turbina Francis Girante Schema della turbina

Turbina Kaplan È una turbina idraulica a reazione che sfrutta piccoli dislivelli, fino a qualche decina di metri, ma con grandi portate, da qualche decina di metri cubi in su. Costruttivamente è un'elica, ove le pale si possono orientare, al variare della portata d'acqua permettendo di mantenere alto il rendimento fino a portate del 20-30% della portata nominale.

Il rendimento Il rendimento medio delle centrali idroelettriche si aggira sull’80% Hanno potenze che vanno da alcuni MW a decine o centinaia di MW In base alla potenza, si distinguono: - microimpianti: potenza < 100 kW; - mini-impianti: 100 kW – 1 MW - piccoli impianti: 1 – 10 MW - grandi impianti: potenza > 10 MW.

L’energia idroelettrica nel mondo

Per avere un idea Pe = ŋ*Pi La potenza volumetrica: Pi=Ɣ*Qv*H Quota [m] Forza peso volumetrica dell’acqua: 9810 N/m3 Portata volumetrica [m3/s] Pe = ŋ*Pi La potenza elettrica: Potenza volumetrica Rendimento (0,75 – 0,85)

L’energia Energia prodotta nel tempo: E = P • t