Ci sono molti tipi di energia rinnovabile nel mondo e ognuno ha un funzionamento diverso. L'obiettivo è lo stesso: produrre energia pulita con zero emissioni di gas serra utilizzando alcune risorse illimitate del territorio. In questo caso, parleremo di cosa è energia idroelettrica.
In questo articolo ti diremo cos'è l'energia idroelettrica, quali sono le sue caratteristiche, come viene prodotta e quali sono i suoi vantaggi e svantaggi.
Cos'è l'energia idroelettrica
L'energia idroelettrica sfrutta l'energia potenziale dell'acqua ad una certa altezza dell'alveo per convertirla in energia meccanica nel punto più basso dell'alveo ed infine in energia elettrica. Converte la potenza dell'acqua in elettricità. Per utilizzare questa energia, viene costruita un'infrastruttura di conservazione dell'acqua su larga scala per massimizzare il potenziale di questa risorsa locale, rinnovabile e a zero emissioni.
Un impianto idroelettrico è un insieme di strutture e apparecchiature elettromeccaniche necessarie per convertire l'energia idroelettrica potenziale in energia elettrica e può funzionare 24 ore al giorno. L'energia elettrica disponibile è proporzionale all'altezza del flusso d'acqua e della cascata.
La centrale idroelettrica più diffusa al mondo è il cosiddetto "serbatoio centrale". In questi tipi di impianti, l'acqua si accumula nella diga e poi cade da un'altezza sopra la turbina, che fa ruotare la turbina e genera energia elettrica tramite un generatore situato nella navicella. Quindi la sua tensione viene aumentata per trasferire energia senza grandi perdite e quindi aggiunta alla rete. D'altra parte, l'acqua utilizzata ritorna al suo processo naturale.
Un altro modo è "passare gli scambi". Questi tipi di impianti sfruttano la naturale pendenza del fiume, per poi trasferire l'acqua attraverso canali all'impianto, dove le turbine possono muoversi verticalmente (se il fiume ha una forte pendenza) o orizzontalmente (se la pendenza è bassa) per assomigliano a quelli di un impianto di riserva per la produzione di energia elettrica. Questi tipi di fabbriche funzionano continuamente perché non hanno capacità di stoccaggio dell'acqua.
Parti di una centrale idroelettrica
L'impianto idroelettrico è costituito dalle seguenti parti:
- Diga: È responsabile dell'intercettazione dei fiumi e del sostegno dei corpi idrici (ad esempio serbatoi) prima del contenimento, creando una differenza nell'acqua utilizzata per la produzione di energia. Le dighe possono essere in fango o cemento (le più utilizzate).
- Sfioratori: Sono responsabili del rilascio dell'acqua parzialmente arrestata bypassando la sala macchine e possono essere utilizzati per esigenze di irrigazione. Si trovano sulla parete principale della diga e possono essere il fondo o la superficie. La maggior parte dell'acqua si perde nel bacino ai piedi della diga per evitare danni quando l'acqua cade.
- Assunzione di acqua Water: Sono responsabili della raccolta dell'acqua intercettata e del suo trasporto alla macchina attraverso canali o tubazioni forzate. L'ingresso dell'acqua è dotato di uno sportello per regolare la quantità d'acqua che arriva alla turbina e di un filtro per impedire il passaggio di corpi estranei (tronchi, rami, ecc.).
- Centrale elettrica: Le macchine (turbine per generatori, turbine idrauliche, alberi e generatori) e gli elementi di controllo e regolazione si trovano qui. Dispone di porte di ingresso e uscita per lasciare l'area della macchina senza acqua durante la manutenzione o lo smontaggio.
- Turbine idrauliche: Sono responsabili dell'utilizzo dell'energia dell'acqua che lo attraversa per generare un movimento rotatorio attraverso il proprio asse. Esistono tre tipi principali: ruote Pelton, turbine Francis e turbine Kaplan (o ad elica).
- Trasformatore- Un dispositivo elettrico utilizzato per aumentare o diminuire la tensione di un circuito in corrente alternata mantenendo la potenza.
- Linea di trasmissione di potenza: un cavo che trasmette l'energia generata.
Tipi di centrali idroelettriche
A seconda del tipo di sviluppo, le centrali idroelettriche possono essere suddivise in tre tipologie:
- Impianti idroelettrici a deflusso: queste centrali idroelettriche raccolgono l'acqua dai fiumi in funzione delle condizioni ambientali e della portata disponibile delle turbine. L'irregolarità tra le aree d'acqua è piccola e sono i centri che richiedono un flusso costante.
- Impianti idroelettrici con invasi di riserva: Queste centrali idroelettriche utilizzano un certo volume di invaso "a monte" attraverso la diga. Indipendentemente dal flusso del fiume, il serbatoio separa la quantità di acqua dalle turbine che produce elettricità durante tutto l'anno. Questo tipo di fabbrica può utilizzare la maggior parte dell'energia e il kWh è generalmente più economico.
- Stazioni di pompaggio idroelettriche: Queste centrali idroelettriche hanno due serbatoi con diversi livelli di acqua, che vengono utilizzati quando è necessaria energia aggiuntiva. L'acqua dal serbatoio superiore passa attraverso la turbina al serbatoio inferiore e poi ritorna al serbatoio superiore pompando acqua durante il giorno quando la richiesta di energia è bassa.
L'energia idroelettrica in Spagna
I progressi tecnologici hanno portato a fonti energetiche microidrauliche con costi abbastanza competitivi nel mercato elettrico, anche se questi costi variano a seconda del tipo di impianto e delle azioni da realizzare. Se la potenza installata di una centrale è inferiore a 10 MW e può essere acqua stagnante o ruscellamento, la centrale è considerata una piccola centrale idroelettrica.
Oggi lo sviluppo del settore idroelettrico spagnolo punta ad aumentare efficienza al fine di migliorare le prestazioni degli impianti esistenti. Queste raccomandazioni hanno lo scopo di riparare, modernizzare, migliorare o espandere una fabbrica installata. Sono in fase di sviluppo microturbine idrauliche con potenze inferiori a 10 kW, molto utili per sfruttare la forza cinetica dei fiumi e generare energia elettrica in zone isolate. La turbina produce energia elettrica direttamente in corrente alternata e non richiede acqua a caduta, infrastrutture aggiuntive o alti costi di manutenzione.
La Spagna ha attualmente circa 800 impianti idroelettrici di diverse dimensioni. Ci sono 20 centrali elettriche con più di 200 megawatt, che insieme rappresentano il 50% della produzione totale di energia idroelettrica. D'altra parte, La Spagna ha dozzine di piccole dighe con una potenza inferiore a 20 megawatt.
Spero che con queste informazioni possiate conoscere meglio cos'è e come funziona l'energia idroelettrica.