Centrale idroelettrica: differenze tra le versioni
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[[File:Lago_di_Campotosto_2015_by-RaBoe_002.jpg|thumb|300px|[[Diga]] del [[Lago di Campotosto]], il più grande bacino artificiale d'[[Italia]]]]
Una '''centrale idroelettrica''' è un insieme di opere di [[ingegneria idraulica]] posizionate in una certa successione, accoppiate ad una serie di [[macchina elettrica|macchinari elettrici]] idonei (es. [[alternatore]] e [[trasformatore]]) allo scopo di ottenere la [[produzione di energia elettrica]] da masse d'[[acqua]] in movimento ovvero idonee alla conversione da [[energia cinetica]] a [[energia elettrica
== Descrizione ==
Problemi ambientali possono essere costituiti dal fatto che gli sbarramenti bloccano il trasporto solido dei fiumi alterando l'equilibrio tra l'apporto solido e l'attività erosiva nel corso d'acqua a valle fino al mare dove, per il diminuito o nullo apporto solido si assiste al fenomeno dell'erosione delle coste. Grandi bacini idroelettrici inoltre possono in alcuni casi avere impatti ambientali e socio-economici di diversa entità o gravità sulle zone circostanti e lo studio di fattibilità deve essere particolarmente accurato soprattutto per quanto concerne l'analisi puntuale della geologia dei versanti e delle "spalle" su cui si attesterà la diga non tralasciando alcun particolare. Solo così si potranno evitare tragedie quali quella della valle del Vajont, che nell'autunno del 1963 cancellò la cittadina di Longarone e altri due centri del fondovalle causando 1970 vittime.▼
Le centrali idroelettriche hanno la particolarità di poter essere attivate e disattivate in pochi minuti con l'immediata apertura delle [[saracinesca|saracinesche idrauliche]], dando quindi la possibilità di coprire facilmente gli improvvisi picchi di richiesta che si possono verificare.
Al contrario, gran parte delle [[centrali termoelettriche]] e [[Centrale elettronucleare|nucleari]] hanno tempi di accensione più lunghi, anche di decine di ore, necessari per la regimazione termica del macchinario e sono pertanto una tipologia di impianti di tipo "sempre acceso" (o "di base").
=== Svantaggi ===
Un problema connesso alle centrali idroelettriche è il progressivo interramento in cui inevitabilmente vanno incontro, nel tempo, i bacini di accumulo. Per evitare ciò, questi devono essere periodicamente dragati.
▲Problemi ambientali possono essere costituiti dal fatto che gli sbarramenti (dighe) bloccano il [[trasporto solido dei fiumi]] (sabbie e ghiaie) alterando l'equilibrio tra l'apporto solido e l'attività erosiva nel corso d'acqua a valle (erosione del letto del fiume e, talvolta, "taglio dei [[meandri]]" per la maggiore velocità) fino al mare dove, per il diminuito o nullo [[apporto solido]] si assiste al fenomeno dell'erosione delle coste. Grandi bacini idroelettrici inoltre possono in alcuni casi avere impatti ambientali e socio-economici di diversa entità o gravità sulle zone circostanti (modifica del paesaggio e distruzione di habitat naturali, spostamenti di popolazione, perdita di aree agricole, ecc.) e lo studio di fattibilità deve essere particolarmente accurato soprattutto per quanto concerne l'analisi puntuale della geologia dei versanti e delle "spalle" su cui si attesterà la diga non tralasciando alcun particolare
Solo così si potranno evitare tragedie quali [[Disastro del Vajont|quella della valle del Vajont]], che nell'autunno del 1963 cancellò la cittadina di [[Longarone]] e altri due centri del fondovalle causando 1970 vittime. Tanti di questi problemi ambientali non si presentano negli impianti "MINI-HYDRO", che nella maggior parte dei casi non necessitano della costruzione di dighe (vedi [[#Impianti mini-idro|1,1 centrali ad acqua fluente]]).
== Classificazione in base al tipo ==
Le centrali si classificano in base a diverse tipologie di impianto:
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[[File:Trezzocentraletaccani.jpg|thumb|left|L' antica [[Centrale idroelettrica Taccani]], a [[Trezzo sull'Adda]] in [[Provincia di Milano]]]]
Si trovano soprattutto dove grandi masse d’acqua di fiumi superano dislivelli modesti; l'acqua viene convogliata in un canale di derivazione (non una [[condotta forzata]]) e attraverso questo inviata alle [[turbine]] che ruotano grazie alla spinta dell'acqua, producendo così il movimento delle turbine, ognuna delle quali è accoppiata a un [[alternatore]] che trasforma il moto di rotazione in energia elettrica.
La velocità impressa dall'acqua alle turbine viene generata attraverso una differenza di quota, detta "salto", che si traduce in pressione idrodinamica alla quota in cui sono posizionate le turbine.
=== Centrali a bacino ===
[[File:Lasvegashistoryhooverdam.jpg|thumb|Diga ad arco utilizzata per produrre corrente elettrica]]
A differenza delle "centrali ad acqua fluente" viene creato un [[Bacino idroelettrico|lago artificiale]], detto ''bacino di carico,'' per mezzo dello sbarramento di una gola fluviale con una [[diga]], da cui partono delle [[condotte forzate]], le quali vengono arricchite da un [[pozzo piezometrico]] (interposto prima della turbina) che smorza ed evita gli effetti dirompenti del [[colpo d'ariete]] (enormi sovrappressioni che si generano quando la turbina viene fermata tramite la chiusa della condotta). A valle è presente un ''bacino di calma'' dove le acque turbolente appena uscite dalla centrale vengono fatte placare prima della reimmissione nel flusso normale del fiume.
=== Centrali con impianti ad accumulazione ===
A differenza delle "centrali a bacino" le '''centrali con impianti ad accumulazione''' sono dotate di un bacino di raccolta anche a valle: l'acqua che ha generato energia elettrica durante il giorno passando nelle turbine può essere riportata dal bacino di valle al bacino di monte durante le ore di minor richiesta di energia (ad esempio di notte), mediante pompaggio, utilizzando per questa operazione l'energia elettrica in eccesso prodotta dalle centrali di tipo "sempre acceso" e non diversamente accumulabile.
[[File:Centrale idroelettrica Esterle.jpg|thumb|left|La storica centrale idroelettrica Esterle a [[Porto d'Adda]] una frazione di [[Cornate d'Adda|Cornate]], [[Provincia di Monza e della Brianza|(MB)]], situata sulla riva destra del fiume [[Adda]]]]
[[File:Raccoon Mountain Pumped-Storage Plant.svg|thumb|Esempio di una centrale idroelettrica dotata di impianto di pompaggio]]
In tali '''impianti ad accumulazione''' si realizzano gruppi ternari di macchine, ossia la turbina, la pompa e il macchinario elettrico che, essendo reversibile, funziona all'occorrenza da generatore o da motore. Nel caso l'impianto sia dotato esclusivamente di un bacino di monte e un bacino di valle (senza dunque una componente "fluente"), la centrale viene detta '''centrale idroelettrica a ciclo chiuso''' o anche '''stazione di pompaggio'''. In taluni impianti è inoltre possibile sfruttare la reversibilità di talune turbine, come ad esempio la ''[[turbina Francis]],'' che nel suo funzionamento inverso funziona da pompa, riducendo i costi di impianto e di manutenzione, a fronte di una accettabile perdita di rendimento. Di questo tipo è la centrale di pompaggio da 1000 MW di Edolo, in provincia di Brescia, che utilizza 8 turbo-pompe Francis da 125 MW.
Esistono installazioni di tale tecnologia in piccola scala, ovvero in edifici, anche se queste non risultano esser economicamente vantaggiose per le sfavorevoli [[economie di scala]].<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|nome=Guilherme|cognome=de Oliveira e Silva|data=2016-10-01|titolo=Pumped hydro energy storage in buildings|rivista=Applied Energy|volume=179|pp=1242–1250|accesso=2017-03-10|doi=10.1016/j.apenergy.2016.07.046|nome2=Patrick|cognome2=Hendrick}}</ref> Inoltre, per una capacità di stoccaggio significativa è necessario una cospicua riserva d’acqua che risulta essere un adattamento difficile in realtà urbane.<ref name=":0" /> Tuttavia, alcuni autori difendono la loro semplicità tecnologica e valutano il sicuro approvvigionamento di acqua richiesta come un'importante [[esternalità]].<ref name=":0" />
== Classificazione in base alla potenza ==
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