Cosa è una centrale idroelettrica?

Cos'è una centrale idroelettrica?

Definizione di centrale idroelettrica

Una centrale idroelettrica è definita come un impianto che genera elettricità utilizzando l'energia cinetica dell'acqua in caduta per far ruotare una turbina.

In una centrale idroelettrica, l'energia cinetica generata dalla gravità dell'acqua che cade da un livello più alto a uno più basso viene sfruttata per far ruotare una turbina e produrre elettricità. L'energia potenziale immagazzinata nell'acqua al livello superiore si trasforma in energia cinetica quando l'acqua cade al livello inferiore. Questa turbina ruota quando l'acqua in caduta colpisce le pale della turbina. Per ottenere una differenza di quota dell'acqua, le centrali idroelettriche sono generalmente costruite in zone montagnose. Nella direzione del fiume in queste aree, viene costruita una diga artificiale per creare la testata d'acqua richiesta. Da questa diga, l'acqua è fatta cadere verso valle in modo controllato sulle pale della turbina. Di conseguenza, la turbina ruota a causa della forza dell'acqua applicata alle sue pale e quindi l'alternatore ruota poiché l'albero della turbina è collegato all'albero dell'alternatore.

Il principale vantaggio di una centrale idroelettrica è che non ha bisogno di combustibile. Ha solo bisogno di una testata d'acqua, che è naturalmente disponibile una volta costruita la diga.

Nessun combustibile significa nessun costo di combustibile, nessuna combustione, nessun gas di scarico e nessuna inquinamento. Ciò rende le centrali idroelettriche pulite ed ecologicamente compatibili. Sono anche più semplici da costruire rispetto alle centrali termiche e nucleari.

La costruzione di una centrale idroelettrica può essere più costosa di una centrale termica a causa dei costi di costruzione di una grande diga. I costi ingegneristici sono alti. Inoltre, le centrali idroelettriche non possono essere costruite ovunque; hanno bisogno di posizioni specifiche, spesso lontane dai centri di carico.

Quindi, sono necessarie linee di trasmissione lunghe per trasmettere l'elettricità generata ai centri di carico. Pertanto, i costi di trasmissione possono essere abbastanza elevati.

Nonostante ciò, l'acqua immagazzinata nella diga può anche essere utilizzata per l'irrigazione e altri scopi simili. A volte, creando una tale diga lungo il fiume, si possono controllare significativamente le inondazioni occasionali a valle del fiume.

Sono necessari solo sei componenti principali per costruire una centrale idroelettrica. Questi sono la diga, il tunnel a pressione, il serbatoio di accumulo, la casa delle valvole, il condotto forzato e la centrale elettrica.

La diga è una barriera artificiale di cemento costruita attraverso il corso del fiume. L'area di raccolta dietro la diga crea un vasto bacino idrico. Il tunnel a pressione prende l'acqua dalla diga alla casa delle valvole.

Nella casa delle valvole, ci sono due tipi di valvole disponibili. La prima è la valvola di scolo principale e la seconda è una valvola isolante automatica. Le valvole di scolo controllano l'acqua che scorre verso valle e le valvole isolanti automatiche interrompono il flusso d'acqua quando il carico elettrico viene improvvisamente disconnesso dall'impianto. La valvola isolante automatica è una valvola protettiva che non svolge alcun ruolo diretto nel controllo del flusso d'acqua alla turbina. Opera solo in caso di emergenza per proteggere il sistema da esplosioni.

Il condotto forzato è un tubo di acciaio che collega la casa delle valvole alla centrale elettrica. L'acqua scorre attraverso il condotto forzato dalla casa delle valvole alla centrale elettrica. Nella centrale elettrica ci sono turbine idrauliche e alternatori con trasformatori di rialzo associati e sistemi di commutazione per generare e facilitare la trasmissione dell'elettricità.

Infine, arriveremo al serbatoio di accumulo. Il serbatoio di accumulo è anche un accessorio protettivo associato alle centrali idroelettriche. Si trova proprio prima della casa delle valvole. L'altezza del serbatoio deve essere maggiore della testata dell'acqua immagazzinata nel bacino idrico dietro la diga. Si tratta di un serbatoio aperto in cima.

Lo scopo di questo serbatoio è proteggere il condotto forzato dallo scoppiare quando la turbina rifiuta improvvisamente l'acqua. Al punto di ingresso delle turbine, ci sono porte di turbina controllate da regolatori. Il regolatore apre o chiude le porte della turbina in base alle fluttuazioni del carico elettrico. Se il carico elettrico viene improvvisamente disconnesso dall'impianto, il regolatore chiude le porte della turbina e l'acqua viene bloccata nel condotto forzato. La fermata improvvisa dell'acqua può causare una seria rottura del condotto forzato. Il serbatoio di accumulo assorbe questa pressione contraria facendo oscillare il livello dell'acqua in questo serbatoio.

Costruzione di una centrale idroelettrica

La costruzione di una centrale idroelettrica prevede la creazione di una diga, un tunnel a pressione, una casa delle valvole, un condotto forzato, una centrale elettrica e un serbatoio di accumulo.

 Vantaggi dell'energia idroelettrica

Questi impianti sono economici ed ecologicamente compatibili poiché non hanno bisogno di combustibile e non producono inquinamento.

Svantaggi dell'energia idroelettrica

I costi di costruzione elevati e la necessità di linee di trasmissione lunghe per fornire elettricità dove è necessaria possono essere svantaggi.

Benefici aggiuntivi delle dighe

Le dighe utilizzate nelle centrali idroelettriche possono offrire benefici aggiuntivi come supporto all'irrigazione e il controllo delle inondazioni.