Le centrali idroelettriche

1. Le centrali idroelettriche

2. La produzione di energia elettrica

3. Produzione nel corso dell’anno

4. La produzione di energia elettrica nel mondo Idroelettrica

5. 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 Le centrali idroelettriche Tutti e due hanno in comune il meccanismo di produzione dell’elettricità, l’uso della turbina e del alternatore. Matei Burca

6. 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.

7. 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

8. 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

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

10. 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

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

12. 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

13. Turbina Francis Girante Schema della turbina

14. 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.

15. 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.

16. L’energia idroelettrica nel mondo

17. Per avere un idea 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)

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