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Idroelettrico: fornisce energia rinnovabile

Articolo aggiornato il 22-01-2016

Tra le fonti di energia rinnovabile l’idroelettrico detiene in Italia una posizione di rilievo, poichè i suoi impianti sono presenti in molti territori dotati di fiumi o riserve d’acqua; inoltre la tecnologia su cui è basato l’idroelettrico è stata ampiamente sperimentata e ottimizzata. Trattiamo la produzione di energia idroelettrica, i benefici derivanti e segnaliamo i link di alcuni enti o aziende che se ne occupano.
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Idroelettrico
Le fonti energetiche fossili, che coprono più del 70% del fabbisogno mondiale di energia) tendono a ridursi sempre di più, visto l’elevato sfruttamento a cui sono sottoposte, e nello stesso tempo provocano notevoli deterioramenti dell’ambiente, che di conseguenza arreca gravi danni sia all’uomo che alla natura, difficili da contenere come: danneggiamento delle risorse naturali, produzione di rifiuti, cambiamenti climatici, riduzione della biodiversità. Per questo si è deciso a livello internazionale di dare maggiore spazio alle fonti di energia rinnovabile (solare, idraulica, geotermica, eolica, biomasse, onde/correnti del mare, maree, rifiuti), alla luce dei notevoli miglioramenti tecnologici che questo tipo di fonti di energia ha raggiunto negli ultimi anni e del ridotto impatto che ha sull’ambiente. L’idroelettrico è una tra le più importanti fonti di energia rinnovabile e la sua origine discende dal sole poiché questo scalda l’acqua che evapora e va in aria in forma di vapore acqueo e successivamente cade nuovamente sul terreno sotto forma di pioggia o neve. L’acqua è una preziosa materia prima unica nel suo genere e l’energia idraulica che otteniamo dalla centrale idroelettrica non inquina l’ambiente e non produce emissioni di CO2. L’energia idroelettrica viene prodotta tramite la centrale idroelettrica che è un impianto che trasforma l'energia idraulica di un corso d'acqua, naturale o artificiale, in energia elettrica. Tra le fonti di energia l’idroelettrico nel secolo passato è stato in Italia la più rilevante, coprendo fino agli anni sessanta una percentuale che superava l’80% per arrivare attualmente sotto il 20%. La centrale idroelettrica è uno degli impianti di produzione energetica (in particolare quelle di recente costruzione) che realizzano processi di conversione energetica che raggiungono un’efficienza molto elevata fino ad arrivare al 90%. Il funzionamento della centrale idroelettrica si basa sulla conversione dell'energia potenziale gravitazionale (che hanno le masse d'acqua in quota) in energia cinetica. Un impianto idroelettrico è in grado di generare energia dalle acque un fiume e di un lago/bacino opportunamente predisposto con sbarramenti/dighe e condotte forzate; in tal caso l'energia cinetica viene trasformata mediante il generatore elettrico, per il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in energia elettrica. Dalla centrale idroelettrica l’energia viene portata, mediante linee elettriche ad alta tensione, in case, uffici e aziende poste anche in luoghi molto lontani. In considerazione del fatto che i siti in cui possono essere realizzate dighe o sbarramenti delle acque sono in via di esaurimento, oggi è particolarmente difficoltoso realizzare una grande centrale idroelettrica. In relazione a quanto detto e per sfruttare al meglio i corsi d’acqua o i bacini anche di piccole dimensioni si sta sviluppando una recente tecnologia, detta “mini idroelettrico” o “mini-idraulica", con cui si possono costruire impianti idroelettrici di modeste dimensioni (potenza inferiore a 1 MW) senza dover realizzare opere di sbarramento; inoltre gli impianti mini idroelettrici riescono ad avere un ottimo rendimento energetico anche da piccoli corsi d’acqua, inoltre la loro manutenzione è molto ridotta. L’energia generata dal mini idroelettrico può venir utilizzata in abitazioni, in aziende artigianali, agricole della piccola e media industria. Altra prerogativa del mini idroelettrico è quella di inserirsi nei sistemi di distribuzione e irrigazione delle acque già presenti, ottenendo in questo modo considerevoli risparmi nella loro costruzione. Il mini idroelettrico sfruttando i piccoli corso d’acqua permette a paesi e piccole cittadine che ne usufruiscono di tagliare in maniera consistente la bolletta energetica.

Idroelettrico: Link di riferimento
Vi indichiamo di seguito i link di alcune aziende/enti che si interessano idroelettrico e/o energia idroelettrica e si collocano fra quelle di maggiore importanza a livello nazionale. Enel è la più grande azienda italiana per la produzione di energia elettrica, nel suo sito si occupa degli impianti idroelettrici e descrive sia il loro funzionamento che la loro importanza per la produzione di energia idroelettrica; inoltre illustra, anche con schemi e disegni dettagliati, i vari componenti delle centrali idroelettriche. EnergoClub è un’associazione “onlus” di cultori, ricercatori, innovatori e appassionati di fonti energetiche rinnovabili e di tecnologie efficienti con l’'obiettivo della riconversione del sistema energetico, dall'attuale basato sulle fonti esauribili, ad un sistema sostenibile basato sulle fonti di energia rinnovabili; si occupa ampiamente di energia idroelettrica. La Vibe di Padova ha tra le sue attività un settore specializzato nella progettazione e nella costruzione di impianti idroelettrici; oltre a progettare turbine idrauliche di piccola e media potenza, collabora con aziende leader operanti nel settore idroelettrico. Tecainfo 2005 è un sito web che tratta delle centrali idroelettriche del loro funzionamento e della loro componentistica, inoltre si occupa anche dell'impatto ambientale dell'idroelettrico, si trova a Pioltello in provincia di Milano..

Idroelettrico: Tipi d’impianto e classificazione
Si produce energia idroelettrica avvalendosi della caduta d'acqua da un dislivello oppure sfruttando la velocità di una corrente d'acqua; ma solo quando è disponibile un sufficiente flusso d’acqua. L’ impianto che adopera una caduta d’acqua ha una potenza che proviene da due fattori:
1) "portata" - che consiste nel passaggio di una massa d'acqua attraverso un punto per un'unità di tempo;
2)  "salto" - che è il dislivello tra la quota dove è presente l’acqua dell’invaso e quella dove questa viene restituita all'ambiente naturale dopo il passaggio attraverso una turbina. Invece un impianto che usufruisce di una corrente d'acqua ha una potenza che dipende dalla “velocità della corrente” e dalla “superficie attiva” della turbina collocata.
Rispetto alla potenza nominale della centrale, gli impianti idroelettrici si suddividono in:
-   micro impianti      p < 100 kw;
-   mini impianti       100 < p ( kw ) < 1000; 
-   piccoli impianti    1000 < p ( kw ) < 10000;
-   grandi impianti     p > 10000 kw.Sulla base delle caratteristiche costruttive possiamo classificare gli impianti idroelettrici in tre grandi tipologie:
1) a bacino (o deflusso controllato) - l'acqua viene accumulata in un bacino tramite uno sbarramento di una gola del fiume con una diga, dalla quale partono le condotte forzate che fanno arrivare l’acqua alle turbine (attualmente i più potenti e sfruttati);
2) ad accumulo (o serbatoio) - sono impianti simili ai precedenti ma hanno una più alta disponibilità d’acqua perché dispongono di un bacino di raccolta anche a valle che raccoglie l’acqua che ha già fornito energia elettrica e che negli orari di minor richiesta energetica può essere riportata dal bacino a valle a quello a monte tramite apposite pompe. Si effettua così il riapprovvigiona mento del bacino durante le ore notturne.
3) ad acqua fluente - gli impianti idroelettrici vengono collocati sul corso d'acqua e l'acqua viene convogliata in una condotta forzata da questa viene fatta entrare nelle turbine che ruotano grazie alla spinta dell'acqua, ogni turbina è accoppiata a un alternatore che trasforma il movimento di rotazione in energia elettrica.
Gli impianti idroelettrici possono venir classificati anche sulla base della portata e del salto dell’acqua.

Idroelettrico: Quali vantaggi e svantaggi
Analizziamo quali sono i principali pro e i contro nell’utilizzo dell’energia idroelettrica.
 Vantaggi:
- gli impianti idroelettrici non producono sostanze nocive all’ambiente e all’uomo
- accumulando l’acqua abbiamo una riserva di energia utilizzabile nei momenti di forte richiesta energetica (effettuata con sistemi di accumulo a pompaggio idroelettrico che funzionano spostando l'acqua tra due bacini idrici posti a diverso livello) 
- i grandi invasi d'acqua contribuiscono a impieghi occupazionali, visite turistiche, regolazione del flusso delle acque (irrigazione delle coltivazioni e protezione dalle alluvioni)
- entro pochi minuti gli impianti idroelettrici possono essere disattivati oppure attivati su richietsa della rete elettrica pubblica
- l’acqua è una fonte rinnovabile poiché il suo ciclo è alimentato soltanto dall’energia solare
- le moderne centrali idroelettriche convertono fino al 90% dell’energia disponibile in elettricità mentre le centrali a combustibili fossili possono al massimo arrivare al 50% di efficienza
- gli invasi si possono riempire tramite pompe (negli impianti idroelettrici a serbatoio) senza attendere eventi naturali (pioggia o neve).
Svantaggi:
- la produzione di energia idroelettrica è realizzabile esclusivamente nelle zone in cui c'è abbondanza di acqua (laghi, bacini idrici e fiumi)
- la costruzione di grandi impianti idroelettrici in molti casi fa sì che con l'occupazione dei terreni le popolazioni residenti si devono trasferire in altre zone
- i bacini di accumulo con il passare del tempo hanno necessità di essere dragati per rimuovere l’interramento a cui sono immancabilmente soggetti
- gli impianti idroelettrici a deflusso controllato provocano spesso notevoli impatti ambientali.
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