Centrali ad acqua fluente

Ti piacerebbe sapere come funzionano le centrali ad acqua fluente? Si tratta di un tipo di impianto che sfrutta l'energia cinetica dell'acqua che scorre in un fiume o in un torrente per produrre elettricità.

In questo articolo ti spiegherò cos'è una centrale ad acqua fluente, quali sono i suoi vantaggi e svantaggi e in che modo si differenzia dalle dighe. Se sei curioso di scoprire di più su questa fonte di energia rinnovabile, continua a leggere!

Che cosa è una centrale ad acqua fluente

Questo tipo di centrale è un impianto idroelettrico che non richiede la costruzione di una diga o di un bacino artificiale per accumulare l'acqua, infatti questa viene prelevata direttamente dal corso d'acqua naturale, attraverso una condotta forzata o una turbina, e poi restituita allo stesso corso d'acqua a valle. La pressione e la velocità dell'acqua fanno girare la turbina, che è collegata a un generatore che produce elettricità. La potenza prodotta dipende dalla portata e dal salto (la differenza di quota) dell'acqua. Questa tipologia di centrali sono generalmente di piccola o media dimensione, con una potenza inferiore ai 10 MW. Possono essere installate lungo fiumi o torrenti con una pendenza sufficiente e una portata costante. Alcune centrali ad acqua fluente possono anche essere galleggianti o sommerse, per ridurre l'impatto visivo e ambientale.

Vantaggi e svantaggi

Le centrali ad acqua fluente presentano alcuni vantaggi rispetto alle altre fonti di energia:

- Sono rinnovabili, cioè non consumano combustibili fossili e non emettono gas serra.
- Sono flessibili, cioè possono variare la produzione in base alla domanda e integrarsi con altre fonti di energia intermittenti come il solare e l'eolico.
- Sono economiche, cioè hanno costi di esercizio e manutenzione bassi e una vita utile lunga.
- Sono ecocompatibili, cioè hanno un impatto minore sul paesaggio e sull'ecosistema rispetto alle dighe.

Tuttavia, le centrali ad acqua fluente hanno anche alcuni svantaggi:

- Sono dipendenti, cioè dipendono dalla disponibilità e dalla stagionalità dell'acqua, che può essere influenzata dai cambiamenti climatici.
- Sono invasive, in quanto possono alterare il regime idrologico e la qualità dell'acqua, con effetti negativi sulla fauna e sulla flora acquatiche.
- Devono rispettare le normative ambientali e le autorizzazioni necessarie per l'utilizzo dell'acqua pubblica.

Differenza con le dighe

Le centrali ad acqua fluente si distinguono dalle dighe per il fatto che non creano una riserva d'acqua artificiale a monte del corso d'acqua. Questo comporta alcuni vantaggi ma anche degli svantaggi.

Da un lato, le centrali ad acqua fluente hanno un impatto minore sul territorio e sull'ambiente, perché non modificano il profilo del corso d'acqua, non provocano l'inondazione di aree naturali o antropizzate e non interferiscono con la migrazione dei pesci. senza contare che , le centrali ad acqua fluente sono più sicure dal punto di vista idrogeologico, perché non comportano il rischio di rotture della diga o di esondazioni.

Dall'altro lato, le queste tipologie di centrali, hanno una produzione energetica più limitata e variabile rispetto alle dighe, perché dipendono dalla portata naturale del corso d'acqua, che può cambiare in base alle stagioni e alle precipitazioni. Inoltre, le centrali ad acqua fluente sono più vulnerabili agli eventi estremi come le piene o le siccità, che possono danneggiare le strutture o ridurre la disponibilità d'acqua.

Come funziona una centrale ad acqua fluente

Una centrale ad acqua fluente è composta da tre elementi principali: la presa d’acqua, la condotta forzata o la turbina e il generatore. La presa d’acqua è il punto in cui l’acqua viene prelevata dal corso d’acqua naturale. Può essere costituita da una griglia, una saracinesca o una paratoia che regolano la quantità e la qualità dell’acqua che entra nell’impianto. La presa d’acqua deve essere progettata in modo da evitare l’intasamento da detriti o l’ingresso di pesci o altri organismi. La condotta forzata o la turbina è il mezzo che trasporta l’acqua dalla presa d’acqua al generatore. Può essere una tubazione metallica o in cemento armato che sfrutta la pressione dell’acqua per farla scorrere a grande velocità. Oppure può essere una turbina idraulica che sfrutta la forza dell’acqua per far girare un asse rotante. Esistono diversi tipi di turbine, a seconda della portata e del salto dell’acqua.

Le più comuni sono le turbine Pelton, le turbine Francis e le turbine Kaplan.

Il generatore è il dispositivo che trasforma l’energia meccanica della turbina in energia elettrica. È costituito da un rotore, che gira insieme alla turbina, e da uno statore, che è fisso e avvolto da una bobina di filo conduttore. Quando il rotore gira, crea un campo magnetico che induce una corrente elettrica nello statore. La corrente elettrica prodotta viene poi inviata alla rete elettrica o a un sistema di accumulo.

Esempi di centrali ad acqua fluente

Le centrali ad acqua fluente sono diffuse in tutto il mondo, soprattutto nei paesi con una buona disponibilità di risorse idriche. Alcuni esempi di centrali ad acqua fluente sono:

La centrale di Gorona del Viento, nelle isole Canarie (Spagna), che ha una potenza di 11,5 MW e si integra con un parco eolico e un sistema di pompaggio idroelettrico per garantire l’autosufficienza energetica dell’isola di El Hierro.

La centrale di Raccoon Mountain, nel Tennessee (USA), che ha una potenza di 1,6 GW e sfrutta un bacino artificiale creato da una diga per immagazzinare l’energia prodotta da altre fonti durante i periodi di bassa domanda e rilasciarla durante i periodi di alta domanda.

La centrale di Ipojuca, nel Pernambuco (Brasile), che ha una potenza di 1 MW e utilizza una turbina galleggiante installata sul fiume Ipojuca per fornire energia a una comunità rurale isolata dalla rete elettrica.

Come abbiamo visto nel corso dell'articolo, le centrali ad acqua fluente sono un tipo di impianto idroelettrico che sfrutta l'energia dell'acqua che scorre in un fiume o in un torrente per produrre elettricità a testimonianza della fattibilità di questa tecnologia abbiamo diversi esempi di centrali ad acqua fluente in tutto il mondo.