Dopo due post riflessivi sui temi dell’Energia (1 e 2), riprendiamo quest’oggi nella maniera canonica presentando nella serie di post che seguirà le varie tecnologie utilizzate per estrarre meccanicamente energia dall’acqua (quindi non considerando in questa categoria eventuali metodi per la produzione di idrogeno dall’acqua), iniziando con dei brevi cenni generali per poi entrare nel vivo dell’argomento nei prossimi post.
UN PO’ DI STORIA
L’energia meccanica dei corsi d’acqua è stata utilizzata fin dagli antichi Greci e Romani come forza primaria per azionare mulini per macinare il grano ed altri cereali, in maniera sostanzialmente analoga da quanto fatto da diverse popolazioni con i mulini a vento, e successivamente (Basso Medioevo) lo sviluppo di nuove soluzioni e tecnologie ha permesso un miglioramento sensibile dei dispositivi di estrazione dell’energia, consentendone un impiego più efficiente.
L’energia dei corsi d’acqua, estratta mediante la ruota idraulica “da sotto” o “da sopra” nel caso di utilizzo rispettivamente di ruote che sfruttano l’energia cinetica del corso d’acqua (essendo in parte immerse in esso) o di ruote che sfruttano l’energia potenziale (ricevendo l’acqua per caduta).
Nelle due figure che seguono sono visibili due esempi di ruota idraulica “da sotto” e “da sopra”:
Ruota “da sotto”
Ruota “da sopra”
L’EVOLUZIONE – GLI IMPIANTI IDROELETTRICI
Nei tempi moderni lo sfruttamento dell’energia dei corsi d’acqua ha visto profondi mutamenti rispetto alle soluzioni storiche, ma i principi che stavano alla base dei vecchi impianti si ritrovano nei moderni impianti idroelettrici, così come è possibile trovare importanti similitudini tra le moderne turbine idrauliche e le ruote idrauliche, come verrà mostrato nei prossimi post.
Un moderno impianto idroelettrico può essere di tre tipi:
- ad acqua fluente: lungo un corso d’acqua avente caratteristiche di portata adatte allo sfruttamento si provvede ad un’opera di presa, ovvero un punto di intercettazione del corso, ed alla realizzazione di un tratto di condotta ed una sala per la turbina idraulica, il cui scarico avverrà nel corso d’acqua stesso a valle dell’opera di presa, dopo averne estratto parte dell’energia meccanica contenuta in essa
- a bacino: si tratta di impianti per i quali viene costruito a monte della turbina un bacino di raccolta che permette di innalzare il pelo libero dell’acqua (e quindi incrementarne l’energia potenziale) ed inoltre di regolare la portata verso le turbine in modo da consentirne il funzionamento ottimale ed a seguire le richieste di energia elettrica
- a doppio bacino: si tratta di impianti definiti anche “di pompaggio“, i quali presentano molte analogie con gli impianti a bacino, ma prevedono un bacino anche a valle dal quale l’acqua può venire ripompata a monte durante le ore notturne per consentire di disporre del bacino di monte sempre pieno al fine di operare la regolazione fine della richiesta elettrica
Questi tre tipi di impianto presentano caratteristiche distintive che li rendono adatti a particolari situazioni e condizioni di funzionamento nello scenario globale della produzione elettrica, e pertanto saranno oggetto nelle settimane seguenti delle attenzioni della rubrica Energia e Futuro.
