Energia hidroelèctrica

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Energies renovables
Energia verda
Biocombustible
Biomassa
Geotèrmica
Hidroelèctrica
Solar
Mareomotriu
Camí ondulat
Energia eòlica

L’energia hidroelèctrica es considera una font d’energia alternativa i renovable , que explota la transformació de l’ energia potencial gravitatòria , que posseeix una determinada massa d’ aigua a una certa altitud, en energia cinètica , quan es supera una certa diferència d’altura ; aquesta energia cinètica es transforma finalment en energia elèctrica en una central hidroelèctrica gràcies a un alternador acoblat a una turbina [1] .

Història

La presa Hoover . Presa de gravetat en arc al riu Colorado .

Els grecs i els romans van ser les primeres civilitzacions del món a utilitzar el poder de l’aigua, o més precisament, de l’ energia cinètica produïda per aquesta; no obstant això, cal especificar que aquestes dues antigues civilitzacions van explotar aquest tipus d’energia renovable només per operar molins d’aigua simples per moldre gra.

Hem d’esperar fins a la Baixa Edat Mitjana i els descobriments del poble àrab del nord d’Àfrica per tenir altres mètodes d’explotació de l’energia continguda en un corrent d’aigua: s’utilitzaven cada vegada més, tant per al reg de camps com per a la recuperació. de vastes zones pantanoses, la roda d’aigua , esquematitzada com un molí sense aspes que girava sobre un punt fix per l’acció de la força exercida per la pròpia aigua.

Un progrés tècnic d’enormes proporcions es va produir a finals del segle XIX , al voltant de l’inici de la Segona Revolució Industrial que va tenir lloc a Europa i més enllà, després de l’evolució de la roda hidràulica cap a una turbina, una màquina motriu construïda a partir d’un pivot roda de pales: en un eix, que al principi era aspre i esquematitzat, però amb les innovacions tecnològiques, especialment a la primera meitat del segle XX , es va tornar cada cop més perfeccionat i funcional.

Descripció

L’energia hidroelèctrica s’obté dels cursos dels rius i llacs gràcies a la creació de preses i barrancs. Hi ha diversos tipus de centrals elèctriques: les altures de caiguda disponibles a les regions de muntanya s’utilitzen a les centrals elèctriques de salt. En les centrals elèctriques de riu, en canvi, s’utilitzen grans masses d’aigua del riu que superen petites diferències d’altura.

Turbina hidroelèctrica tipus Kaplan

L’aigua d’un llac o d’una conca artificial es transporta riu avall a través de canonades forçades, transformant així la seva energia potencial en pressió i energia cinètica gràcies al distribuïdor i a la turbina . Després, l’energia mecànica es transforma a través del generador elèctric , gràcies al fenomen de la inducció electromagnètica , en energia elèctrica. Per permetre emmagatzemar energia i tenir-la disponible en el moment de major demanda, s’han creat plantes de generació hidroelèctrica i bombament. En el bombament de plantes hidroelèctriques, l’aigua es bomba als dipòsits de riu amunt mitjançant l’energia produïda i no necessària durant la nit, de manera que durant el dia, quan la demanda d’electricitat és més gran, és possible tenir masses d’aigua addicionals a partir de les quals es produeix energia. Aquests sistemes permeten emmagatzemar energia en moments de disponibilitat per utilitzar-la en moments de necessitat. [2]

Malgrat els considerables avantatges quant a la contaminació, però, la construcció de preses i grans embassaments o embassaments artificials, amb la inundació de vastes terres, sempre i en qualsevol cas comporta un cert impacte ambiental que en els casos més greus pot provocar el trastorn de l’ ecosistema de la zona amb grans danys ambientals, com va passar amb la gran presa d’Assuan a Egipte , o riscos hidrogeològics com va passar al desastre de Vajont .

La producció d’energia hidroelèctrica també es pot produir mitjançant l’explotació del moviment de les ones , de les marees i dels corrents marins . En aquest cas parlem d’ energia mareomotriu .

Conca hidroelèctrica

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Conca hidroelèctrica .

La conca hidroelèctrica s’utilitza per recollir les aigües d’un riu en una conca artificial, l’element principal de la qual és la presa, i per elevar la seva altitud, per tal d’utilitzar posteriorment la diferència d’alçada per a la generació d’electricitat. Des de la conca fins a la central elèctrica on es troben els generadors, hi ha un corretja , és a dir, un tub que té una entrada inicial ampla i una terminal estreta, per afavorir la velocitat de sortida a les pales de la turbina.

Central hidroelèctrica

Icona de la lupa mgx2.svg Mateix tema en detall: central hidroelèctrica .
Turbines hidràuliques en una central hidroelèctrica

Per central hidroelèctrica entenem una sèrie de treballs d’enginyeria hidràulica situats en una certa successió, acoblats a una sèrie de maquinària adequada per tal d’obtenir la producció d’electricitat a partir de masses d’aigua en moviment. L’aigua es condueix a una o més turbines que giren gràcies a l’empenta de l’aigua. Cada turbina està acoblada a un alternador que transforma el moviment de rotació en energia elèctrica.

L’explotació de l’energia hidroelèctrica i la consegüent producció d’electricitat no és constant al llarg del temps, sinó que depèn del subministrament d’aigua de la conca artificial d’aigua, que al seu torn depèn del règim d’ afluents / rius i, per tant, del règim de precipitació de la conca hidrogràfica. .

Una pràctica generalitzada en alguns països / zones consisteix a bombar aigua a les conques hidroelèctriques durant la nit, quan l’energia a gastar costa menys i a reutilitzar l’energia hidroelèctrica acumulada durant el dia, quan la demanda és més gran i, en conseqüència, el preu és més elevat, obtenint així un guany net.

Subhasta

Particularment a les zones muntanyenques hi ha una tendència a explotar la mateixa aigua diverses vegades passant-la des de diverses centrals hidroelèctriques situades a cotes baixes i baixes on la morfologia del territori no fa possible o en tot cas convenient tenir un sol salt gran . Als Alps italians és fàcil trobar situacions en què la mateixa aigua hagi passat per 4 o 5 centrals hidroelèctriques diferents abans d’arribar al riu Po.

El terme subhasta fa referència al complex d’obres hidràuliques interconnectades i plantes hidroelèctriques que impliquen el mateix cabal d’aigua, de manera seqüencial o articulada, generalment operades pel mateix operador.

A tall d’exemple, un boom articulat es pot compondre d’algunes captacions que transporten aigua a una central hidroelèctrica AA les aigües de sortida de les quals alimenten una central hidroelèctrica BB situada uns centenars de metres més avall. L’aigua que surt d’aquest darrer desemboca a un llac artificial juntament amb les aigües residuals d’una tercera central elèctrica CC alimentada per les seves pròpies captacions i, al seu torn, el llac alimenta una central elèctrica DD , òbviament, situada a una altitud encara més baixa.

Difusió i desenvolupaments futurs

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: la producció d’electricitat a Itàlia .

L’energia hidroelèctrica és el principal recurs alternatiu als combustibles fòssils que s’utilitzen a Itàlia i garanteix al voltant del 15% de les necessitats energètiques italianes. La seva importància en el passat va ser molt major perquè des de principis del segle XX fins a la primera postguerra l’energia hidroelèctrica va representar la gran majoria de l’energia produïda a Itàlia, fins i tot assolint pics de poc menys del 100%. Els desenvolupaments futurs de la hidroelectricitat es referiran a la millora de la flexibilitat de les plantes [3] , és a dir, a la capacitat de mantenir altes eficiències fins i tot quan el cabal varia (recordeu que en aquest moment les plantes hidroelèctriques són molt més eficients que les plantes eòliques i solars). - aproximadament de 3 a 5 vegades més). També es preveuen desenvolupaments en el sector microhidroelèctric, especialment plantes amb roda hidràulica i cargol arquimedeu [4] [5] [6] [7] [8] , així com plantes de bombament (que produeixen energia durant el dia i que bomben aigua) a la conca de la presa a la nit), i plantes que utilitzen energia d’ones i marees. S’estan realitzant grans esforços per minimitzar els impactes ambientals (escates de peixos, turbines aptes per al peix) [9] [10] .

Nota

  1. ^ Quaranta, hidroelèctrica | Orizzontenergia , a horizontenergia.it . Consultat el 19 de gener de 2017 (arxivat de l' original el 28 de setembre de 2017) .
  2. Giampietro Paci, El món de la tecnologia , T1, Zanichelli, ISBN 88-08-09645-9 .
  3. Emanuele Quaranta, Hidroelèctrica: reptes futurs i tendències tecnològiques del sector , a Orizzontenergia , 4 de desembre de 2019. Obtingut el 17 de desembre de 2019 (arxivat de l' URL original el 17 de desembre de 2019) .
  4. ^ Notícies - Mini hidroelèctrica: no cal ser gran per destacar | Emanuele Quaranta, Orizzontenergia , a horizontenergia.it . Consultat el 4 de març de 2018 (arxivat de l' original el 31 de gener de 2017) .
  5. ^ (EN) Emanuele Quaranta, Water Wheels: Bygone Machines or Attractive Hydropower Converters?, Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 3 d'octubre de 2016. Recuperat el 4 de març de 2018.
  6. ^ (EN) Emanuele Quaranta, Hydrodynamic Screws: From Archimedes to Electricity -Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 29 de novembre de 2016. Recuperat el 4 de març de 2018.
  7. ^ QuarantaEmanuele_vite di Archimede.pdf , a Google Docs . Consultat el 4 de març de 2018 .
  8. ^ Emanuele Quaranta i Roberto Revelli, simulacions de CFD per optimitzar el disseny de la fulla de les rodes d'aigua , a Enginyeria i ciència de l'aigua potable , 10, 27-32.
  9. ^ (EN) Emanuele Quaranta, aquestes turbines poden fer que l'energia hidroelèctrica sigui més amigable amb els peixos? -Prescouter: intel·ligència personalitzada, sota demanda , 24 de gener de 2018. Obtingut el 4 de març de 2018 .
  10. ^ (EN) E. Quaranta, C. Katopodis, R. Revelli, Comoglio, C., Comparació de camps de flux turbulent i idoneïtat relacionada per al pas de peixos d'una via de peix estàndard i simplificada de ranura vertical de baix gradient , a River Research and Applications, vol. 33, núm. 8, 1 d’octubre de 2017, pp. 1295-1305, DOI : 10.1002 / rra.3193 . Consultat el 4 de març de 2018 .

Articles relacionats

Altres projectes

Enllaços externs

Control de l'autoritat Tesauro BNCF 14660 · LCCN (EN) sh85145596 · GND (DE) 4189214-8