Le Centrali Idroelettriche

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L’energia dell’acqua è stata sfruttata fin dai tempi antichi per gli scopi dell’uomo, è stato quindi naturale che fosse anche utilizzata per alimentare centrali idroelettriche.

Una centrale di questo tipo, stando alla definizione che possiamo trovare su Wikipedia è “un insieme di opere di ingegneria idraulica posizionate in una certa successione, accoppiate ad una serie di macchinari elettrici idonei (es. alternatore e trasformatore) allo scopo di ottenere la produzione di energia elettrica da masse d’acqua in movimento ovvero idonee alla conversione da energia cinetica a energia elettrica.” Cerchiamo di parlarne però in termini più semplici.

Come funziona una centrale idroelettrica?

Fondamentalmente, questa tipologia di centrale elettrica dipende da 2 fattori essenziali: l’acqua e la forza di gravità.

L’acqua statica presente nei corsi d’acqua e nei bacini in quota ha in sé un’energia potenziale data dalla sua posizione. L’energia potenziale può essere convertita in energia cinetica quando l’acqua si muove per mezzo della gravità. Semplificando al massimo, questo è ciò che avviene in una centrale idroelettrica: l’energia cinetica dell’acqua viene convogliata e fa muovere una o più turbine. Collegando queste turbine ad alternatori, si genererà poi energia elettrica che dovrà passare attraverso un trasformatore prima di poter essere immessa in rete. Il trasformatore ha due funzioni: ridurre l’intensità della corrente e alzarne la tensione.

Come è fatta una centrale idroelettrica?

Le centrali idroelettriche possono essere di 3 tipi.

Impianto idroelettrico ad acqua fluente: sfrutta la portata naturale di un fiume o comunque un corso d’acqua che è già in una condizione di pendenza naturale. Il normale movimento dell’acqua aziona la turbina nella sala macchine della centrale. Pensate ad un mulino ad acqua, ma adibito alla produzione di energia elettrica.

Impianto idroelettrico a bacino: una grande massa d’acqua contenuta da una diga o un bacino che possono essere di origine naturale o artificiale, fa da serbatoio di energia potenziale. In questo tipo di centrale gli operatori regolano i flussi d’acqua per generare la quantità di energia richiesta in quel momento dalla rete.

Impianto idroelettrico con impianto d’accumulo o a pompaggio: simili a quelli “a bacino” questi impianti sono dotati di un bacino di raccolta anche a valle. L’acqua che è già passata nelle turbine può essere riportata dal bacino di valle a quello di monte durante le ore di minor richiesta di energia tramite pompaggio. Per questa operazione solitamente si usa l’energia elettrica in eccesso prodotta dalle centrali di tipo “sempre acceso” e non diversamente accumulabile. In altre parole il bacino di monte viene “ricaricato” e le masse d’acqua riportate a monte possono quindi essere riutilizzate nelle ore di maggiore richiesta energetica. Questo tipo di impianto è una gigantesca batteria.

Quanto sono efficienti le centrali idroelettriche?

Una centrale di questo tipo va necessariamente costruita in presenza di un fiume o di un bacino idrico, a differenza di altri tipi di centrale che possono sorgere “teoricamente” ovunque. La capacità di produrre energia idroelettrica dipende totalmente dalla portata d’acqua del fiume o dell’invaso su cui la centrale è costruita. Non è soggetta a orari come l’energia fotovoltaica o condizioni metereologiche come quella eolica. Tuttavia, in caso di prolungata siccità, anche le centrali idroelettriche vedono ridurre la loro capacità potenziale.

Per questo motivo, i luoghi su cui sorgono questo tipo di centrali devono sempre essere scelti accuratamente tenendo in considerazione diversi fattori. Devono avere una portata d’acqua costante durante l’anno, non essere troppo invasivi per la natura, ma soprattutto devono essere in zone geologicamente adatte.

Se una centrale non dovesse rispettare uno qualsiasi di questi criteri si potrebbe rivelare inaffidabile energeticamente, non garantendo una produzione costante e adeguata di energia. Peggio, potrebbe portare alla distruzione di habitat di specie animali o bloccare alcune rotte migratorie di certe specie di pesci. Infine se costruite in aree geologiche non adatte, porterebbero a disastri come quello avvenuto alla diga del Vajont nel 1963.

Ambientalmente parlando, contando il loro ciclo vitale per intero, le centrali idroelettriche producono dalle 35 alle 70 volte meno CO2 per kWh rispetto a fonti di energia fossile.

Le centrali idroelettriche sono la soluzione ecologica al fabbisogno energetico?

NO.

Secondo diversi studi datati 2019, circa il 50% dell’energia da fonti rinnovabili a livello mondiale era da imputarsi all’idroelettrico. Un valore estremamente alto se preso a sé, ma se consideriamo che le fonti rinnovabili rappresentavano nello stesso anno il 26,71% della produzione elettrica mondiale, il contributo dell’idroelettrico risulta fortemente ridimensionato. Nel 2021 la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili era al 28,32%, ma la percentuale di energia da idroelettrico era in calo. Ciò è dovuto all’aumento di altre fonti di energia rinnovabile come il solare e l’eolico.

La realizzazione di nuovi impianti per la produzione di energia idroelettrica incontra inoltre molte resistenze, non solo dovute alla natura specifica dei luoghi dove dovrebbero sorgere. Ma anche da parte delle popolazioni locali che non vogliono nuovi invasi che porterebbero a perdere terreni edificabili o coltivabili.

Ci sono poi anche casi estremi, dove lo stato ignora completamente le proteste dei locali e realizza lo stesso impianti che hanno poi conseguenze addirittura planetarie.

Emblematico il caso della diga delle tre gole costruita in Cina, il cui nuovo bacino ha sfollato qualche milione di persone e inondato centinaia di paesi, città e siti archeologici, oltra ad aver distrutto numerosi habitat naturali.

In conclusione, la tecnologia per la produzione di energia idroelettrica funziona in maniera semplice, efficiente ed è anche ambientalmente sostenibile quando realizzata in maniera oculata. In tal senso le tecniche e i macchinari sono in continuo miglioramento con turbine sempre più efficienti e capaci di generare sempre più energia. Tuttavia resta fortemente limitata da quelli che sono i limiti ambientali intrinsechi di questa tecnologia: la presenza di corsi d’acqua adatti allo scopo.

Altre funzioni delle centrali idroelettriche

Parlando delle dighe e dei bacini che esse creano, bisogna però anche considerare un altro loro aspetto che non è strettamente legato alla produzione di energia. L’altra grande funzione di queste opere ingegneristiche è infatti quella di essere delle enormi riserve d’acqua.

Nei periodi di siccità infatti, la funzione di una centrale idroelettrica può essere “sacrificata” rilasciando l’acqua e svuotando in parte il bacino. Dando più portata ai corsi d’acqua a valle dove vi è bisogno di acqua per irrigazioni o per altri usi civili.

Molte dighe e bacini artificiali sono inoltre mete turistiche ed intorno ad essi si crea una vera e propria economia slegata dalla produzione energetica, ma incentrata su visite ed escursioni nei territori limitrofi.

Tu cosa pensi delle centrali idroelettriche? Ne hai mai visitate alcune o conosci delle realtà vicino a te che hanno avuto benefici o peggioramenti a causa di esse? Faccelo sapere nei commenti.