| LA CENTRALE IDROELETTRICA Emanuele CIMENTI 3a
B 2001-02 È un impianto che sfrutta
la forza di caduta o peso dell'acqua per produrre energia elettrica.
I tipi principali sono
due:
1.
diga 2.
condotta forzata 3.
trasformatore 4.
alternatore 5.
turbina CENTRALE A SERBATOIO L'impianto è formato
da tre parti distinte: 1.
Serbatoio. Viene
ricavato da una grande conca naturale (valle) sbarrata con una diga,
così l'acqua dei torrenti si accumula formando un lago artificiale. 2.
Condotte. Sono
i tubi che partono dal serbatoio e arrivano fino alla centrale. Possono
essere di due tipi: il canale di derivazione e la condotta forzata. 3.
Centrale. È un
edificio in muratura su due livelli. AI piano inferiore ci sono le turbine,al
piano superiore c'è la sala degli alternatori.
Funzionamento La centrale entra in
funzione di giorno, quando è maggiore la richiesta di energia. L'acqua del lago artificiale
defluisce nel canale di derivazione e arriva all'imbocco della condotta
forzata. Dentro la condotta l'acqua
scende lentamente e viene schiacciata dall'acqua che sta sopra, acquistando
così energia di pressione. Dentro la centrale il
tubo termina con una strozzatura (ugello), dove l'energia di pressione
si trasforma in energia di velocità. Il getto d'acqua investe
le pale di una turbina Pelton,che mette in moto l'albero dell'alternatore,
che si mette a girare e genera la corrente elettrica. L'acqua viene poi fatta
defluire in un fiume vicino. Centrale di pompaggio Nelle ore notturne e
nei giorni festivi, quando il consumo è minore, le centrali termoelettriche
funzionano al "minimo tecnico". Spegnere gli impianti richiederebbe
tempi troppo lunghi e sarebbe per di più costoso. Per conservare questa
energia a basso costo si impiegano le centrali idroelettriche di generazione
e pompaggio. L'impianto è simile a
una normale centrale a serbatoio, con in più un serbatoio a valle, in
cui vengono conservate le acque utilizzate durante il glomo, e una pompa
accoppiata sotto ogni turbina. Di giorno dal
lago scende l'acqua che fa girare la turbina, che a sua volta fa girare
l'alternatore. Di notte la corrente
arriva nell’alternatore, che fa girare la pompa,che a sua volta fa risalire
l'acqua nel lago artificiale. CENTRALE AD ACQUA FLUENTE Questa centrale sfrutta
direttamente la portata d'acqua di un fiume e si trova sui grandi fiumi
di pianura come il Volga, il Danubio, il Mississippi. In Italia invece
questa centrale è poco diffusa. L'impianto è formato
da due parti distinte. Diga. È un'opera che sbarra il corso del fiume.
Essa crea un dislivello di 8-15 m tra l'acqua a monte e l'acqua a valle.
È dotata di numerosi portelloni che vengono aperti quando il fiume è
in piena. Centrale. È un edificio diviso su due livelli: - al piano inferiore,
nell'acqua, ci sono i collettori a spirale dove sono alloggiate le turbine
Kaplan; - al piano superiore
c'è la sala con gli alternatori. Funzionamento -
L'acqua entra
in una condotta a spirale che termina con tante strozzature. -
I getti d'acqua
spingono con le pale della turbina, che si mette a girare. -
Infine l'acqua
viene risucchiata dal collettore di scarico e defluisce a valle. LA TURBINA IDRAULICA La turbina idraulica
funziona con un flusso d'acqua. Questa macchina, però, non sfrutta la
corrente naturale di un fiume, ma forte getto creato da una serie di
ugelli. Un ugello è un canale
a sezione decrescente che termina con una strozzatura. L'acqua nel tubo è quasi
ferma, ma ha la pressione fornita dall'acquedotto: quando si apre l'ugello,
l'acqua esce con forte velocità e riesce a mettere in movimento una
piccola pala. Nell'ugello l'energia
di pressione dell'acqua si trasforma in energia di velocità. Ogni turbina è formata
da due elementi: il distributore e la girante . In base al salto d'acqua
disponibile viene impiegato il tipo Pelton o Francis o Kaplan. Turbina Pelton Viene usata nelle centrali
di alta montagna, dove si possono ottenere grandi salti d'acqua. La girante è una ruota
con un grande disco che sulla circonferenza ha molte pale. Il distributore è un
grosso tubo a cui sono legati degli iniettori. Ogni iniettore finisce
con una strozzatura (ugello) e ha all'interno una spina che regola la
potenza del getto. La turbina Pelton non
è immersa nell'acqua: -
l'acqua arriva
dalla condotta forzata con fortissima pressione -
da ogni ugello
esce acqua a forte velocità e colpisce una pala dopo l'altra nello spigolo
centrale; -
il getto si divide
in due parti, preme il fondo dei due cucchiai e fuoriesce all'indietro,
mettendo in rotazione la girante. Turbina Francis Viene usata nelle centrali
di media montagna, dove si possono ottenere salti d'acqua abbastanza
elevati. La girante è una ruota
d'acciaio con molte pale a profilo ricurvo; al centro c'è il mozzo per
il collegamento all'alternatore. Il distributore è formato
da molte palette d'acciaio, che hanno un grosso stelo per regolare l'inclinazione.
Esse delimitano tanti piccoli "canali " a sezione decrescente,
che cioè funzionano come gli ugelli della turbina Pelton. Orientando
le palette si regola la portata d'acqua che colpisce la gitante. La turbina Francis funziona
immersa nell'acqua: -
l'acqua che arriva
da una condotta forzata con forte pressione, riempie una camera a spirale; -
nel distributore
l'acqua viene divisa in tanti flussi, che acquistano velocità nei "canali"
e colpiscono le pale della girante, trascinandola in rotazione; -
l'acqua esce dal
condotto di scarico che, allargandosi crea un risucchio. Turbina Kaplan Viene usata nelle centrali
fluviali e funziona con un salto d'acqua molto piccolo. La girante è formata
da un grosso supporto a forma di fungo, con un mozzo centrale dove sono
inserite da 4 a 8 pale. Queste pale possono essere inclinate con un
meccanismo interno, per quando varia la portata stagionale del fiume. Il distributore è simile
a quello della turbina Francis. La turbina Kaplan funziona
immersa nell'acqua:
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