Energia hidroelectrică

	Energiile regenerabile
	Biocombustibil; Biomasă; Geotermală; Hidroelectric; Solar; Mareomotor; Mod ondulat; Putere eoliana

Energia hidroelectrică este considerată o sursă de energie alternativă și regenerabilă , care exploatează transformarea energiei potențiale gravitaționale , posedată de o anumită masă de apă la o anumită altitudine, în energie cinetică , când se depășește o anumită diferență de înălțime ; această energie cinetică este transformată în cele din urmă în energie electrică într-o centrală hidroelectrică grație unui alternator cuplat la o turbină ^[1] .

Istorie

Barajul Hoover . Baraj gravitațional arc pe râul Colorado .

Grecii și romanii au fost primele civilizații din lume care au folosit puterea apei sau mai precis a energiei cinetice produse de aceasta; cu toate acestea, trebuie precizat că aceste două civilizații antice au exploatat acest tip de energie regenerabilă doar pentru a opera mori simple de apă pentru a măcina cerealele.

Trebuie să așteptăm până în Evul Mediu târziu și descoperirile aduse de poporul arab din Africa de Nord , pentru a avea alte metode de exploatare a energiei conținute într-un curent de apă: au fost utilizate din ce în ce mai mult, atât pentru irigarea câmpurilor, cât și pentru recuperare. de vaste zone mlăștinoase, roata de apă , schematizată ca o moară fără lame care se rotea pe un punct fix prin acțiunea forței exercitate de apa însăși.

Un progres tehnic de proporții enorme a avut loc la sfârșitul secolului al XIX-lea , în jurul începutului celei de-a doua revoluții industriale care a avut loc în Europa și dincolo, în urma evoluției roții de apă într-o turbină, o mașină motrice construită dintr-un pivot. pe o axă, care la început erau aspre și schematizate, dar odată cu inovațiile tehnologice, mai ales în prima jumătate a secolului al XX-lea , a devenit din ce în ce mai perfecționată și funcțională.

Descriere

Energia hidroelectrică este obținută din cursurile râurilor și lacurilor datorită creării barajelor și a rezervoarelor. Există diferite tipuri de centrale electrice: înălțimile mari de cădere disponibile în regiunile montane sunt utilizate în centralele electrice cu salt. Pe de altă parte, în centralele electrice care circulă pe râu, se folosesc mase mari de apă de râu care depășesc mici diferențe de înălțime.

Turbină hidroelectrică, tip Kaplan

Apa unui lac sau a unui bazin artificial este transportată în aval prin conducte forțate, transformându-și astfel energia potențială în presiune și energie cinetică datorită distribuitorului și turbinei . Energia mecanică este apoi transformată prin intermediul generatorului electric , datorită fenomenului de inducție electromagnetică , în energie electrică. Pentru a permite stocarea energiei și disponibilitatea acesteia în momentul celei mai mari cereri, au fost înființate centrale hidroelectrice și de pompare. În pomparea centralelor hidroelectrice, apa este pompată în rezervoarele din amonte folosind energia produsă și nu este necesară pe timp de noapte, astfel încât în timpul zilei, când cererea de energie electrică este mai mare, este posibil să existe mase suplimentare de apă din care să producă energie. Aceste sisteme fac posibilă stocarea energiei în perioadele de disponibilitate pentru a o utiliza în perioade de nevoie. ^[2]

În ciuda avantajelor considerabile în ceea ce privește poluarea, totuși construcția de baraje și rezervoare mari sau rezervoare artificiale, cu inundarea unor terenuri întinse, aduce întotdeauna și în orice caz un anumit impact asupra mediului, care în cele mai grave cazuri poate provoca revoltarea ecosistemului zona cu mari daune asupra mediului, așa cum sa întâmplat cu marele baraj Aswan din Egipt , sau riscuri hidrogeologice așa cum sa întâmplat în dezastrul Vajont .

Producția de energie hidroelectrică poate avea loc și prin exploatarea mișcării valurilor , a mareelor și a curenților marini . În acest caz vorbim despre energia mareelor .

Bazin hidroelectric

Același subiect în detaliu: Bazinul hidroelectric .

Bazinul hidroelectric este utilizat pentru a colecta apele unui râu într-un bazin artificial, al cărui element principal este barajul și pentru a crește altitudinea acestuia, pentru a utiliza ulterior diferența de înălțime pentru generarea de energie electrică. De la bazin până la centrala electrică în care sunt amplasate generatoarele, există un colector , adică un tub care are o intrare inițială largă și una terminală îngustă, pentru a favoriza viteza de ieșire pe paletele turbinei.

Centrală hidroelectrică

Același subiect în detaliu: Centrala hidroelectrică .

Turbine hidraulice într-o centrală hidroelectrică

Prin centrală hidroelectrică ne referim la o serie de lucrări de inginerie hidraulică poziționate într-o anumită succesiune, cuplate la o serie de mașini adecvate pentru a obține producția de energie electrică din mase de apă în mișcare. Apa este transportată într-una sau mai multe turbine care se rotesc datorită forței apei. Fiecare turbină este cuplată la un alternator care transformă mișcarea de rotație în energie electrică.

Exploatarea energiei hidroelectrice și producția consecventă de energie electrică nu sunt constante în timp, ci depind de alimentarea cu apă a bazinului artificial de apă, care la rândul său depinde de regimul afluenților / râurilor și deci de regimul de precipitații al bazinului hidrografic ..

O practică larg răspândită în unele țări / zone este de a pompa apa în bazinele hidroelectrice în timpul nopții, când energia care trebuie cheltuită costă mai puțin și de a reutiliza energia hidroelectrică acumulată în timpul zilei, când cererea este mai mare și, în consecință, prețul este mai mare, obținându-se astfel un câștig net.

Licitaţie

În special în zonele montane există tendința de a exploata aceeași apă de mai multe ori, trecând-o de la diferite hidroelectrice situate la altitudini mai mici și mai mici, unde morfologia teritoriului nu face posibilă sau, în orice caz, convenabilă realizarea unui singur salt mare . În Alpii italieni este ușor să găsiți situații în care aceeași apă a trecut prin 4 sau 5 centrale hidroelectrice diferite înainte de a ajunge la râul Po.

Termenul de licitație se referă la complexul de lucrări hidraulice interconectate și centrale hidroelectrice care implică același flux de apă, într-o manieră secvențială sau articulată, operată în general de același operator.

De exemplu, un braț articulat poate fi compus din câteva captări care transportă apă către o centrală hidroelectrică AA ale cărei ape de ieșire alimentează o centrală hidroelectrică BB situată la câteva sute de metri mai jos. Apa care iese din acesta din urmă curge într-un lac artificial împreună cu apa uzată a unei a treia centrale electrice CC alimentată de propriile captări și, la rândul său, lacul alimentează o centrală electrică DD situată evident la o altitudine chiar mai mică.

Diseminarea și evoluțiile viitoare

Același subiect în detaliu: Producția de energie electrică în Italia .

Energia hidroelectrică este principala resursă alternativă la combustibilii fosili utilizați în Italia și garantează aproximativ 15% din necesarul energetic italian. Importanța sa în trecut a fost mult mai mare, deoarece de la începutul secolului al XX-lea până în prima perioadă de după război, energia hidroelectrică a reprezentat marea majoritate a energiei produse în Italia, ajungând chiar la vârfuri de puțin sub 100%. Evoluțiile viitoare ale hidroelectricității se vor referi la îmbunătățirea flexibilității centralelor ^[3] , adică capacitatea de a menține eficiență ridicată chiar și atunci când debitul variază (amintiți-vă că în acest moment centralele hidroelectrice sunt mult mai eficiente decât centralele eoliene și solare - de aproximativ 3-5 ori mai mult). De asemenea, sunt prevăzute evoluții în sectorul microhidroelectric, în special centralele cu roată de apă și șurubul arhimedian ^[4] ^[5] ^[6] ^[7] ^[8] , precum și instalațiile de pompare (care produc energie în timpul zilei și care pompează apă în bazinul barajului noaptea), și plante care folosesc energia valurilor și a mareelor. Sunt în curs eforturi mari pentru a minimiza impactul asupra mediului (solzi de pești, turbine prietenoase cu peștii) ^[9] ^[10] .

Notă

^ Patruzeci, hidroelectric | Orizzontenergia , pe horizontenergia.it . Adus la 19 ianuarie 2017 (arhivat din original la 28 septembrie 2017) .
^ Giampietro Paci, The world of technology , T1, Zanichelli, ISBN 88-08-09645-9 .
^ Emanuele Quaranta, Hidroelectric: Provocări viitoare și tendințe tehnologice în sector , pe Orizzontenergia , 4 decembrie 2019. Accesat la 17 decembrie 2019 (arhivat de la adresa URL originală la 17 decembrie 2019) .
^ Noutăți - Mini hidroelectric: Nu trebuie să fii mare pentru a ieși în evidență | Emanuele Quaranta, Orizzontenergia , pe horizontenergia.it . Adus la 4 martie 2018 (arhivat din original la 31 ianuarie 2017) .
^ (EN) Emanuele Quaranta, Water Wheels: Bygone Machines or Attractive Hydropower Converters?, Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 3 octombrie 2016. Adus pe 4 martie 2018.
^ (EN) Emanuele Quaranta, Hydrodynamic Screws: From Archimedes to Electricity -Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 29 noiembrie 2016. Adus pe 4 martie 2018.
^ QuarantaEmanuele_vite di Archimede.pdf , în Google Docs . Adus pe 4 martie 2018 .
^ Emanuele Quaranta și Roberto Revelli, simulări CFD pentru optimizarea designului lamelor roților cu apă , în Ingineria și știința apei potabile , 10, 27-32.
^ (EN) Emanuele Quaranta, Pot aceste turbine să facă hidroenergia mai prietenoasă pentru pești? -Prescouter - Informații personalizate, la cerere , 24 ianuarie 2018. Adus pe 4 martie 2018 .
^ (EN) E. Quaranta, C. Katopodis, R. Revelli, Comoglio, C., Comparația câmpului fluxului turbulent și adecvarea aferentă pentru trecerea peștilor a unei căi de pește standard și a unui slot vertical simplificat cu gradient redus , în River Research and Applications, vol. 33, nr. 8, 1 octombrie 2017, pp. 1295-1305, DOI : 10.1002 / rra.3193 . Adus pe 4 martie 2018 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre hidroelectricitate

linkuri externe

Industria hidroelectrică ( SWF ), pe circe.iuav.it .

Controlul autorității	Tezaur BNCF 14660 · LCCN (EN) sh85145596 · GND (DE) 4189214-8

Portalul Energiei

Portal de inginerie

[1] Patruzeci, hidroelectric | Orizzontenergia , pe horizontenergia.it . Adus la 19 ianuarie 2017 (arhivat din original la 28 septembrie 2017) .

[Paci-2] Giampietro Paci, The world of technology , T1, Zanichelli, ISBN 88-08-09645-9 .

[3] Emanuele Quaranta, Hidroelectric: Provocări viitoare și tendințe tehnologice în sector , pe Orizzontenergia , 4 decembrie 2019. Accesat la 17 decembrie 2019 (arhivat de la adresa URL originală la 17 decembrie 2019) .

[4] Noutăți - Mini hidroelectric: Nu trebuie să fii mare pentru a ieși în evidență | Emanuele Quaranta, Orizzontenergia , pe horizontenergia.it . Adus la 4 martie 2018 (arhivat din original la 31 ianuarie 2017) .

[5] (EN) Emanuele Quaranta, Water Wheels: Bygone Machines or Attractive Hydropower Converters?, Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 3 octombrie 2016. Adus pe 4 martie 2018.

[6] (EN) Emanuele Quaranta, Hydrodynamic Screws: From Archimedes to Electricity -Prescouter - Custom Intelligence, On-Demand , 29 noiembrie 2016. Adus pe 4 martie 2018.

[7] QuarantaEmanuele_vite di Archimede.pdf , în Google Docs . Adus pe 4 martie 2018 .

[8] Emanuele Quaranta și Roberto Revelli, simulări CFD pentru optimizarea designului lamelor roților cu apă , în Ingineria și știința apei potabile , 10, 27-32.

[9] (EN) Emanuele Quaranta, Pot aceste turbine să facă hidroenergia mai prietenoasă pentru pești? -Prescouter - Informații personalizate, la cerere , 24 ianuarie 2018. Adus pe 4 martie 2018 .

[10] (EN) E. Quaranta, C. Katopodis, R. Revelli, Comoglio, C., Comparația câmpului fluxului turbulent și adecvarea aferentă pentru trecerea peștilor a unei căi de pește standard și a unui slot vertical simplificat cu gradient redus , în River Research and Applications, vol. 33, nr. 8, 1 octombrie 2017, pp. 1295-1305, DOI : 10.1002 / rra.3193 . Adus pe 4 martie 2018 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]