Il funzionamento di un impianto idroelettrico è molto semplice. All’interno della centrale idroelettrica è prevista l’installazione di una turbina idraulica che verrà azionata dal movimento dell’acqua. La spinta dell’acqua (che si troverà ad un livello di altitudine superiore rispetto alla centrale) sulla turbina ne provoca la rotazione. Quest’ultima funzionando da alternatore genera energia elettrica.
La scelta della tipologia di turbina da utilizzare dipende dal salto (differenza di livello), tra il punto in cui viene prelevata l’acqua e la posizione della centrale.
La potenza di un impianto idroelettrico è determinata da due fattori: il peso della massa d’acqua movimentata (portata) e il dislivello, ovvero la differenza di altitudine tra la quota da cui viene prelevata l’acqua e quella a cui viene restituita. La potenza pertanto può essere determinata algebricamente moltiplicando tra loro portata ponderale e dislivello. La portata ponderale a sua volta è data dalla moltiplicazione tra portata che passa nell’unità di tempo (il secondo) e il dislivello.
Tipologia di impianti idroelettrici
Da un punto di vista impiantistico le centrali idroelettriche si dividono in tre tipologie:
- Impianti idroelettrici ad acqua fluente: sfruttano la portata naturale (disponibile) di un corso d’acqua, posto su due livelli differenti. L’acqua viene prelevata e fatta confluire in un bacino di carico e tramite un sistema di condotte raggiunge la centrale idroelettrica, dopodiché l’acqua viene scaricata attraverso un canale di scarico e immessa nuovamente nel corso d’acqua. La potenza sviluppata dagli impianti idroelettrici ad acqua fluente dipende, quindi, dalla portata del corso d’acqua.
- Impianti idroelettrici a bacino (o a serbatoio): il funzionamento di questi sistemi, si basa sull’utilizzo di un bacino idrico (serbatoio) che può essere di origine naturale come i laghi o artificiale, e che talvolta possono prevedere la creazione di sbarramenti (dighe), utilizzate per aumentare la portata dei bacini naturali. A seconda della posizione della centrale idroelettrica rispetto al serbatoio da cui viene prelevata l’acqua si parla di: Centrale idroelettrica addossata alla diga: la centrale si trova allo stesso livello del serbatoio. Centrale idroelettrica ad alta caduta: la centrale si trova ad un livello superiore rispetto al serbatoio. L’acqua viene convogliata attraverso delle condotte forzate, dalla diga alla turbine idrauliche che ruotando generano energia elettrica. A differenza dei precedenti sistemi ad acqua fluente, gli impianti idroelettrici a bacino permettono di avere un controllo sui flussi d’acqua, riuscendo così a regolarne il deflusso in base alle esigenze in determinate ore della giornata o in determinati periodi dell’anno, proprio per questo motivo sono conosciuti anche come impianti idroelettrici a deflusso regolato.
- Impianti idroelettrici di pompaggio (o ad accumolo): Questo tipo di impianti consente di incrementare la produzione di energia delle centrali idroelettriche che utilizzano un impianto a bacino. Gli impianti ad accumulo prevedono l’utilizzo di due serbatoi collocati a quote differenti, uno a monte e uno a valle. Attraverso un sistema di pompaggio, durante le ore in cui la richiesta di energia è minore (ore notturne) l’acqua viene trasferita dal bacino di valle al bacino di monte, permettendo così di far fronte in sicurezza alla maggior richiesta di energia delle ore diurne.
