L Energia idroelettrica

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1 L Energia idroelettrica 1

2 Energia Idroelettrica 2

3 Energia Idroelettrica 3

4 Energia Idroelettrica 4

5 Legislazione PROTOCOLLO DI KYOTO: i paesi industrializzati si impegnano a ridurre entro il 2012 le emissioni di CO2 del 5,2% rispetto al 1990 (stipulato nel dicembre del 97) ; LEGGE : Ci si aspettava venissero definiti gli obiettivi e le strategie per ridurre su scala mondiale le emissioni di CO2; I CERTIFICATI VERDI: nuova struttura di incentivazione delle fonti rinnovabili. 5

6 Ciclo Idrologico Un corso d acqua deriva dalle precipitazioni ma in realtà dipende dall energia solare 6

7 Centrali nel Mondo Tipo centrale USA Canada Cina Termo 71,8% 29% 80,35 % Giappone UE 59,3% 50,8% Nucleare 20,8% 13% 1,2% 30 7% 33,3% Idro 5,7% 56,7% 9% 18,4% 13,6% Solare eolica geotermica 1,7% 1,3% 1% 0,1% 2,3% 7 Produzione di elettricità nel mondo

8 Organizzazione del mercato elettrico in Italia Produttori; Gestore Mercato Elettrico (GME); Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale; Grossisti; Distributori; Mercato Vincolato; Mercato Libero; Acquirente Unico. 8

9 Gli impianti in Italia Rese: GWh Numero: 2005 centrali Locazione: Piemonte, Valle d Aosta e Liguria: 539 potenza prodotta: 4.350,9 MW Trentino, Friuli e Veneto: 630 potenza prodotta: 4.592,5 MW 9

10 Le Risorse Portata e Salto 10

11 Cos è l energia idroelettrica E una fonte di energia rinnovabile che sfrutta la potenza dell acqua che, in particolari condizioni, èin grado di trasformare l energia meccanica in energia elettrica. 11

12 Da dove si ricava? Dai laghi o da bacini artificiali, l acqua viene convogliata,attraverso condutture forzate, a valle. Dai fiumi aventi una consistente portata d acqua e un regime costante nell arco dell anno. Viene fatta aumentare l energia cinetica. 12

13 DIGA: ha lo scopo di creare una riserva d acqua, tramite la costruzione di un bacino artificiale, e di conseguenza creare un dislivello. 13

14 CONDOTTA FORZATA: convoglia l acqua dal bacino fino alle turbine 14

15 POZZO PIEZOMETRICO: ha il compito di smorzare le enormi sovrappressioni che si generano quando la turbina viene fermata per evitare effetti a colpo d ariete. 15

16 Portata, Salto e Potenza 16

17 Il bacino idroelettrico: due tipi di centrali A salto: si utilizzano grandi altezze di caduta dell acqua nelle regioni montane Ad acqua fluente: utilizzano grandi masse d acqua corrente che superano piccoli dislivelli 17

18 Centrale IDROELETTRICA En. Potenziale >> En. Cinetica >> En. Elettrica 18

19 Le centrali.. Serie di opere di ingegneria idraulica posizionate in una certa successione allo scopo di ottenere energia elettrica da masse d acqua d in movimento 19

20 Centrale IDROELETTRICA En. cinetica > en meccanica Turbina Una turbina è una macchina che converte l energia cinetica e/o potenziale di un fluido, ad esempio acqua o vapore acqueo, e la trasforma in energia meccanica. 20

21 Centrale IDROELETTRICA En. meccanica > en elettrica Alternatore Legge di Faraday Neumann Lenz 21

22 Centrale IDROELETTRICA En. meccanica -> > en elettrica Alternatore 22

23 Classificazione delle centrali Idroelettriche 23

24 Centrale ad acqua fluente 24

25 Centrale a piede di diga 25

26 Centrale ad accumulo a pompaggio 26

27 Centrale su linea di approvvigionamento Es: impianto su canali di irrigazione 27

28 Scelta della Turbina in base al salto Turbina Salto Turbina Kaplan Turbina Michell-Banky Turbina Turgo Turbina Francis Turbina Pelton 2 / 20 mt 3 / 200 mt 50 / 250 mt 10 / 350 mt 50 / 1300 mt 28

29 Tipi di turbine Pelton Turgo Cross- Flow Francis Kaplan Turbina ad azione Turbina ad azione Turbina ad azione Turbina a reazione Turbina a reazione Salti di m Salti di m Salti di m Salti di 2 20 m 29

30 Turbina Kaplan salto 2 20 mt 30

31 Turbina Michell Banky salto mt 31

32 Turbina Turgo salto mt 32

33 Turbina Francis salto mt 33

34 Turbina Pelton salto mt 34

35 Turbina per bassi salti Turbina a coclea 35

36 Sistemi Francis e Pelton 36

37 Sistemi Kaplan e Pelton 37

38 ALTERNATORE: trasforma l energia meccanica in energia elettrica da immettere in rete. L'alternatore è costituito da: Una parte fissa: statore; Una parte mobile: rotore. 38

39 La corrente alternata La corrente alternata è una corrente che cambia periodicamente, scorrendo ora in un senso ora nell altro i(t) = i sen(ωt + α) 39

40 IL TRASFORMATORE: serve ad innalzare il voltaggio della corrente in uscita dall alternatore per evitare eccessive perdite di energia in linea (principio dell induzione elettromagnetica). 40

41 L induzione elettromagnetica Quando un conduttore èpercorso da corrente elettrica genera attorno a se un campo magnetico che crea una tensione indotta, senza contatto fisico ma solo magnetico. 41

42 Il cammino dell elettricità Come viene distribuita l energia elettrica 42

43 Potenza di centrale Potenza Teorica sviluppabile ( Watt ) Pt = H x Q x g x ps H = salto in mt Q = portata in m3/sec g = 9,8 m/sec2 ps = peso specifico acqua 1000 Kg/m3 Potenza Netta sviluppabile ( Watt ) Pn = Pt x n Pt = potenza teorica Watt n = rendimento ( da 0 a 1 ) 43

44 Problemi ambientali 44

45 Impatto ambientale intervento edilizio, come la costruzione di laghi artificiali in fase di costruzione ha un impatto visivo ed estetico molto forte 45

46 Alterazione delle portata fluviale e conseguente cambiamento del microclima Problemi di sicurezza in caso di terremoti e frane Esodi forzati di popolazione Diminuzione della fertilità dei terreni a valle Diffusione di malattie trasmesse dai parassiti che si moltiplicano nei bacini 46

47 Problemi per il letto fluviale la naturale sedimentazione riempie il letto fluviale; sbarramenti bloccano il trasporto solido dei fiumi; alterazione dell equilibrio tra l apporto solido e l attività erosiva nel corso dell acqua a valle; erosione delle coste; 47

48 Il disastro del Vajont 9 ottobre 1963 alle ore una frana staccatasi dal monte Toc precipita nel bacino della diga del Vajont un'onda scavalca la diga e travolge distruggendolo il paese di Longarone 1910 vittime 48

49 Panoramica della Valle del Vajont. Si nota la frana di 260 milioni di metri cubi staccatasi dal Monte Toc e precipitata nel bacino artificiale. 49

50 La diga delle Tre Gole renderà disponibile MW; èstata allagata una zona di 600 km x 2 km; 23 città demolite; 1,3 milioni di persone evacuate. 50

51 Le guerre dell oro blu La diga sul fiume Gange; Turchia, Siria e Iraq; Cecoslovacchia e Ungheria 51

52 Turchia, Siria e Iraq La Turchia intende realizzare 22 dighe sull Eufrate, che diminuirebbero drasticamente il livello delle acque del fiume disponibili per l Iraq; La più grande (Ataturk) completata nel 91 èalta 454m; Similmente, quando la Siria cominciò il riempimento della nuova grande diga di Tabqa, questo causò la diminuzione di un quarto della portata idrica in Iraq; Per tutta risposta Saddam Hussein schierò le sue truppe alla frontiera e minacciando esplicitamente la diga 52

53 Cecoslovacchia e Ungheria Nel 77 danno il via al progetto Gabcikovo Nagymaros per la gestione delle acque del fiume Danubio che prevede la realizzazione di un sistema di sbarramenti e due centrali idroelettriche; Un nuovo studio sugli impatti ambientali dimostra che la diga di Nagymaros può nuocere all ecosistema del fiume e ridurre le scorte di acqua potabile; La Cecoslovacchia vuole una revisione del progetto, mentre l Ungheria preme per l accantonamento definitivo del progetto; Il conflitto termina nel

54 La diga sul Gange l ultima diga terminata nel 74 ha provocato tensioni tra India e Bangladesh; L India continua a costruire sbarramenti, impoverendo così la riserva idrica del Bangladesh, prosciugando 80 fiumi. 54

55 55

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