Centrali Idroelettriche e Il Loro Funzionamento
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Questions and Answers

Qual è l'impatto ambientale degli impianti idroelettrici più potenti?

Hanno un notevole impatto ambientale.

Che cosa permette di accumulare energia negli impianti idroelettrici?

L'acqua può essere pompata da valle a monte durante le ore di bassa domanda.

Come si suddividono gli impianti ad accumulo in base al grado di regolazione del serbatoio?

Si dividono in impianti a regolazione parziale e a regolazione totale.

Qual è la principale differenza tra impianti a deflusso regolato e impianti ad acqua fluente?

<p>Gli impianti a deflusso regolato possono regolare la produzione di energia, mentre quelli ad acqua fluente no.</p> Signup and view all the answers

Cosa s'intende per deflusso minimo vitale negli impianti ad acqua fluente?

<p>Si tratta della quantità d'acqua necessaria per salvaguardare l'ecosistema.</p> Signup and view all the answers

Qual è il fattore principale che determina la potenza negli impianti ad acqua fluente?

<p>La potenza è funzione del salto e della portata d'acqua disponibile.</p> Signup and view all the answers

Cosa causa una maggiore produzione di energia negli impianti idroelettrici durante i periodi primaverili?

<p>È causata dallo scioglimento primaverile del manto nevoso.</p> Signup and view all the answers

Quali sono i sei elementi principali di un impianto idroelettrico a deflusso regolato?

<ol> <li>Sistema di raccolta dell'acqua, 2. Conduttura forzata, 3. Turbina, 4. Generatore, 5. Sistema di controllo e regolazione della portata, 6. Opere di restituzione dell'acqua.</li> </ol> Signup and view all the answers

Cos'è il salto utile lordo in un impianto idroelettrico?

<p>È il dislivello fra il pelo d'acqua nella vasca di carico e il pelo d'acqua nel canale di restituzione.</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza tra salto utile lordo e salto utile netto?

<p>Il salto utile netto è la parte del salto utile lordo effettivamente utilizzata dai motori idraulici.</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale delle condutture forzate in un impianto idroelettrico?

<p>Convogliare l'acqua dalla raccolta alla turbina per generare energia elettrica.</p> Signup and view all the answers

Quali strutture garantiscono una gestione controllata dell'acqua invasata in un impianto idroelettrico?

<p>Gli sfioratori di superficie e lo scarico di fondo.</p> Signup and view all the answers

Che tipo di struttura costituisce principalmente il sistema di raccolta in un impianto idroelettrico?

<p>Un'opera di sbarramento o una diga.</p> Signup and view all the answers

Cosa sono le opere di restituzione dell'acqua in un impianto idroelettrico?

<p>Sono strutture che riportano l'acqua al suo corso naturale senza trasformazioni chimico-fisiche.</p> Signup and view all the answers

Quale materiale è tipicamente utilizzato per le condutture forzate in un impianto idroelettrico?

<p>Lamiera di acciaio.</p> Signup and view all the answers

Quali sono le principali limitazioni nello sviluppo futuro dell'idroelettrico in Italia?

<p>Le principali limitazioni sono la quasi completa sfruttamento delle risorse disponibili e la difficoltà ad ampliare il numero e la potenza delle centrali esistenti.</p> Signup and view all the answers

In base a quali caratteristiche si può determinare il tipo di sbarramento in un impianto idroelettrico?

<p>Le caratteristiche del luogo dove viene realizzato lo sbarramento.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'impatto ambientale delle centrali idroelettriche legato alla costruzione di dighe?

<p>L'impatto include la modifica del territorio, l'allagamento di ampie aree e conseguenze negative sugli ecosistemi e altre attività economiche.</p> Signup and view all the answers

In che modo le centrali idroelettriche possono influire visivamente sul paesaggio?

<p>Le centrali possono causare cambiamenti significativi nel paesaggio, con un impatto visivo difficile da mascherare.</p> Signup and view all the answers

Perché l'energia idroelettrica potrebbe essere considerata importante per lo sviluppo economico in Africa?

<p>Questo tipo di energia è disponibile in grande quantità e il suo sfruttamento potrebbe migliorare il basso consumo di energia per persona e il benessere economico.</p> Signup and view all the answers

Quali strategie possono essere adottate per ridurre l'impatto visivo delle centrali idroelettriche?

<p>Si possono usare vegetazione per mascherare gli impianti, scegliere colori che si integrino con il paesaggio e costruire impianti parzialmente nel sottosuolo.</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo degli sbarramenti e delle dighe nella gestione delle piene nei corpi idrici torrentizi?

<p>Gli sbarramenti e le dighe regolano e regimentano le piene, evitando il degrado e il dissesto del suolo, soprattutto in aree montane.</p> Signup and view all the answers

In che modo un lago artificiale può valorizzare un'area circostante?

<p>Un lago artificiale può favorire lo sviluppo di attività turistiche, sportive e produttive, contribuendo a un'economia locale sostenibile.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'impatto del prelievo idrico sulla quantità d'acqua nei torrenti a valle?

<p>Il prelievo idrico riduce la quantità d'acqua, creando sconvolgimenti negli ecosistemi fluviali e danneggiando il patrimonio ittico.</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'minimo vitale' nel contesto dei corsi d'acqua?

<p>Il 'minimo vitale' è la quantità di acqua che deve essere garantita per mantenere la vita del corso d'acqua e i suoi ecosistemi.</p> Signup and view all the answers

Quali sono le conseguenze ambientali della ridotta portata nei corsi d'acqua?

<p>La ridotta portata provoca una maggiore concentrazione di inquinanti nei corsi d'acqua e nelle falde acquifere associate.</p> Signup and view all the answers

Come è cambiata la produzione di energia elettrica in Italia fino agli anni '60?

<p>Fino agli anni '50, l'energia elettrica in Italia era praticamente tutta di origine idroelettrica, scendendo all'80% nel 1960.</p> Signup and view all the answers

Perché il prelievo idrico è regolato da leggi specifiche?

<p>Il prelievo idrico è regolato per evitare danni ecologici e garantire la sostenibilità degli ecosistemi fluviali.</p> Signup and view all the answers

Quali attività possono coesistere con lo sfruttamento idroelettrico?

<p>Attività turistiche, sportive e produttive possono coesistere con lo sfruttamento idroelettrico, valorizzando l'area circostante.</p> Signup and view all the answers

In che modo il degrado del suolo influisce sulla gestione delle risorse idriche?

<p>Il degrado del suolo può aumentare il rischio di frane e alluvioni, rendendo necessarie strategie di intervento più spregiudicate.</p> Signup and view all the answers

Quali sono i principali svantaggi della produzione idroelettrica sui corsi d'acqua?

<p>I principali svantaggi includono impatti negativi sugli ecosistemi acquatici e limitazioni nella portata naturale dei corsi d'acqua.</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra gli impianti in pressione e quelli a pelo libero in un impianto idroelettrico?

<p>La principale differenza è che gli impianti in pressione hanno un'elasticità di esercizio maggiore, mentre per gli impianti a pelo libero è necessario dimensionare ampiamente il bacino di carico.</p> Signup and view all the answers

Perché è importante la posizione del serbatoio negli impianti idroelettrici in montagna?

<p>È importante che il serbatoio sia ubicato in alte quote per raccogliere i maggiori deflussi e massimizzare l'area del bacino imbrifero.</p> Signup and view all the answers

Cosa sono le gallerie di valico e quale funzione svolgono negli impianti idroelettrici?

<p>Le gallerie di valico consentono di deviare le acque in un'altra vallata per utilizzarle in altre centrali o ottenere un maggior salto di caduta.</p> Signup and view all the answers

In quale situazione si utilizza un impianto direttamente connesso a dighe di ritenuta?

<p>Si utilizza quando una sezione del corso d'acqua è adatta per la costruzione di una diga ma non è conveniente costruire opere di derivazione.</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione del pozzo piezometrico in un impianto idroelettrico con condotta forzata?

<p>Il pozzo piezometrico serve come punto di avvio della condotta forzata, dove l'acqua è condotta verso la centrale.</p> Signup and view all the answers

Quali vantaggi offre un impianto idroelettrico situato in corrispondenza di un affluente importante?

<p>Offre il vantaggio di poter riutilizzare le acque di scarico della centrale e quelle dell'affluente in successivi processi di derivazione.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza della pendenza del canale nell'efficienza degli impianti idroelettrici?

<p>La pendenza del canale influisce sulla velocità dell'acqua, che è cruciale per la generazione di energia elettrica.</p> Signup and view all the answers

Quali componenti riducono la complessità in un impianto idroelettrico collegato a una diga di ritenuta?

<p>La complessità è ridotta allo sbarramento, a un breve tronco di condotta forzata e alla centrale situata al piede della diga.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'importanza della lunghezza della condotta forzata negli impianti in pressione?

<p>La condotta forzata deve avere la minor lunghezza possibile per ottimizzare l'efficienza e ridurre le perdite idrauliche.</p> Signup and view all the answers

Quali caratteristiche devono avere gli impianti idroelettrici per funzionare in modo ottimale?

<p>Devono essere progettati in base alla pendenza del canale e al carico idrostatico per massimizzare l'efficienza.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Centrale idroelettrica a deflusso regolato

Un impianto idroelettrico che sfrutta la portata d'acqua variabile durante l'anno, fornendo un servizio di base.

Salto utile lordo

Il dislivello tra la superficie dell'acqua nella vasca di carico e la superficie dell'acqua nel canale di restituzione a valle della turbina.

Salto utile netto

La parte del salto utile lordo effettivamente utilizzata dalla turbina. Si calcola come differenza tra il carico totale all'ingresso e quello all'uscita della turbina.

Sistema di raccolta

Un'opera di sbarramento (diga o traversa) che raccoglie l'acqua del fiume.

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Gestione controllata dell'invaso

Sfioratori e scarichi di fondo che permettono di controllare il livello dell'acqua nell'invaso.

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Condotte forzate

Tubi inclinati che trasportano l'acqua dalla diga alla turbina.

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Turbina

L'elemento che trasforma l'energia potenziale dell'acqua in energia meccanica.

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Generatore

L'elemento che converte l'energia meccanica della turbina in energia elettrica.

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Sistema di controllo e regolazione della portata d'acqua

Un sistema che controlla la portata d'acqua nella centrale, regolando l'afflusso all'invaso e la quantità di acqua che raggiunge la turbina.

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Impatto ambientale delle centrali idroelettriche

La costruzione di centrali idroelettriche richiede la presenza di aree di terreno che vengono allagate, con conseguenze negative sull'ecosistema ed economiche per le attività agricole e industriali.

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Potenziale idroelettrico in Europa

L'Italia e l'Europa hanno sfruttato quasi completamente le risorse idroelettriche. Per questo motivo, è difficile aumentare la potenza e il numero delle centrali idroelettriche.

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Potenziale idroelettrico in Africa

L'Africa presenta un grande potenziale idroelettrico ancora in gran parte inesplorato, a causa del basso consumo di energia elettrica e dello sviluppo economico dei suoi abitanti.

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Impatto visivo delle centrali idroelettriche

L'impatto visivo dei grandi impianti idroelettrici è considerevole e difficile da nascondere. Per mitigarlo, è necessario adottare soluzioni che integrino l'impianto nel paesaggio.

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Elementi che influenzano l'impatto visivo

Le opere di presa, lo sbarramento, la centrale, le opere di restituzione e la sottostazione elettrica possono influenzare l'aspetto visivo del territorio. Per ridurre questo impatto, si possono utilizzare tecniche di mascheramento come la vegetazione, i colori e la costruzione di parte dell'impianto nel sottosuolo.

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Centrali idroelettriche a deflusso regolato

Le centrali idroelettriche a deflusso regolato sono dotate di un serbatoio che permette di accumulare l'acqua e regolare la produzione di energia. Il serbatoio si riempie durante i periodi di piena e viene utilizzato per alimentare le turbine durante i periodi di magra.

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Impianto a regolazione parziale

Un tipo di centrale idroelettrica a deflusso regolato che è dotata di un serbatoio di medie dimensioni. Questo tipo di centrale può regolare la produzione di energia in base alle variazioni di carico idraulico giornaliere e settimanali.

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Impianto a regolazione totale

Un tipo di centrale idroelettrica a deflusso regolato che è dotata di un serbatoio di grandi dimensioni. Questo tipo di centrale può regolare la produzione di energia durante tutto l'anno, adattandosi alle esigenze di consumo.

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Centrali idroelettriche ad acqua fluente

Le centrali idroelettriche ad acqua fluente non hanno un serbatoio e la produzione di energia dipende dalla quantità di acqua disponibile nel fiume. La produzione è maggiore durante le piene e minore durante le magre.

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Deflusso minimo vitale

La quantità minima di acqua che deve essere rilasciata dal fiume per garantire la salute dell'ecosistema a valle.

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Portata

La quantità di acqua che scorre attraverso un fiume in un determinato periodo di tempo.

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Salto

L'altezza della cascata che viene utilizzata per generare energia nelle centrali idroelettriche.

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Come le dighe proteggono il territorio?

Gli sbarramenti e le dighe sui fiumi in montagna possono controllare il flusso dell'acqua e prevenire le inondazioni, proteggendo così il territorio.

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Cosa può portare un lago artificiale?

La presenza di un lago artificiale creato da una diga può attirare turismo, sport e attività produttive, rendendo l'area più vivace.

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Qual è l'effetto principale del prelievo di acqua per l'idroelettrico?

Il prelievo di acqua da fiumi e torrenti per le centrali idroelettriche riduce la quantità d'acqua a valle, danneggiando gli ecosistemi acquatici.

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Cos'è il minimo vitale?

La legge limita il prelievo d'acqua per garantire un minimo vitale che permetta la sopravvivenza degli organismi acquatici.

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Come influisce la riduzione del flusso d'acqua sull'inquinamento?

La riduzione del flusso d'acqua nei fiumi aumenta la concentrazione di inquinanti perché l'acqua disponibile è meno.

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Quando l'idroelettrica era la principale fonte di energia in Italia?

L'energia idroelettrica era la principale fonte di energia elettrica in Italia fino agli anni '50.

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Quanto energia idroelettrica veniva prodotta in Italia nel 1960?

Nel 1960, l'80% dell'energia elettrica in Italia proveniva da impianti idroelettrici.

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Elasticità di esercizio degli impianti idroelettrici

Gli impianti idroelettrici in pressione hanno un'elasticità di esercizio maggiore rispetto agli impianti a pelo libero, ovvero riescono a gestire variazioni di carico più facilmente.

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Velocità dell'acqua negli impianti a pelo libero

Negli impianti idroelettrici a pelo libero, la velocità dell'acqua è determinata dalla pendenza del canale.

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Velocità dell'acqua negli impianti in pressione

Negli impianti idroelettrici in pressione, la velocità dell'acqua è determinata dal carico idrostatico agente.

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Bacino di carico negli impianti a pelo libero

Per ottenere prestazioni simili a quelle degli impianti in pressione, gli impianti a pelo libero richiedono un bacino di carico molto grande.

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Impianti in pressione con condotte forzate

Questo tipo di impianto è ideale per le zone montane con un'elevata differenza di quota. Il serbatoio viene posizionato nella posizione più favorevole per la costruzione della diga e la raccolta di maggiori deflussi.

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Galleria in pressione

La galleria in pressione (anche chiamata condotto derivatore) è un tunnel che porta l'acqua dalla diga alla centrale.

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Devoluzione di acque in eccesso

In alcuni casi, l'acqua in eccesso viene deviata verso un'altra vallata per alimentare altre centrali o sfruttare un salto di quota maggiore.

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Impianti direttamente connessi a dighe di ritenuta

È possibile collocare la centrale alla base della diga, dove l'acqua viene scaricata direttamente nell'alveo.

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Posizione della centrale negli impianti con dighe di ritenuta

La centrale può essere costruita come un edificio separato o integrata nella struttura della diga.

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Study Notes

Le centrali idroelettriche

  • Il ciclo dell'acqua è un processo naturale che mette a disposizione una fonte energetica rinnovabile, la seconda dopo le biomasse.
  • Il sole è la fonte primaria del ciclo, provocando l'evaporazione.
  • Solo lo 0,33% dell'energia solare si traduce in precipitazioni.
  • L'acqua contiene energia potenziale e cinetica.
  • L'energia potenziale dipende dalla distanza di caduta e l'energia cinetica dipende dalla velocità e dalla massa.
  • I mulini ad acqua erano usati dai Romani e dai Greci per la macinazione del grano e altre attività.

Centrali idroelettriche

  • Le centrali idroelettriche trasformano l'energia potenziale di una massa di acqua in energia elettrica.
  • Gli impianti idroelettrici si suddividono in grandi impianti (idroelettrici) e piccoli impianti (mini-idroelettrici).
  • La classificazione degli impianti si basa sulla potenza installata.
    • Gli impianti idroelettrici si suddividono in impianti ad acqua fluente (no serbatoio) e impianti a serbatoio (regolazione). .
  • I tipi di impianti includono quelli a deflusso regolato e quelli ad acqua fluente.
    • Impianti a deflusso regolato: hanno un serbatoio che accumula e rilascia acqua per regolare la produzione di energia.
    • Impianti ad acqua fluente: sfruttano il flusso naturale del fiume o torrente senza serbatoio.

Tipi di turbine

  • Le turbine idrauliche sono costituite da un organo fisso (distributore) e uno mobile (girante).
  • Il distributore indirizza il flusso d'acqua sulla girante per ottimizzare l'energia cinetica; regola la portata.
  • Le turbine si distinguono in turbine ad azione e turbine a reazione. Le turbine ad azione usano principalmente l'energia cinetica
  • Le turbine a reazione usano l'energia cinetica e l'energia di pressione in modo graduale.

Impatto ambientale

  • Il prelievo idrico da impianti idroelettrici riduce la quantità d'acqua nei torrenti e nei fiumi.
  • Le dighe modificano gli ecosistemi fluviali.
  • La costruzione di dighe e serbatoi provoca cambiamenti nei territori circostanti influenzando gli ecosistemi e il clima.
  • L'influenza è più rilevante nelle zone montane alpine.

Sviluppi futuri

  • Lo sfruttamento idroelettrico è quasi esaurito in Europa.
  • L'Africa rappresenta un potenziale inesplorato in questo campo.

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Description

Questo quiz esplora il funzionamento delle centrali idroelettriche, analizzando il ciclo dell'acqua come fonte di energia rinnovabile. Scoprirai come l'energia potenziale e cinetica dell'acqua viene convertita in energia elettrica, e le differenze tra grandi e piccoli impianti idroelettrici.

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