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Questions and Answers
Qual è l'impatto principale dell'installazione di impianti idroelettrici in aree montane?
Qual è l'impatto principale dell'installazione di impianti idroelettrici in aree montane?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio le conseguenze di una diga su un corso d'acqua?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio le conseguenze di una diga su un corso d'acqua?
Qual è uno degli effetti diretti sulla fauna acquatica derivante dalla diminuzione della quantità d'acqua a causa del prelievo per scopi idroelettrici?
Qual è uno degli effetti diretti sulla fauna acquatica derivante dalla diminuzione della quantità d'acqua a causa del prelievo per scopi idroelettrici?
Per quale motivo le centrali idroelettriche in caverna possono comportare problematiche ambientali?
Per quale motivo le centrali idroelettriche in caverna possono comportare problematiche ambientali?
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Qual è un possibile effetto della variazione di qualità dell'acqua a causa delle modifiche nella quantità d'acqua prelevata?
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Quale elemento non fa parte di un impianto idroelettrico a deflusso regolato?
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Che cosa rappresenta il salto utile netto in una centrale idroelettrica?
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Quale dei seguenti componenti è responsabile della trasformazione dell'energia meccanica in elettrica in un impianto idroelettrico?
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Quale funzione svolge lo sfioratore di superficie in un impianto idroelettrico?
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Qual è la principale caratteristica delle condutture forzate in un impianto idroelettrico?
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Cosa determina il trasporto solido nelle acque torrentizie?
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Qual è la funzione principale di una diga in un impianto idroelettrico?
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Qual è l'equazione utilizzata per calcolare la potenza effettiva in un impianto idroelettrico?
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Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la capacità utile di un serbatoio?
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Come si calcola la producibilità media annua di un impianto idroelettrico?
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Qual è una delle opere di captazione in un impianto idroelettrico?
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Che cosa rappresenta il salto utile lordo medio complessivo in un impianto idroelettrico?
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Cosa indica il rendimento medio dell'impianto idroelettrico?
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La potenza effettivamente sviluppabile dai generatori in un impianto idroelettrico dipende da quale fattore?
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Quale affermazione descrive correttamente la producibilità di un impianto in un intervallo di tempo T?
Quale affermazione descrive correttamente la producibilità di un impianto in un intervallo di tempo T?
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Qual è la funzione principale delle condotte forzate negli impianti idroelettrici?
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In che cosa si differenziano gli impianti a serbatoio da quelli ad acqua fluente?
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Quale tipo di impianto idroelettrico è dotato di serbatoi di notevole capacità per una regolazione totale?
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Quali sono le opere di restituzione negli impianti idroelettrici?
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Quale affermazione è vera riguardo agli impianti a regolazione parziale?
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Cosa caratterizza un impianto a serbatoio di sola integrazione o di punta?
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Qual è la differenza principale tra un canale a pelo libero e una galleria in pressione?
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A quale scopo servono i dispositivi di sghiaiamento e di dissabbiamento nelle opere di derivazione?
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Quale fra le seguenti è una caratteristica degli impianti a serbatoio?
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Qual è la caratteristica principale degli impianti fluviali senza canale derivatore?
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In cosa consiste il condotto derivatore negli impianti a pelo libero?
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Qual è un elemento essenziale per gli impianti fluviali?
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Qual è una limitazione degli impianti a pelo libero?
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Quale caratteristica non è tipica degli impianti fluviali con canale derivatore?
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Cosa permette la conca di navigazione in un impianto fluviale?
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Quale delle seguenti affermazioni riguardo all'invaso in impianti fluviali è vera?
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Qual è il principale svantaggio degli impianti a pelo libero rispetto ad altri tipi di impianti?
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Quali opere sono indispensabili in impianti fluviali senza canale derivatore?
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Qual è la funzione dei sghiaiatori e dissabbiatori nelle opere di presa per impianti a pelo libero?
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Study Notes
Le centrali idroelettriche
- Il ciclo dell'acqua è un processo naturale che mette a disposizione una straordinaria fonte energetica rinnovabile.
- Il sole è la primaria fonte di energia, che provoca l'evaporazione dell'acqua.
- Solo lo 0,33% dell'energia solare si traduce in precipitazioni.
- L'acqua possiede energia potenziale e cinetica.
- L'energia cinetica dipende dalla velocità e dalla massa dell'acqua in movimento.
- L'energia potenziale dell'acqua dipende dalla distanza tra l'inizio e il punto di arrivo della sua caduta.
Mulini ad acqua
- Greci e Romani utilizzavano i mulini idraulici, principalmente per macinare il grano.
- Ad Arles, in Francia, sono stati trovati mulini idraulici a otto ruote che sfruttavano contemporaneamente lo stesso corso d'acqua. (310 d.C.)
- Lo sfruttamento dell'energia idraulica si diffuse massicciamente solo nei secoli XII e XIII in Europa, principalmente per l'agricoltura.
- Macinando grano, olive, sale e altri minerali.
- Inventori importanti di questo periodo furono Leonardo da Vinci.
- I mulini venivano usati anche per la bonifica di terreni paludosi e per l'irrigazione.
Ruota idraulica
- La ruota idraulica permetteva un movimento verticale discontinuo, come quello di un martello.
- Utilizzata per stampare tessuti e azionare mantici che servivano per attività metallurgiche.
- L'evoluzione della ruota idraulica portò alla nascita della turbina.
Centrali idroelettriche
- Il principio fondamentale delle centrali idroelettriche è trasformare l'energia potenziale o cinetica di una massa d'acqua in energia elettrica.
- Gli impianti idroelettrici sono suddivisi in grandi impianti e mini-idroelettrici, a seconda della loro potenza installata.
- Limite di potenza per considerare un impianto minore è i 10 MW (in Italia fino a 3 MW).
- Impianti a deflusso regolato sono impianti che utilizzano bacini naturali o artificiali, con sbarramenti, per immagazzinare e regolare la quantità d'acqua.
- Impianti ad acqua fluente sfruttano il flusso di un corso d'acqua senza immagazzinamento.
- I componenti principali di un impianto idroelettrico sono: sistema di raccolta, condotta forzata, turbina e generatore, sistema di controllo e restituzione.
Schema di centrale idroelettrica
- Il salto utile lordo è la differenza di livello tra il pelo d'acqua nella vasca di carico e quello del canale di restituzione a valle dei motori idraulici.
- Il salto utile netto (o motore) è la quantità di salto utile lordo effettivamente utilizzata dai motori idraulici.
Sistema di raccolta
- Il sistema di raccolta è principalmente costituito da un'opera di sbarramento (diga).
- Gli sfioratori e gli scarichi di fondo permettono il controllo e la gestione dell'acqua invasata.
- Le diverse tipologie di traverse o dighe variano a seconda delle caratteristiche del luogo.
Variabili che determinano la capacità della turbina
- Il salto utile è la differenza di livello tra il punto di entrata e di uscita dell'acqua nel sistema.
- La portata è il volume d'acqua che attraversa una sezione in un secondo.
- Potenza effettiva è la capacità di generare potenza dai generatori.
Tipi di turbine
- Turbine ad azione (es. Pelton) convertono l'energia potenziale in energia cinetica.
- Turbine a reazione (es. Francis) convertono gradualmente energia di pressione in energia cinetica.
- Turbine Crossflow sono una tipologia semplice e meno costosa, adatta a piccole potenze.
Impianti a deflusso regolato
- Gli impianti con serbatoio a regolazione parziale permettono di regolare la produzione di energia in relazione alle variazioni di carico idraulico giornaliere.
- Gli impianti con serbatoio a regolazione totale (grandi dimensioni) gestiscono la produzione in relazione alla disponibilità totale di acqua durante tutto l'anno.
Impianto di Chavonne (AO)
- L'impianto di Chavonne presenta condotte forzate e una sala macchine con turbine Pelton ad asse orizzontale.
Altri tipi di turbine ad azione
- Le turbine Turgo e Crossflow hanno forme e disposizioni delle pale diverse dal tipo più comune di turbina Pelton.
###Impatto ambientale
- L'impatto delle centrali idroelettriche sul territorio è notevole e deve essere considerato nelle fasi di progettazione.
- Il prelievo idrico può causare sconvolgimenti negli ecosistemi fluviali.
- La riduzione della portata dell'acqua, in caso di secca, può portare a gravi danni ambientali.
- L'invaso può comportare cambiamenti significativi e in alcuni casi anche problemi estetici.
- La presenza di dighe modifica microclima dei territori interessati.
Rapporto con gli ecosistemi
- I progetti di centrali idroelettriche devono tenere conto del potenziale impatto negativo sulle specie animali e vegetali.
- La modifica dei corsi d'acqua può avere un impatto significativo sulla fauna acquatica e sulla vegetazione sulle rive.
- Il volume d'acqua di un bacino può cambiare a seconda delle condizioni stagionali, influenzando la disponibilità d'acqua per la centrale.
Le dighe e il clima locale
- La presenza di grandi masse d'acqua come i bacini artificiali possono modulare la temperatura locale.
- In estate, l'acqua assorbe calore mitiga l'atmosfera diminuendo la temperatura.
- In inverno, l'acqua rilascia il calore immagazzinato aumentando la temperatura locale.
Sviluppi futuri
- In aree non ancora sfruttate come l'Africa, lo sfruttamento idroelettrico può avere un ruolo importante per sostenere lo sviluppo economico.
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Description
Scopri come le centrali idroelettriche utilizzano il ciclo dell'acqua per generare energia rinnovabile. Esploreremo anche la storia dei mulini ad acqua, dall'antichità ai secoli medievali, evidenziando la loro importanza nella macinazione e nell'agricoltura.
