Energia Idraulica e Rinnovabile
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Questions and Answers

Qual è la principale fonte energetica rinnovabile dopo le biomasse?

  • Energia idraulica (correct)
  • Energia geotermica
  • Energia eolica
  • Energia termica

Che ruolo ha il Sole nel ciclo dell'acqua?

  • Provoca l'evaporazione dell'acqua (correct)
  • Riduce la salinità dell'acqua
  • Raffredda i fiumi
  • Aumenta la quantità di precipitazioni

Quale delle seguenti affermazioni sulla storia dei mulini ad acqua è corretta?

  • Già i Greci e Romani li utilizzavano per lo zucchero
  • Sono stati utilizzati solo nei secoli XVIII e XIX
  • La loro diffusione in Europa iniziò nei secoli XII e XIII (correct)
  • Erano usati principalmente nelle miniere

Quale tipo di energia non è menzionato in relazione all'acqua?

<p>Energia nucleare (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per energia cinetica dell'acqua?

<p>L'energia posseduta dall'acqua in movimento (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni non riflette l'utilizzo storico dell'energia idraulica?

<p>Impieghi massicci nell'industria tessile (C)</p> Signup and view all the answers

Qual era il principale utilizzo dell'energia idraulica nei secoli passati?

<p>Macchinazione di granaglie e altri prodotti (A)</p> Signup and view all the answers

Dove si trovavano mulini idraulici a otto ruote utilizzati per macinare il grano?

<p>In Francia, a Barbegal (D)</p> Signup and view all the answers

Quale inventore è noto per la sua prolificità nelle invenzioni legate alle macchine idrauliche?

<p>Leonardo da Vinci (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo alla ruota idraulica è corretta?

<p>Ha permesso di azionare mantici per la metallurgia. (B)</p> Signup and view all the answers

In quale secolo è avvenuta la nascita della turbina idraulica?

<p>XIX secolo (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il rendimento complessivo degli impianti idroelettrici moderni?

<p>Sopra l'80% (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il criterio principale per suddividere gli impianti idroelettrici?

<p>La potenza installata (B)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di impianti sono quelli a deflusso regolato?

<p>Impianti con bacini idrici naturali o artificiali (B)</p> Signup and view all the answers

Quale funzione principale ha la ruota ad acqua inventata dai greci?

<p>Sollevare l'acqua (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade all'energia meccanica nell'ambito delle centrali idroelettriche?

<p>Viene trasformata in energia elettrica (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il principale scopo degli sfioratori di superficie?

<p>Garantire una gestione controllata dell'acqua invasata (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa determina la capacità di una turbina idraulica?

<p>Il salto utile e la portata (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la definizione corretta di 'portata massima derivabile'?

<p>La portata espressa in metri cubi al secondo dai motori idraulici della centrale (B)</p> Signup and view all the answers

Che cosa si intende per 'salto utile' in un impianto idraulico?

<p>Il dislivello tra il punto di raccolta dell'acqua e il punto di scarico (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale delle condutture forzate?

<p>Convogliare l'acqua alla centrale per la produzione di energia (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale caratteristica degli impianti a pelo libero?

<p>Non sono adatti per rapide e notevoli variazioni di portata (C)</p> Signup and view all the answers

Come viene misurato il 'deflusso utilizzabile'?

<p>In metri cubi totali durante un intervallo di tempo (B)</p> Signup and view all the answers

Quando è lecito utilizzare un salto utile medio nei calcoli?

<p>Se l'escursione di livello è inferiore al 10% (B)</p> Signup and view all the answers

Quale tipo di impianto fluviale non utilizza un canale derivatore?

<p>Impianti fluviali senza canale derivatore (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la 'capacitá utile di un serbatoio'?

<p>Volume compreso tra la minima e la massima quota di ritenuta (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il limite massimo del salto in impianti fluviali senza canale derivatore?

<p>Da 5 a 20 m (C)</p> Signup and view all the answers

Che tipo di opere sono fondamentali in un impianto fluviale senza canale derivatore?

<p>Scale per il passaggio dei pesci (A), Conche di navigazione (B)</p> Signup and view all the answers

Da cosa è caratterizzato un impianto fluviale con canale derivatore?

<p>La centrale è disposta lungo il canale (C)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo agli impianti a pelo libero?

<p>Richiedono opere completi come sghiaiatori e dissabbiatori (A)</p> Signup and view all the answers

Perché gli impianti fluviali non costituiscono mai una riserva rilevante?

<p>Hanno elevate portate utilizzate (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale delle conche di navigazione negli impianti fluviali?

<p>Permettere ai natanti di superare il salto delle acque (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il compito principale del distributore in una turbina idraulica?

<p>Indirizzare il fluido sulla girante con una direzione ottimale (B)</p> Signup and view all the answers

Quando si parla di turbina ad azione, qual è la condizione della pressione all'ingresso della girante?

<p>La pressione è atmosferica (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade alla corrente liquida dopo aver attraversato il distributore?

<p>Conserva la stessa energia totale con cui è entrata (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo delle scale dei pesci negli impianti fluviali?

<p>Facilitare la fauna ittica nel risalire la corrente (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la differenza principale tra una turbina a reazione e una turbina ad azione?

<p>La turbina a reazione ha sempre una pressione superiore a quella atmosferica (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo al funzionamento del distributore?

<p>Regola la portata utilizzata variando le luci di passaggio (B)</p> Signup and view all the answers

Che cosa permette alla turbina di trasformare l'energia di pressione in energia cinetica?

<p>Il distributore (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa avviene se la trasformazione dell'energia di pressione in energia cinetica non è completa?

<p>La turbina si classifica come a reazione (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica principale degli impianti in pressione rispetto a quelli a pelo libero?

<p>Hanno una maggiore elasticità di esercizio. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale fattore è determinante per la velocità dell'acqua in un canale in pressione?

<p>La pendenza del canale. (A)</p> Signup and view all the answers

Dove è consigliabile ubicare il serbatoio in un impianto in pressione?

<p>In una posizione favorevole per massimizzare la raccolta di deflussi. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della galleria in pressione in un impianto idroelettrico?

<p>Trasportare l'acqua dalla sorgente alla centrale. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta un impianto direttamente connesso a dighe di ritenuta?

<p>Un impianto ridotto a solo sbarramento e condotta breve. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è un vantaggio della posizione della centrale in corrispondenza di un affluente?

<p>Aumenta la quantità di acqua utilizzata dalla centrale. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è uno svantaggio dell'approccio a pelo libero rispetto a un impianto in pressione?

<p>Minore flessibilità nell'uso delle risorse idriche. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il principale obiettivo della condotta forzata in un impianto idroelettrico?

<p>Minimizzare la lunghezza per efficienza. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Energia cinetica dell'acqua

L'energia derivante dal movimento dell'acqua, come quella di un fiume o una cascata.

Energia potenziale dell'acqua

L'energia immagazzinata nell'acqua a causa della sua posizione, come l'acqua in un bacino artificiale.

Energia idroelettrica

L'energia generata dalla conversione dell'energia potenziale o cinetica dell'acqua in energia elettrica.

Mulino ad acqua

Un dispositivo meccanico che converte l'energia dell'acqua in movimento in lavoro meccanico, come la macinazione del grano.

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Centrale idroelettrica

Un impianto che sfrutta l'energia potenziale e cinetica dell'acqua per generare elettricità.

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Ciclo dell'acqua

Il processo che inizia con l'evaporazione dell'acqua, la formazione di nubi e la successiva pioggia, fornendo un flusso continuo di acqua.

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Sole come fonte di energia idroelettrica

Una fonte di energia rinnovabile che utilizza l'energia del Sole per generare l'evaporazione e il ciclo dell'acqua.

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Utilizzo dell'energia idraulica nell'antica Roma

I Romani utilizzavano l'energia idraulica per macinare il grano nei mulini ad acqua.

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Ruota idraulica

Un dispositivo meccanico che sfrutta la forza dell'acqua per compiere un lavoro.

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Turbina

Un macchinario che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica.

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Impianto a deflusso regolato

Un impianto idroelettrico che sfrutta un bacino artificiale per accumulare acqua.

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Condotte forzate

Sono tubazioni che partono dal luogo in cui è stata raccolta l'acqua e che la trasportano alla centrale idroelettrica. Sono caratterizzate da un'alta inclinazione e sono realizzate in acciaio a sezione circolare. Possiedono valvole in testa e al piede per controllare il flusso dell'acqua.

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Salto utile

È il dislivello tra l'altezza dell'acqua nel bacino e quella dello scarico. Più è elevato, maggiore è l'energia potenziale dell'acqua.

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Portata

È la quantità di acqua che scorre attraverso una sezione in un secondo, misurata in metri cubi.

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Deflusso utilizzabile

È la quantità massima di acqua che può essere utilizzata dalla centrale idroelettrica in un determinato periodo di tempo.

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Capacità utile di un serbatoio

È il volume d'acqua che il bacino idrico può trattenere tra il livello minimo e il livello massimo di ritenzione.

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Portata massima derivabile

È la portata massima che la centrale idroelettrica può gestire contemporaneamente. Determina le dimensioni delle gallerie, delle condotte forzate e del canale di restituzione.

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Portata media utilizzabile

È il rapporto tra il deflusso utilizzabile in un determinato periodo di tempo e il tempo considerato in secondi.

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Elasticità degli impianti in pressione

Gli impianti in pressione sono più flessibili e possono gestire grandi variazioni di portata grazie alla compressibilità dell'acqua.

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Limiti degli impianti a pelo libero

Nelle centrali idroelettriche a pelo libero la portata del flusso d'acqua è limitata dalla superficie libera del canale.

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Impianti in pressione con condotte forzate

Un impianto idroelettrico in pressione utilizza una condotta forzata per convogliare l'acqua dalla diga alla turbina.

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Posizionamento del serbatoio negli impianti in pressione

Il serbatoio di un impianto in pressione dovrebbe essere posizionato per raccogliere la maggior quantità di acqua e la più alta quota possibile.

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Lunghezza della condotta forzata

La condotta forzata deve essere il più corta possibile per ridurre le perdite di energia dovute all'attrito dell'acqua.

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Pozzo piezometrico

La condotta forzata termina in un punto sovrastante la centrale, dove si crea una pressione elevata.

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Utilizzo delle acque di scarico

Le centrali idroelettriche possono essere utilizzate per convogliare l'acqua verso altre centrali o per sfruttare un salto d'acqua maggiore.

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Impianti direttamente connessi a dighe di ritenuta

Quando non è possibile o conveniente costruire opere di derivazione, la centrale può essere posizionata direttamente alla base della diga.

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Scale dei pesci

Queste strutture permettono ai pesci di risalire la corrente del fiume, garantendo la continuità del loro ciclo vitale.

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Impianto fluviale con canale derivatore

Tipo di impianto idroelettrico dove l'acqua viene deviata in un canale artificiale per alimentare la turbina.

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Distributore

Parte della turbina che dirige l'acqua verso la girante, ottimizzando il flusso e la conversione dell'energia.

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Girante

La parte della turbina che ruota, trasformando l'energia idraulica in energia meccanica.

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Turbina ad azione

Un tipo di turbina dove la pressione dell'acqua è completamente convertita in energia cinetica prima che raggiunga la girante.

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Turbina a reazione

Un tipo di turbina dove parte della pressione iniziale dell'acqua viene conservata entrando nella girante.

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Conservazione dell'energia nel distributore

L'energia totale dell'acqua rimane costante nel processo di attraversamento del distributore, a parte le perdite per attrito.

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Pressione atmosferica come riferimento

La pressione atmosferica è usata come riferimento nelle turbine ad azione.

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Impianti a pelo libero con condotte forzate

Gli impianti a pelo libero usano un canale che termina in una vasca di carico, da cui parte la condotta forzata. Lo sbarramento è mobile con un piccolo invaso per regolazione giornaliera o settimanale.

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Impianti fluviali senza canale derivatore

Gli impianti fluviali sono integrati con lo sbarramento e situati nel letto del fiume. Non hanno un canale derivatore e sfruttano la portata del fiume, con un invaso limitato per regolazione rapida. Sono ideali per acque fluenti con flusso continuo.

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Impianti a serbatoio

Gli impianti a serbatoio accumulano l'acqua in un bacino artificiale. Lo sbarramento crea un invaso, da cui l'acqua è convogliata alla centrale. Sono indicati per generare energia variabile in base alle esigenze.

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Salto in un impianto idroelettrico

Il salto è la differenza di quota tra il livello dell'acqua nella diga e il livello della turbina. È variabile in base al livello dell'invaso e dipende dalle caratteristiche delle turbine.

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Sbarramento in un impianto idroelettrico

Lo sbarramento è una struttura che crea un invaso artificiale, regolando il flusso d'acqua e generando energia. Può essere una diga, una traversa o una qualsiasi opera che sbarra il corso d'acqua.

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Vasca di carico

La vasca di carico è un bacino artificiale che riceve l'acqua dal canale derivatore o dallo sbarramento. Serve a regolare il flusso d'acqua e a controllarne la pressione prima di entrare nella condotta forzata.

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Study Notes

Le centrali idroelettriche

  • Il ciclo idrologico è un ciclo dell'acqua determinato da evaporazione, formazione di nubi e precipitazioni. Il sole è la fonte primaria di energia. Nell'acqua sono presenti due tipi di energia: potenziale e cinetica. Solo lo 0,33% dell'energia solare ricevuta dalla Terra si traduce in precipitazioni.
  • Le centrali idroelettriche sfruttano l'energia dell'acqua per produrre energia elettrica. Greci e Romani usavano i mulini ad acqua per macinare il grano. Barbegal (Francia) ne è un esempio storico
  • I mulini idraulici si sono diffusi massicciamente in Europa nei secoli XII e XIII per utilizzo agricolo (macinazione cereali, olive, sale e minerali)
  • Leonardo da Vinci fu uno dei più prolifici inventori in questo campo
  • Nel Medioevo si utilizzava la ruota ad acqua per sollevare l'acqua, bonificare zone paludose, per l'irrigazione e nelle attività minerarie
  • La ruota idraulica si è evoluta nella turbina per trasformare energia meccanica in energia elettrica alla fine del 1800. Oggi i rendimenti degli impianti moderni superano l'80%
  • Gli impianti idroelettrici sono di due tipi: a deflusso regolato e ad acqua fluente
  • Gli impianti a deflusso regolato usano un bacino idrico naturale o artificiale per immagazzinare e controllare il flusso dell'acqua. Possono essere a regolazione parziale o totale.
  • Impianti ad acqua fluente: sfruttano il flusso naturale dell'acqua senza serbatoi, il volume d'acqua è variabile nel tempo.
  • Le centrali idroelettriche sono composte da diversi elementi (sistema di raccolta, condotte forzate, turbine, generatori, sistema di controllo e regolazione, opere di restituzione)
  • I parametri fondamentali per definire la capacità di un impianto sono il salto utile (differenza in quota) e la portata (volume d'acqua in un secondo)

Tipi di turbine

  • Le turbine idrauliche sono essenzialmente costituite da un organo fisso (distributore) e uno mobile (girante). Il distributore indirizza il flusso dell'acqua sulla girante.
  • Le turbine ad azione trasformano tutta l'energia di pressione in energia cinetica nella girante.
  • Le turbine ad impulso sfruttano un getto d'acqua ad alta velocità. Esempi: Pelton (alta testata, portata minore).
  • Le turbine a reazione trasformano parte dell'energia di pressione in energia cinetica; l'acqua resta parzialmente in pressione nella girante; esempi: Francis (alta o media testata, portata maggiore)
  • Crossflow, Turgo: turbine meno diffuse rispetto alle Pelton ed alle Francis.

Impianti in pressione con condotte forzate

  • Tipico in zone montane con elevato dislivello
  • L'acqua fluisce attraverso una condotta forzata, generando alta pressione.
  • La centrale in genere è situata a valle della condotta forzata

Impianti ad acqua fluente

  • Usano l'acqua che scorre naturalmente
  • Il volume e portata d'acqua variano nel tempo
  • Non hanno serbatoi
  • Centrali in prossimità di cascate o fiumi

Schema di una centrale idroelettrica

  • Diagramma che mostra il flusso dell'acqua nel sistema, le perdite di carico e il diverso salto, utile e netto.

Le dighe e il clima locale

  • Le dighe influenzano i microclimi circostanti.
  • L'acqua, a causa dell'alta capacità termica, mitiga la temperatura nelle stagioni calde ed ha un effetto opposto in inverno.

Vantaggi e svantaggi delle centrali idroelettriche

  • Vantaggi: energia rinnovabile, basse emissioni, minore dipendenza da fonti esterne, riorganizzazione a livello regionale della produzione di energia, benefici per il corso d'acqua (rilevamento delle piene) e per la valorizzazione del territorio
  • Svantaggi: impatto ambientale (alterazioni nei corsi d'acqua, riduzione portata acqua a valle della diga causando danni ambientali a flora e fauna acquatiche nelle zone a minore portata d'acqua. Occupazione di aree.

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Description

Scopri le basi dell'energia idraulica e il suo impatto nella storia. Questo quiz esplora le fonti energetiche rinnovabili, il ruolo del Sole, e le invenzioni legate ai mulini ad acqua. Scopri curiosità interessanti sui vari sistemi e impianti idroelettrici.

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