Energia idroelettrica: tesina di terza media

Energia idroelettrica: tesina di terza media. Tesina completa sull'energia idroelettrica con riferimenti all'utilizzo di questa tipologia di energia rinnovabile negli Stati Uniti

Energia idroelettrica: tesina di terza media
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ENERGIA IDROELETTRICA

Energia idroelettrica: come funziona?
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Sul confine dello stato di New York sono presenti le cascate del Niagara, che danno l’opportunità di sfruttare l’acqua per produrre energia. Infatti nello stato di New York è presente una grande centrale idroelettrica adiacente alle cascate. Queste cascate furono scenario della prima centrale idroelettrica costruita nel 1879 ed entrata in funzione nel 1881 con i lampioni della città di Niagara Falls illuminati.

Circa un secolo prima, precisamente nel 1759, ci fu un tentativo di sfruttare l’acqua delle cascate, scavando un piccolo canale, nel quale facendola scorrere si alimentava un mulino.

L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita, alternativa e rinnovabile che sfrutta la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale (è l'energia che possiede un corpo ad una certa distanza da un altro corpo dovuta alla presenza della forza di gravità), posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello. La centrale idroelettrica utilizza grandi masse d’acqua ricavate da fiumi o laghi grazie a condotte forzate.

TESINA SULL'ENERGIA IDROELETTRICA

Esistono tre tipi di centrali:

  • La prima, chiamata centrale idroelettrica ad acqua fluente, è la più diffusa e ha un funzionamento continuo perché sfrutta la differenza di altitudine tra il pelo d’acqua superiore e quello inferiore, il cosiddetto salto. Questo tipo di centrale lavora 24 ore su 24.
  • La seconda, chiamata centrale idroelettrica a serbatoio, sfrutta il dislivello tra un lago artificiale con afflusso naturale e una centrale posta più a valle. L’acqua scorre attraverso condotte forzate o gallerie fino alle turbine nella centrale idroelettrica a valle. Queste centrali vengono utilizzate nei periodi in cui si ha un maggior fabbisogno energetico.
  • L’ultima, chiamata centrale idroelettrica a pompaggio, convoglia l’acqua in un bacino, per lo più artificiale, posto a monte. Questo avviene solitamente nelle ore notturne in modo da sfruttare l’elettricità in momenti in cui il fabbisogno energetico è ridotto. Al contrario, quando il fabbisogno energetico aumenta, l’acqua scorre dal bacino artificiale fino alle turbine della centrale idroelettrica.

Il secondo e il terzo esempio di centrali sfruttano grandi altezze di caduta disponibili nelle aree montane, mentre la prima sfrutta i corsi fluviali che devono però garantire una massa d’acqua massiccia e stabile in ogni periodo dell’anno.

L’acqua viene portata a valle attraverso delle condotte forzate così  nella sua caduta trasforma l’energia potenziale gravitazionale in energia cinetica.  L’acqua arriva alla turbina che trasforma l’energia cinetica in energia meccanica, per poi trasformarsi all’uscita dell’alternatore  in energia elettrica.

I vantaggi dell’energia idroelettrica sono molteplici. La produzione di energia idroelettrica non provoca emissioni gassose o liquide che possono inquinare l’aria o l’acqua. Inoltre l’acqua è una fonte abbondante, gratuita e possiede un rendimento della produzione di energia elettrica che supera anche l’80%. 

I principali svantaggi consistono nel fatto che per costruire centrali idroelettriche talvolta è necessario modificare l’assetto originario del territorio e i regimi naturali dei corsi d’acqua di fiumi e torrenti, causando in alcuni casi impatti ambientali sugli ecosistemi e impatti economici su altre attività agricole o industriali.

Un altro svantaggio è che bacini idrici di dimensioni notevoli potrebbero cambiare il clima degli luoghi limitrofi facendolo diventar più mite. Un altro aspetto negativo sulla fauna è quello che riguarda i pesci i quali risalendo i fiumi per deporre le uova si ritrovano sbarramenti sul loro percorso che gli impediscono di andare  a compire la loro deposizione, rischiando così l’estinzione di una specie.

Quello che sta per accadere a New York, ma anche in tutti gli USA, potrebbe essere una svolta epocale per quanto riguarda l’immissione nell’atmosfera di sostanze tossiche, derivate soprattutto dalle centrali a carbone ancora presenti sul suolo statunitense. Secondo le nuove leggi dell’EPA (agenzia americana per la protezione ambientale) le fabbriche alimentate a combustibili fossili sono destinate a chiudere.

Questo non è un dato certo ma neanche un dato inaspettato perché alcune famose case giornalistiche già lo annunciavano. I costi per gli Stati Uniti non sono indifferenti ma ne gioverà sicuramente l’ambiente. La città di New York punta alle energie pulite, come il riutilizzo delle acque di scarico che con costosi depuramenti e filtraggi, ne ricaverebbero, dal fango, carburante da utilizzare negli impianti di riscaldamento, dalle alghe dei canali il butanolo e dal trattamento finale di depurazione dell’acqua il metano.

CENTRALI IDROELETTRICHE IN ITALIA

L’energia idroelettrica fu una delle prime fonti utilizzate per illuminare l’Italia fin dai primi del 900; alla fine degli anni ’50 il contributo dell’energia idroelettrica ammontava a quasi all’80% dell’energia prodotta all’interno del Paese. Ora in Italia la produzione di energia elettrica avviene principalmente con l’utilizzo di fonti energetiche non rinnovabili (come i combustibili fossili acquistati principalmente all’estero) e in misura minore con le fonti rinnovabili (come l’apparato idroelettrico geotermico o eolico).

Il fabbisogno elettrico italiano è maggiore rispetto all’energia prodotta all’interno dello Stato, per cui si è obbligati a comprarla all’estero; questa quindi viene fatta passare in elettrodotti internazionali.

Le centrali idroelettriche italiane sono localizzate principalmente sulle Alpi e alcune sugli Appennini costituendo il 15,8% del fabbisogno energetico annuo. Considerando tutte le produzioni di energia che usano fonti rinnovabili, costituisce fino al 23,4% della produzione totale nazionale. 

Nella conferenza europea di Berlino (2004), l’UE ha stabilito i propri obiettivi riguardo alle fonti rinnovabili. Il risultato da raggiungere è quello di coprire con tali fonti, entro il 2020, il 20% del consumo totale di energia.

Preparati al meglio per la tesina di terza media:

Un’altra energia rinnovabile, purtroppo ancora in via di sperimentazione, è l’energia marina. Questa, come ho già detto, è ancora in via di sperimentazione perché il mare, essendo salato, crea problemi impiantistici danneggiando le parti meccaniche in movimento e rendendo così la manutenzione onerosa.

Se l’Italia riuscisse a utilizzare in futuro questa energia potrebbe produrre elettricità tanto quanto sei centrali nucleari. Ci sono molti studi in corso, alcuni ancora puramente teorici, che prevedono la conversione di svariati tipi di energia presenti nel mare.

Uno di questi esperimenti sfrutta l’energia delle onde convertendola in energia elettrica. Un altro comprende l’utilizzo delle maree. La luna e, anche se con minore forza, il sole influiscono sull’abbassamento e sull’innalzamento del livello del mare. Dove il dislivello tra l’altezza massima e quella minore è consistente, questo tipo di “sfruttamento” marino può avere un’espansione migliore.

Un altro esperimento sfrutta le correnti marine, convertendole sempre in energia elettrica. Queste correnti possono essere paragonate a grandi fiumi che scorrono l’uno accanto all’altro. Queste correnti, possedendo energia cinetica possono essere sfruttate con lo stesso principio dell’energia eolica. C’è anche allo studio la possibilità di sfruttare l’energia del gradiente solare, ovvero sfruttare la differenza di gradiente termico fra l’acqua di superficie riscaldata dal sole e quella più fredda che si trova nelle profondità marine.

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