idroelettrico, impianto
L’insieme di opere idrauliche, macchine idrauliche e macchine elettriche scelte e disposte in maniera da convertire, con il massimo rendimento, in energia elettrica, l’energia idraulica di un bacino imbrifero o di un corso d’acqua. Costituenti principali sono: le opere di presa, che servono ad addurre l’acqua; la centrale idroelettrica, in cui l’acqua addotta aziona gruppi costituiti da turbine idrauliche e da alternatori; le opere di scarico, per il deflusso dell’acqua.
Gli impianti ad acqua fluente, a traversa, sono adottati nei tratti bassi del corso di un fiume dove è possibile disporre di una grande portata d’acqua. Il profilo del fiume viene alzato mediante una traversa, in modo che si possa disporre di un certo salto, in genere piuttosto piccolo (da qualche metro fino a circa 10 m); particolare attenzione viene posta affinché il rigurgito creato dalla traversa non arrechi danni (allagamenti, livelli d’acqua superiori agli scoli delle fognature ecc.) e per smaltire la massima piena.
Negli impianti ad acqua fluente (v. fig.), con canale derivatore a pelo libero, il fiume viene sbarrato con una traversa per sollevare il livello dell’acqua e consentirne la presa e la derivazione a mezzo di un canale a pelo libero (canale derivatore); l’acqua viene poi restituita all’alveo naturale qualche chilometro più a valle, con un salto di alcune decine di metri. Questo tipo di impianto è adottato nei tratti alti dei corsi, dove il costo del canale è compensato dal maggior salto utile che si viene a creare per effetto della pendenza dell’alveo del fiume. L’opera di presa deve impedire l’ingresso nel canale delle grosse impurità, sempre presenti nei tratti alti dei corsi, ed è quindi provvista di griglie; il canale poi ha inizialmente una sezione, per lo più trapezia, molto larga (canale moderatore) in modo che la bassa velocità permetta all’acqua di decantarsi. Nella parte finale il canale si allarga e diventa più profondo (vasca di carico), l’acqua, attraversando alcune griglie, entra nella condotta forzata e quindi nelle turbine della centrale. La vasca di carico funziona al tempo stesso sia come bacino di decantazione, data la piccola velocità assunta ivi dall’acqua, sia come volano idrico per far fronte alle eventuali brusche variazioni di carico in centrale; è provvista quindi di uno sfioratore longitudinale per permettere lo scarico dell’acqua che si innalza a seguito di rapide manovre di chiusura (colpo d’ariete). L’acqua che esce dalle turbine è convogliata nell’alveo naturale del fiume attraverso un condotto o un canale di scarico che, per sfruttare nel miglior modo possibile l’energia idroelettrica, deve avere una sezione gradualmente crescente dalla sezione di uscita della turbina fino alla sezione di restituzione, così da far assumere all’acqua in questa ultima sezione una velocità non superiore a 1-2 metri al secondo.
Negli impianti con serbatoio e centrale associata alla diga, mediante una diga si crea un serbatoio per raccogliere le acque di un bacino imbrifero; attraverso un’opera di presa provvista di griglia per filtrare le impurità, l’acqua viene convogliata in un condotto (sempre molto breve) e inviata alle turbine. La diga è provvista di sfioratori, e il serbatoio ha una valvola di fondo per lo scarico completo e una valvola di mezzo fondo.