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Fortunatamente la tecnologia ha già operato delle scelte, ogni impianto ha la sua turbina adatta allo scopo previsto in sede progettuale tenendo conto delle esigenze dell'impianto, del salto d'acqua, della portata, dell'energia cinetica da fornire al generatore di corrente.
Vediamo insieme la definizione di turbina:
Macchina motrice provvista di un organo rotante a cui è impresso il moto da un fluido in movimento. Le turbine idrauliche sono macchine che utilizzano l'energia disponibile in un salto d'acqua per fornire energia meccanica. Sono costituite dal distributore (fisso) e dalla girante (mobile). Il primo indirizza e regola il flusso d'acqua, la seconda comunica all'albero su cui è montata l'energia sottratta all'acqua. In base alle caratteristiche della girante si hanno i diversi tipi: turbine Pelton, turbine Francis, turbine a elica. In base alle caratteristiche dinamiche, le turbine si dividono in turbine ad azione, in cui l'energia dell'acqua in uscita dal distributore è tutta cinetica, e in turbine a reazione, in cui lo è solo parzialmente. Le turbine occupano un posto importante tra i motori. Nel caso delle turbine che sfruttano l'energia cinetica dell'acqua, il funzionamento è assicurato dalla diga posta in un livello superiore, l'acqua arriva alla turbina mediante una condotta forzata, in questo modo la turbina inizia a girare e, tramite un albero motore collegato all'alternatore, produce energia elettrica da energia cinetica.
Le turbine si differenziano a seconda del dislivello a cui è sottoposta l'acqua che le fa muovere:
Pelton: dal nome dell'inventore, nel caso di alte cadute (anche più di 1700 m);
Francis: in caso di medie cadute, con pale fisse;
Kaplan: nel caso di un basso dislivello di un fiume di grande portata, derivate dal modello Francis, molto costose e, di conseguenza, trovano un'applicazione ridotta, hanno pale orientabili di qualche grado per sfruttare l'angolo di incidenza dell'acqua.
Negli impianti idroelettrici moderni vengono costruite grandi unità in presenza di dislivelli elevati, impiegando generalmente turbine Kaplan fino a 60 metri e turbine Francis fino a 600 metri. L'impianto che dispone del dislivello maggiore (circa 1770 metri) si trova a Reisseck, in Austria, e utilizza una turbina Pelton, mentre singole unità di notevoli dimensioni sono installate nell'impianto di Itaipu, in Brasile: si tratta di 18 turbine Francis da 700 megawatt ciascuna, per una capacità complessiva di 12.600 megawatt.
Molti degli impianti idroelettrici a basso dislivello realizzati prima del 1930 sono stati abbandonati a causa delle elevate spese di manutenzione e di manodopera. Tuttavia il crescente costo dei combustibili fossili, unito all'attuale disponibilità di un tipo standardizzato di turbina a elica ad albero pressoché orizzontale, ha riportato l'interesse anche sugli impianti di piccole dimensioni.
La turbina idraulica di tipo Francis (con modifiche alle pale) può essere utilizzata come gruppo reversibile, agendo come pompa, la centrale prende allora il nome di impianto di pompaggio. Immagazzinare l'energia elettrica in modo economico non è possibile, ma l'azionamento della cosiddetta pompa-turbina nelle ore di consumo ridotto consente di pompare nel bacino di raccolta una quantità di acqua che può essere poi riutilizzata nelle ore di massimo consumo per azionare la turbina. Negli ultimi anni la tecnologia della pompa-turbina è stata sviluppata tanto da essere applicata a dislivelli fino a 600 metri e a unità di oltre 400 megawatt.
Adesso vediamo cosa si può utilizzare per il vostro progetto.
MetS
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