L'energia idroelettrica è il processo di conversione dell'energia idrica naturale in energia elettrica mediante interventi ingegneristici. Rappresenta il metodo principale di utilizzo dell'energia idrica. I vantaggi principali sono l'assenza di consumo di combustibili, il non inquinamento ambientale, la possibilità di un continuo rifornimento di energia idrica tramite le precipitazioni, la semplicità delle apparecchiature meccaniche ed elettriche e la flessibilità e praticità di gestione. Tuttavia, gli investimenti iniziali sono generalmente ingenti, i tempi di costruzione lunghi e talvolta si verificano danni dovuti a inondazioni. L'energia idroelettrica viene spesso integrata con altre tecnologie, come la gestione delle piene, l'irrigazione e la navigazione, per un utilizzo completo.
Esistono tre tipi di produzione di energia idroelettrica:
1. Energia idroelettrica convenzionale
Si tratta, in altre parole, di energia idroelettrica da diga, nota anche come energia idroelettrica da bacino artificiale. Un bacino artificiale si forma immagazzinando acqua in una diga, e la sua potenza massima è determinata dalla differenza tra il volume del bacino, la posizione dello sbocco dell'acqua e l'altezza della superficie dell'acqua. Questa differenza di altezza è chiamata salto idraulico, e l'energia potenziale dell'acqua è proporzionale al salto idraulico.
2. Energia idroelettrica a flusso continuo (ROR)
In altre parole, l'energia idroelettrica a flusso continuo, nota anche come energia idroelettrica a corso d'acqua, è una forma di energia idroelettrica che utilizza la forza dell'acqua ma richiede solo una piccola quantità d'acqua o non necessita di immagazzinarne grandi quantità per generare elettricità. L'energia idroelettrica a flusso continuo non richiede quasi alcuno stoccaggio d'acqua, o solo un impianto di stoccaggio molto piccolo, chiamato bacino di condizionamento o bacino di carico quando viene costruito un piccolo impianto di stoccaggio. A causa dell'assenza di grandi impianti di stoccaggio idrico, la produzione di energia idroelettrica a flusso continuo è molto sensibile alle variazioni stagionali della quantità d'acqua utilizzata nelle fonti idriche, quindi le centrali idroelettriche a flusso continuo sono generalmente definite come fonti di energia intermittenti. Se nella centrale idroelettrica di Chuanliu venisse costruita una vasca di regolazione in grado di modificare il flusso d'acqua in qualsiasi momento, verrebbe utilizzata come centrale di riduzione dei picchi di domanda o centrale di base.
3. Energia delle maree
La produzione di energia mareomotrice si basa sull'innalzamento e l'abbassamento del livello dell'acqua oceanica causati dalle maree. Generalmente, si costruiscono bacini idrici per immagazzinare l'elettricità, ma esiste anche l'utilizzo diretto del flusso d'acqua generato dalle maree per produrre energia elettrica. Non sono molti i luoghi al mondo adatti alla produzione di energia mareomotrice, ma si stima che otto località nel Regno Unito abbiano il potenziale per soddisfare il 20% del fabbisogno energetico del paese.
Naturalmente, i tre tipi di generazione idroelettrica sono le centrali idroelettriche convenzionali, e c'è un altro tipo di centrale elettrica, la centrale idroelettrica a pompaggio, che generalmente utilizza l'elettricità in eccesso nel sistema elettrico (stagione delle piogge, festività o bassi livelli di elettricità nella seconda metà della notte). L'acqua nel bacino inferiore viene pompata nel bacino superiore per essere immagazzinata; quando il carico del sistema raggiunge il picco, l'acqua nel bacino superiore viene scaricata e la turbina viene azionata per generare elettricità. Ha la duplice funzione di livellamento dei picchi e riempimento dei cali, ed è la fonte di alimentazione di picco ideale per il sistema elettrico. Inoltre, può anche regolare frequenza, fase e tensione e fungere da riserva, svolgendo un ruolo importante nel garantire un funzionamento sicuro e di alta qualità della rete elettrica e nel migliorare l'economia del sistema.
La centrale idroelettrica a pompaggio non genera direttamente elettricità, ma svolge un ruolo di coordinamento tra la produzione e l'offerta di energia nella rete elettrica; ha un ruolo fondamentale nella regolazione dei picchi di carico a breve termine; l'avvio e le variazioni di potenza rapide garantiscono l'affidabilità dell'approvvigionamento energetico della rete e ne migliorano la qualità. Attualmente non è più classificata come energia idroelettrica, ma come sistema di accumulo di energia elettrica.
Ad oggi, nel mondo sono in funzione 193 centrali idroelettriche con una potenza installata superiore a 1.000 MW, e altre 21 sono in costruzione. Tra queste, 55 centrali idroelettriche con potenza installata superiore a 1.000 MW sono in funzione in Cina, che si posiziona al primo posto a livello mondiale.
Data di pubblicazione: 14 settembre 2022
