Utilizzare la potenza dell’acqua per muovere prima ingranaggi meccanici e poi generare energia elettrica: la storia delle prime fabbriche di fine ‘800 e quella di molte contemporanee si è sviluppata non a caso accanto a corsi d’acqua. Questo elemento, ancora una volta, è nostro alleato nella vita di tutti i giorni, in questo caso in quanto fonte rinnovabile di energia elettrica.
Ma come ricaviamo energia elettrica da un corso d’acqua? Tanti di noi hanno visto dighe e cascate, o anche bacini di raccolta, ma forse non tutti sanno come funziona una centrale idroelettrica: seguici nella lettura di questo post e scopri con noi di che si tratta.
Dall'energia idraulica a quella idroelettrica: l’evoluzione nella storia
Per capire bene cos'è e come funziona l’energia idroelettrica, facciamo un passo indietro e parliamo prima dell’energia idraulica, cioè l’energia meccanica (capace di muovere le cose, per capirci) ricavata dallo spostamento dell’acqua.
Forse già dalle civiltà mesopotamiche – sicuramente da greci e romani – la capacità dell’acqua di compiere un lavoro era nota e oggetto di studio approfondito, dato il ruolo centrale che ha nella produzione agricola. Inizialmente l’esigenza era semplicemente quella di incanalare l’acqua per l’irrigazione dei campi o di raggiungere le falde per realizzare i pozzi; man mano che la conoscenza di questo elemento veniva approfondita, ci si accorse che la forza dell’acqua in movimento poteva sostituire quella dell’uomo e degli animali, vedendo così la nascita dei mulini ad acqua, le macine e le maglie idrauliche.
Basandosi proprio sul concetto alla base della ruota idraulica, a fine ‘800 venne inventata la turbina, che non è altro che una ruota a pale imperniata su un asse la quale girando produce energia meccanica trasformata in energia elettrica grazie all’alternatore cui è collegata. Si trattò di un progresso tecnico di enormi dimensioni, che determinò l’avvento della Seconda Rivoluzione Industriale e la comparsa delle prime fabbriche lungo il corso dei fiumi.
Le potenzialità di questa fonte rinnovabile sono grandissime: basta pensare che in Italia, fino al primo dopoguerra, l'energia idroelettrica rappresentò la maggioranza dell'energia totale prodotta nel paese, toccando picchi poco inferiori al 100%.
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Come funziona l’energia idroelettrica e come si ottiene
L'energia idroelettrica viene ricavata da bacini idrici naturali o artificiali attraverso alcuni passaggi: per prima cosa, l’acqua viene convogliata in una condotta forzata, in modo che per la pressione e per la forza di gravità inizi a muoversi verso il basso sempre più velocemente.
A fine discesa l’acqua incontra la turbina – cuore della centrale - facendola ruotare; questa è collegata a un generatore elettrico che trasforma l’energia idraulica in energia elettrica tramite induzione elettromagnetica, per poi passare attraverso un trasformatore prima di essere immessa nella rete elettrica.
I bacini idrici – punto di partenza per ogni centrale – sono di vario tipo:
- innanzitutto, distinguiamo tra naturale e artificiale: i bacini idroelettrici naturali sono le cascate, che con il loro salto creano la forza necessaria per muovere le turbine
- i bacini artificiali, invece, sono quelli dove l’uomo è intervenuto costruendo le dighe: verranno poi sfruttate ricreando il dislivello necessario a riprodurre l’effetto della cascata oppure semplicemente per la pressione di una grande massa d’acqua
Esistono poi anche gli impianti idroelettrici ad accumulo con pompaggio. Le centrali, in questo caso, dispongono di due bacini, uno a monte e uno a valle: durante il giorno l'acqua del bacino a monte viene fatta cadere verso il basso, alimentando le turbine e la produzione di energia elettrica come negli altri casi. Di notte, quando la domanda di energia elettrica è molto bassa, l'acqua del serbatoio a valle viene trasportata nuovamente nel bacino a monte tramite le pompe per riprendere il ciclo il giorno dopo.
La diffusione dell’energia idroelettrica in Italia
La massa d’acqua in movimento è una delle fonti di energia rinnovabile più sfruttata in assoluto perché la sua produzione – caso raro nel parco delle rinnovabili, insieme alla biomassa – è prevedibile.
La produzione lorda degli impianti da fonti rinnovabili in Italia, in generale, continua a crescere, passando da 103.897,7 GWh del 2017 ai 114.414,7 GWh del 2018 ai 115.946,9 del 2019 con un incremento pari al +1,3% nell’ultimo anno, come vediamo dai dati raccolti annualmente da Terna.
Di questa, una grandissima fetta è data dall’energia idroelettrica che rappresenta ben il 39,98% di tutte le rinnovabili con una produzione pari a 46.318,5 GWh nel 2019. È vero che nell’ultimo anno si è registrato un leggero calo rispetto il 2018 (quando l’energia idroelettrica rappresentava il 42,64% del totale, con 48.786,4 GWh prodotti), ma la questione importante è che si tratta di un trend sempre crescente (infatti nel 2017 la potenza prodotta era solo di 36.198,7 GWh).
Certo, l’energia idroelettrica non ha grandissimo margine di crescita, dato che i corsi d’acqua e i bacini idrici sono in gran parte già stati sfruttati, ma questa fonte di energia rinnovabile è molto rilevante in termini di confronto europeo e di rispondenza ai nuovi parametri fissati per il 2030 e dal nuovo Green Deal.
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