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Titolo: Le centrali idroelettriche

Prima del pensionamento, ero capoturno in una centrale termoelettrica 
di una grande azienda del Nord. Ora, pedalando come cicloturista su una 
pista ciclabile di Torino, in zona Paco Colletta ed in direzione S. 
Mauro, noto che dal fiume Po si deriva, attraverso un sistema di 
paratoie, un "canale derivatore" che a valle alimenta una piccola 
centrale idroelettrica. Nell'abitato di S. Mauro il canale si 
ricongiunge al Po, ma per poco: si deriva un secondo canale che scorre 
fino a Castiglione-Gassino-Cimena, per alimentare una seconda centrale 
idrica. Essendo la mia vecchia professione legata alle problematiche 
energetiche, la cosa mi ha incuriosito ed ho trovato dei siti internet 
in cui vengono trattate le centrali idriche. Viene spiegato, come avevo 
intuito, che la potenza (modesta) di una di queste centrali è 
proporzionale sia alla massa di acqua che scorre nell'unità di tempo 
che al "salto" altimetrico (dislivello fra il bacino di raccolta ed il 
fabbricato dove lavorano le turbine). Ma nel nostro caso non esiste un 
bacino ed un salto pseudoverticale, trattandosi di corso d'acqua a 
flusso continuo. Che cosa devo intendere come salto, il dislivello fra 
l'origine di un canale (dopo le paratoie nel fiume padre) ed il luogo 
di utilizzo, oppure il dislivello a partire dalla sorgente del fiume 
padre (che sembrerebbe abbastanza incongruo, si finirebbe ai piedi del 
Monviso)? Sarei grato se qualcuno, esperto in materia, potesse dirimere 
questo dubbio. Ipotizzando dei valori di portata e di salto verosimili, 
potrei azzardare valori di potenza non estremamente difformi dalla 
realtà.


Le centali idroelettriche sono di due tipi. A salto e ad acqua 
fluente.Utilizzano eliche completamente differenti e i calcoli da 
effettuare per arrivare alla potenza sono anch'essi completamente differenti

 ha scritto nel messaggio 
news:4e1c9011$0$6584$9b4e...@newsspool3.arcor-online.net...

A me risulta che il calcolo della potenza sia sempre dato da:
massa al secondo
per
altezza
per
forza di gravità
per
rendimento
non mi sembra ci siano calcoli differenti...
Tato 

 non mi sembra ci siano calcoli differenti...
Energia cinetica?

 Energia cinetica?
Dai, scommettiamo che ti dirà che non gli risulta manco "cinetica" ROTFLOL!
'Sta gente è incommentabile.
--
   Ladder

 non mi sembra ci siano calcoli differenti...
Per una frase del genere, con quel popò di introduzione, ai miei tempi, 
il prof. non già di Macchine, nè di Idraulica e manco di Centrali ma di 
*FISICA I* (roba da MATRICOLE!) t'avrebbe prima bocciato e poi dato un 
ceffone col dorso della mano.
Ragazzi, fatevi un cazzo di favore: aprite i libri e studiate!... "non 
mi sembra ci siano..." ... MAPORCAMAD****!
Tranquilli, niente flame, disconnetto per non leggere altre "perle"!
Addio.
--
   Ladder

 mi sembra ci siano..." ... MAPORCAMAD****!
Sul piano formale ci sei andato giù un po' pesante,  però sulla sostanza 
non riesco a darti torto: non sapere del bilancio tra energia cinetica 
ed energia potenziale è grave...
16V.

 16V.
io qualche centrale idro l'ho progettata, costruita, collaudata ed ï¿œ 
operante, libri sull'argomento in 30 anni ne ho letti abbastanza poi non ho 
voglia di mettermi a giocare a chi ce l'ha piï¿œ lungo se pensate che le cose 
stiano in modo diverso spigate pure...
c'ï¿œ sempre da imparare
Tato 

 Tato
IO sono ingegnere elettrico, ma che l'energia è data dalla potenziale
più la cinetica ancora me lo ricordo....


Ti scrivo dal Cile a -10 giorni (speriamo...) dal primo parallelo di
una centrale idroelettrica da oltre 100MW.
Effettivamente come altri hanno scritto le centrali si dividono in
acqua fluente o run-of-river (ed eufemismo per eufemismo il bacino di
raccolta lo chiamano "pond") e a diga e relativo embalse, con le prime
sempre piu' in voga dato il limitato impatto ambientale.
La potenza in ogni caso e' sempre: salto (al netto delle perdite di
carico) x portata x efficienza x densita' acqua x accelerazione
gravita'. Quindi salto zero = potenza zero.
Ci sara' per forza di cose un dislivello anche minimo, in Brasile dove
hai grosse portate con minimi salti (sbarramenti) hai potenze
considerevoli e probabilmente turbine di tipo Kaplan. Per piccoli
sbarramenti esistono turbinette a vite senza fine o delle bulbo o
giocattoli piu' complessi tipo questo:
http://www.andritz.com/ANONIDZ5DF54327C2B702D3/hydro-products-and-services-compact-hydro-compact-axial-turbine

 ha scritto nel messaggio 
news:32dcc903-cdbd-45d3...@y24g2000yqb.googlegroups.com...


adesso ti cazzieranno perchè non hai parlato della energia cinetica!!!
 ;-)
(sui libri hanno letto che si fa così)
Tato 

 (sui libri hanno letto che si fa cosě)
Non sono molto esperto di acqua che scorre a cielo aperto ... e con 
questa premessa mi permetto di dire delle emerite cazzate :-)
Mettiamola cosě ...
Supponiamo di avere un corso d'acqua perfettamente pianeggiante, a 
sezione costante e con le rive verticali di altezza infinita, dove 
l'acqua scorre grazie alla energia cinetica accumulata nei tratti 
precedenti in discesa.
Il fatto stesso di inserire una turbina, un mulinone a pale o quello che 
volgiamo, non potendo modificare la portata che riteniamo costante 
determina un innalzamento della quota a monte della turbina.
Cioč l'energia cinetica si trasforma in potenziale e quindi si determina 
un cambio di quota tra prima e dopo la turbina.
Ovviamente il fenomeno reale č un po' piů complesso.
A questo punto l'energia estraibile č direttamente legato al salto 
d'acqua che si č generato.
Cosě abbiamo ragione tutti e viviamo felici :-)

 un cambio di quota tra prima e dopo la turbina.
In realtà è la energia potenziale che si trasforma in energia cinetica
quando apri le paratoie della tua presa/diga. L'energia cinetica passa
dall'acqua all'asse turbina (energia meccanica) e si trasforma in
energia elettrica negli avvolgimenti del generatore come predetto dal
buon Maxwell.
L'energia cinetica prima dello sbarramento e' solo una seccatura (per
i miei colleghi civili, a me bastano le correnti di corto e le lucine
del sincroscopio)

 quando apri le paratoie della tua presa/diga.
vabbč ... il mio era un caso limite di una turbina in un corso privo di 
pendenze naturali.
Che l'energia si conservi e si trasformi non lo mettiamo in dubbio :-)

 Che l'energia si conservi e si trasformi non lo mettiamo in dubbio :-)
eh ho capito ma dove lo trovi un corso d'acqua privo di pendenze
naturali? O è un lago o una palude...ma in entrambi i casi se ci
piazzi una turbina in mezzo mi sa tanto che affonda e nulla più :)

 piazzi una turbina in mezzo mi sa tanto che affonda e nulla piů :)
No ... forse non mi sono spiegato.
Stavo dicendo che se tu in questo famoso tratto ideale crei uno 
sbarramento con una turbina per sfruttare l'energia si crea 
artificialmente un salto d'acqua che originariamente non era presente 
(poichč era un tratto idealmente pianeggiante).


Beh, è questo il principio della traversa in pianura dove la pendenza è 
minima.
Ricordo che la traversa non ha accumulo come la diga
Si crea uno sbarramento, in cui si piazzano le casse in cls delle turbine 
ad asse verticale, generalmente derivate dalla Kaplan ma ottimizzate per 
salti molto ridotti ed elevate portate.
Un problema è dato dalla variabilità stagionale della portata di acqua del 
corpo affluente, fiume e/o torrente, a cui si può ovviare con la regolazione 
delle pale, ma sempre in un ambito abbastanza limitato, se si vuol mantenere 
un rendimento decente.
Uaa particolarità una traversa ha una vita utile, specie negli appennini, 
molto più lunga di una diga, in quanto non accumula sedimenti come l'invaso 
di una diga, e nonchè un minor impatto ambientale, in quanto non modifica il 
microclima e l'appurto dei limi a valle per il ripascimento delle coste.
Tipica traversa del tipo a pile e paratie è quella di cls di Castel giubileo 
sul tevere.


Ok visto che siamo tutti d'accordo volevo 'incorniciare' il discorso 
Salomonico che ha lo scopo di mettere d'accordo tutti.
Poiché in questo tratto di corso d'acqua non ho un salto naturale 
l'unica energia 'primaria' che posso sfruttare è l'energia cinetica.
Inutile ricordare che c'è un ovvio legame tra portata, velocità, sezione 
e quindi energia accumulata dall'acqua.
Creo lo sbarramento con le turbine.
Si innalza il livello dell'acqua a monte (cioè trasformo l'energia 
cinetica in potenziale poichè aumenta il livello).
L'acqua rallenta a causa dell'aumento della sezione e contemporaneamente 
si eleva la quota del pelo d'acqua (Ep).
Nelle condotte verso le turbine l'energia si trasforma nuovamente in 
cinetica (come qualcuno ha già precisato), poi in parte cinetica 
rotazionale ecc. ecc.
E' pur vero che l'energia prodotta è proporzionale al salto ma comunque 
sto sfruttando una energia che 'originariamente' (cioè prima di creare 
lo sbarramento) era di tipo quasi esclusivamente cinetico.
Non a caso in molti testi si dice (più o meno correttamente) che le 
centrali ad acqua fluente sfruttano l'energia cinetica.
http://www.societaelettricaitaliana.it/fonti_energia_rinnovabile_centrali_idroelettriche_fluente.htm
Detto questo l'OP ha fatto delle domande molto precise a cui nessuno ha 
ancora risposto ... ma lascio la parola ai più esperti :-)

 centrali ad acqua fluente sfruttano l'energia cinetica.
Centrali che sfruttano più l'energia cinetica che la potenziale sono
comuni nei grandi fiumi come Danubio, Volga etc etc. siamo d'accordo.
Che poi sia necessaria l'energia cinetica prima dello sbarramento io
rimango poco convinto...agli emissari dei laghi l'energia cinetica è
oramai tutta dissipata e quindi non puoi costruire una centrale se c'è
un bel salto ?
Rimane sempre salto zero = potenza zero...anche se sembrano semplici
queste macchine non lavorano in ogni condizione, notare il diffusore
allo scarico (draft tube) quante analogie ha con l'aereonautica, se
non hanno il loro salto e la loro contropressione iniziano a cavitare
e sembra che l'acqua sia piena di pietroni.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Kraftwerk_Wallsee-Mitterkirchen_Querschnitt_Krafthaus.jpg
Una nota: le turbine che esistono solo l'energia cinetica dell'acqua
esistono...solo che siamo nel campo del mini idroelettrico:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tyson_turbine
 o i tanti prototipi simili.