Barboni

Barbone che dorme

Centrali Idroelettriche

Diga ad arco utilizzata per produrre corrente elettrica

Turbina idroelettrica, tipo Kaplan
Per centrale idroelettrica si intende una serie di impianti per la produzione di energia elettrica ricavata da masse di acqua in movimento.
L'acqua viene convogliata in una o più turbine che ruotano grazie alla spinta dell'acqua. Ogni turbina è accoppiata a un alternatore che trasforma il movimento di rotazione in energia elettrica.
La velocità dell'acqua viene generata attraverso un salto. In genere viene creato un lago artificiale per mezzo di una diga. Quindi l'acqua viene convogliata in una condotta che risulta forzata nell'ultima parte.
Tra il lago a monte e la turbina c'è il pozzo piezometrico che serve a smorzare l'energia dell'acqua quando la turbina viene fermata, evitando così il colpo d'ariete.
La classificazione principale che viene fatta è quella tra "centrali a bacino" e "centrali ad acqua fluente".

Girante Francis: si nota dall'esterno,la chiocciola, il distributore (in verde) e la girante all'interno. Il flusso di liquido è rappresentato in azzurro
Le centrali idroelettriche hanno la peculiarità di poter essere attivate e disattivate in pochi minuti semplicemente "aprendo l'acqua", dando quindi la possibilità di coprire facilmente gli improvvisi picchi di richiesta che si possono verificare. Viceversa, gran parte delle centrali termiche e nucleari devono prima "scaldare l'acqua" e sono pertanto una tipologia di impianti di tipo "sempre acceso" (o "di base").
Alcune centrali idroelettriche sono dotate di un bacino anche a valle: l'acqua può dunque essere riportata dal bacino di valle al bacino di monte durante le ore di minor richiesta di energia (ad esempio di notte) utilizzando l'energia elettrica in eccesso (e a basso costo) prodotta dalle centrali di tipo "sempre acceso" e non diversamente accumulabile. In altre parole il bacino di monte viene "ricaricato" durante la notte e le masse d'acqua riportate a monte possono quindi essere riutilizzate nelle ore di maggiore richiesta energetica (in genere a metà mattina e a metà pomeriggio).

Esempio di una centrale idroelettrica dotata di impianto di pompaggio
Quest'ultimo tipo di centrali sono dette impianti ad accumulazione. In essi si realizzano gruppi ternari di macchine, ossia la turbina, la pompa e il macchinario elettrico che, essendo reversibile, funziona all'occorrenza da generatore o da motore. Nel caso l'impianto sia dotato esclusivamente di un bacino di monte e un bacino di valle (senza dunque una componente "fluente"), la centrale viene detta centrale idroelettrica a ciclo chiuso o anche stazione di pompaggio. In taluni impianti è altresì possibile sfruttare la reversibilità di talune turbine, come ad esempio la Turbina Kaplan, che nel suo funzionamento inverso funziona da pompa, riducendo i costi di impianto e di manutenzione, a fronte di una accettabile perdita di rendimento.
L'energia prodotta dalle centrali idroelettriche è da classificarsi a tutti gli effetti come energia rinnovabile in quanto l'acqua può essere riutilizzata infinite volte per lo stesso scopo senza depauperamento. Unico problema, da questo punto di vista può essere il progressivo interramento dei bacini di accumulo, che devono dunque essere dragati.
Problemi ambientali possono essere costituiti dal fatto che gli sbarramenti (dighe) creano il blocco del trasporto solido dei fiumi (sabbie e ghiaie) creando un certo squilibrio nel corso d'acqua a valle (erosione del letto del fiume) fino al mare (erosione delle coste). Grandi bacini idroelettrici inoltre possono in alcuni casi avere impatti di diversa entità o gravità sulle zone circostanti (spostamenti di popolazione, perdita di zone agricole, possibilità di frane).
Il gestore di un impianto idroelettrico di potenza nominale superiore a 220 kW deve corrispondere agli enti pubblici locali (comuni, provincia e regione) i cosiddetti Canoni Idrici, per la concessione e lo sfruttamento di acque pubbliche.