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energia idroelettrica

L'energia idroelettrica, nota anche come energia idroelettrica, è la potenza derivata dall'energia dell'acqua che cade o che scorre veloce, che può essere sfruttata per scopi utili. L'energia idroelettrica di molti tipi di mulini ad acqua è stata utilizzata diverse volte come fonte di energia rinnovabile per l'irrigazione e il funzionamento di diversi dispositivi meccanici, come le segherie.

Nel ^XIX secolo l'energia idroelettrica divenne una fonte di generazione di elettricità. Cragside nel Northumberland, in Inghilterra, è stata la prima casa alimentata dall'energia idroelettrica nel 1878 e la prima centrale idroelettrica commerciale è stata costruita alle Cascate del Niagara nel 1879. Nel 1881, i lampioni nella città delle Cascate del Niagara erano alimentati dall'energia idroelettrica.

  OBIETTIVI FORMATIVI

• Definire l'energia idroelettrica.
• Descrivere il flusso d'acqua attraverso una centrale elettrica.
• Descrivi diverse forme di energia.
• Spiega gli schemi di energia idroelettrica di base e come sfruttano l'energia.
• Discutere gli effetti ambientali dell'installazione di energia idroelettrica.

GENERAZIONE IDROELETTRICA

Nella generazione di energia idroelettrica, l'acqua viene raccolta o immagazzinata a un'altitudine più elevata e condotta verso il basso attraverso tubi o tunnel più grandi fino a un'altitudine inferiore. La differenza tra queste due elevazioni è nota come testa . Al termine del suo passaggio lungo le condutture, l'acqua in caduta fa ruotare delle turbine . Le turbine, a loro volta, azionano i generatori, che convertono l' energia meccanica delle turbine in elettricità . I trasformatori vengono quindi utilizzati per convertire la tensione alternata adatta ai generatori in una tensione più elevata adatta alla trasmissione a lunga distanza. La struttura che ospita le turbine ei generatori, e nella quale confluiscono le condotte o condotte forzate, è chiamata centrale elettrica .

POSIZIONE

Le centrali idroelettriche sono solitamente situate in dighe che sequestrano i fiumi, alzando così il livello dell'acqua dietro la diga e creando un dislivello il più alto possibile. La potenza potenziale ricavabile da un volume d'acqua è direttamente proporzionale al battente di lavoro. Per produrre una quantità uguale di energia, un'installazione a bassa prevalenza richiederà un volume d'acqua maggiore rispetto a un'installazione ad alta prevalenza.

ACCUMULO IDROELETTRICO

La richiesta di energia elettrica varia notevolmente nelle diverse ore della giornata. Per uniformare il carico sui generatori, vengono occasionalmente costruite centrali idroelettriche di pompaggio. Durante i periodi non di punta, parte della potenza extra disponibile viene fornita al generatore che funge da motore, azionando la turbina per pompare l'acqua in un serbatoio sopraelevato. I sistemi di accumulo con pompaggio sono efficienti e forniscono un modo economico per far fronte ai picchi di carico.

In alcune zone costiere sono state costruite centrali idroelettriche per sfruttare l'alzata e la discesa delle maree. Quando arrivano le maree, l'acqua viene sequestrata in uno o più serbatoi e viene rilasciata per azionare le turbine idrauliche e i loro generatori elettrici accoppiati.

L'acqua che cade è una delle tre principali fonti di energia utilizzate per generare energia elettrica, le altre due sono combustibili fossili e combustibili nucleari . L'energia idroelettrica presenta alcuni vantaggi rispetto ad altre fonti in quanto è continuamente rinnovabile per la natura ricorrente del ciclo idrologico e non produce inquinamento termico.

L'energia idroelettrica è una fonte di energia preferita nelle aree con forti precipitazioni e con regioni collinari o montuose che sono ragionevolmente vicine ai principali centri di carico.

Molti degli impatti ambientali negativi dell'energia idroelettrica provengono dalle dighe associate, che possono interrompere la migrazione dei pesci in riproduzione, come il salmone, e spostare permanentemente le comunità ecologiche e umane man mano che i bacini si riempiono.

Un convertitore di potenza termoionico, chiamato anche generatore termoionico, è un dispositivo che converte il calore direttamente in elettricità utilizzando l'emissione termoionica anziché trasformarlo prima in un'altra forma di energia.

Un convertitore di potenza termoionico ha due elettrodi, uno di questi portato a temperature sufficientemente elevate da diventare un emettitore di elettroni termoionico, e l'altro elettrodo chiamato collettore, poiché riceve gli elettroni emessi, funziona a una temperatura notevolmente inferiore. Lo spazio tra gli elettrodi è talvolta un vuoto ma normalmente è riempito con gas o vapore a bassa pressione. I convertitori termoionici sono dispositivi a stato solido senza parti mobili e presentano un rapporto peso / potenza relativamente elevato, sono adatti per alcune applicazioni nei veicoli spaziali.

Un convertitore di potenza termoionico può essere visto come un diodo elettronico che converte il calore in energia elettrica tramite emissione termoionica. Può anche essere considerato in termini di termodinamica come un motore termico che utilizza un gas ricco di elettroni come fluido di lavoro.

TIPI DI CONVERTITORI TERMIONICI

I principali tipi di convertitori termoionici sono:

• Convertitori sottovuoto. L'efficienza e la potenza disponibile di un convertitore termoionico è fortemente limitata dall'accumulo di carica spaziale tra gli elettrodi. I convertitori sottovuoto utilizzano un piccolo spazio tra il collettore e l'emettitore. Lo spazio è compreso tra 0,025 e 0,038 mm o tra 0,001 e 0,0015 pollici. Questo al fine di minimizzare gli effetti causati dalla carica spaziale elettronica. A una temperatura di circa 800 gradi o 1500 Fahrenheit, l'energia elettrica viene convertita a una velocità da 0,1 a 1 watt per centimetro quadrato di superficie dell'emettitore. La fabbricazione di convertitori con spaziature così piccole è difficile.
• Convertitori a gas o al plasma. Il design di questi convertitori è tale da supportare una generazione continua di ioni caricati positivamente e la miscelazione con gli elettroni caricati negativamente, tra il collettore e l'emettitore. Questo per fornire al plasma una carica spaziale neutra. Ciò riduce la forza di resistenza elettrostatica che un elettrone liberato incontra quando passa al collettore dall'emettitore.
• Convertitori di scarica ausiliari. In questo tipo di convertitori, tra gli elettrodi viene utilizzato un gas inerte (come: xeno, neon o argon). L'applicazione di tensione a un terzo elettrodo porta alla produzione di ioni positivi. Il vantaggio principale di questo tipo di convertitori è che funzionano a bassa temperatura. Ciò consente l'utilizzo di diversi combustibili fossili.

I VANTAGGI DELL'IDROELETTRICO

I vantaggi dell'utilizzo dell'energia idroelettrica includono;

• Inquinamento minimo in quanto non viene bruciato carburante.
• È una fonte di energia gratuita, poiché l'acqua che fa funzionare le turbine è libera dalla natura.
• L'energia idroelettrica previene l'emissione di gas serra, preservando quindi l'ambiente.
• L'energia idroelettrica ha bassi costi di manutenzione e di esercizio.
• È una fonte di energia rinnovabile. La pioggia è gratuita ed è responsabile del riempimento del serbatoio. Pertanto, il carburante è quasi sempre lì.

SVANTAGGI DELL'IDROELETTRICO

Gli svantaggi dell'energia idroelettrica includono;

• Elevato costo di investimento.
• Dipende dalle precipitazioni.
• Interferisce con la diversità nell'acqua, ad esempio il pesce.

SOMMARIO

• L'energia idroelettrica è la potenza derivata dall'energia dell'acqua che cade o che scorre veloce
• La generazione di energia idroelettrica avviene sollevando l'acqua e poi facendola scendere attraverso i tunnel. Mentre l'acqua scorre ad alta pressione, fa girare le turbine
• L'energia meccanica delle turbine viene convertita in energia elettrica dai generatori di azionamento
• I trasformatori aiutano a trasmettere l'elettricità su lunghe distanze
• L'energia idroelettrica è una fonte di energia rinnovabile