Presentazione di PowerPoint

1
CENTRALE IDROELETTRICA
DIGA
BACINO
OPERA DI RESTITUZIONE
VALVOLA
TURBINA
CONDOTTA FORZATA
TRASFORMATORE
ALTERNATORE
2
BACINO
Il bacino e' un invaso dacqua che si ottiene per
effetto dello sbarramento del corso di un fiume.
Forma e dimensioni di un bacino idrografico sono
generalmente determinati dalle caratteristiche
geologiche della zona, mentre la ramificazione
del reticolo idrografico, ovvero la densita' dei
corsi d'acqua minori, dipende in modo essenziale
anche dal regime delle precipitazioni, dai tipi
di suolo e di vegetazione e dall'attivita' umana.
3
Valvola a farfalla
Valvola a fuso
Valvola rotativa
I tipi di valvola utilizzati nelle centrali
idroelettriche sonoa Farfalla costituite da
una lente circolare che ruota attorno ad un perno
girevole ad asse perpendicolare alla tubazione in
cui la valvola e' inserita. Sono impiegate in
impianti con salti fino a 200 m ed hanno diametri
massimi di 4-5 metri.Rotative costituite da un
corpo sferico nell'interno del quale si muove un
otturatore rotante, che ha la stessa sezione
trasversale della condotta. L'impiego di questo
tipo di valvola, che ha raggiunto diametri di 4
metri, e' adatto a salti fino a 1500-1600 m.a
Fuso l'organo otturatore di questo tipo di
valvola ha la forma di un fuso che viene spostato
in direzione assiale per le manovre di chiusura o
apertura.
4
Le condotte forzate sono generalmente costituite
da tubazioni metalliche in lamiera d'acciaio o in
calcestruzzo armato. Sono munite in testa di
organi di chiusura e sicurezza (in genere valvole
a farfalla) ed al piede di organi di
intercettazione (valvole rotative o a farfalla)
di sicurezza delle turbine, a valle delle quali
sono installati gli organi di regolazione
(distributori di turbina) direttamente connessi
alle stesse turbine.
5
Il trasformatore e' una macchina elettrica
statica atta a trasferire, sfruttando il fenomeno
dell'induzione elettromagnetica, energia
elettrica a corrente alternata da un circuito a
un altro modificandone le caratteristiche.
Schematicamente un trasformatore e' costituito da
due avvolgimenti, ciascuno formato da un certo
numero di spire di filo di rame avvolte attorno a
un nucleo di ferro di elevata permeabilita'
magnetica, dei quali uno riceve energia dalla
linea di alimentazione, mentre l'altro e'
collegato ai circuiti di utilizzazione.
6
ALTERNATORE
L'alternatore e' un generatore di corrente
elettrica. È costituito da due parti
fondamentali, una fissa e l'altra rotante, dette
rispettivamente statore e rotore, su cui sono
disposti avvolgimenti di rame isolati. I due
avvolgimenti si dicono induttore (sul rotore) e
indotto (sullo statore).
7
La ruota idraulica antica
In breve Le turbine occupano un posto importante
tra i motori. Nel caso delle turbine che
sfruttano l'energia cinetica dell'acqua, il
funzionamento è assicurato dalla diga posta in un
livello superiore, l'acqua arriva alla turbina
mediante una condotta forzata, in questo modo la
turbina inizia a girare e, tramite un albero
motore collegato all'alternatore, produce energia
elettrica da energia cinetica. Le turbine si
differenziano a seconda del dislivello a cui è
sottoposta l'acqua che le fa muovere.
Negli impianti idroelettrici moderni vengono
costruite grandi unità in presenza di dislivelli
elevati, impiegando generalmente turbine Kaplan
fino a 60 metri e turbine Francis fino a 600
metri. L'impianto che dispone del dislivello
maggiore (circa 1770 metri) si trova a Reisseck,
in Austria, e utilizza una turbina Pelton, mentre
singole unità di notevoli dimensioni sono
installate nell'impianto di Itaipu, in Brasile
si tratta di 18 turbine Francis da 700 megawatt
ciascuna, per una capacità complessiva di 12.600
megawatt.
8
FRANCIS
Le turbine Francis dispongono di un distributore
a pale mobili accuratamente profilate e molate,
azionato da un servomotore. Le giranti Francis
sono fuse in un unico pezzo di acciaio
inossidabile e accuratamente lavorate. Le bussole
delle pale direttrici sono in materiale
autolubrificante ed i cuscinetti turbina
realizzati nel rispetto assoluto della purezza
dell'acqua.La turbina Francis è utilizzata per
cadute e portate medie, relative a salti tra i 10
e i 250 metri. Dalla forma molto compatta,
Francis assicura risultati ottimali, sia ad asse
verticale che orizzontale.
9
PELTON
10
KAPLAN
La turbina Kaplan è costruita per piccole cadute,
inferiori ai 40 metri, e grandi portate. Grazie
alla doppia regolazione, elica- distributore, il
suo alto rendimento viene mantenuto fino al 25
della portata nominale.Le turbine Kaplan,
anch'esse disponibili sia in versione verticale
che orizzontale.
11
La centrale idroelettrica trasforma l'energia
idraulica di un corso d'acqua, naturale o
artificiale, in energia elettrica. In linea
generale lo schema funzionale comprende l'opera
di sbarramento, una diga o una traversa, che
intercetta il corso d'acqua creando un invaso che
puo' essere un serbatoio, o un bacino, dove viene
tenuto un livello pressoche' costante dell'acqua.
Attraverso opere di adduzione, canali e gallerie
di derivazione l'acqua viene convogliata in
vasche di carico e, mediante condotte forzate,
nelle turbine attraverso valvole di immissione(di
sicurezza) e organi di regolazione della portata
(distributori) secondo la domanda d'energia.
L'acqua mette in azione le turbine e ne esce
finendo poi nel canale di scarico attraverso il
quale viene restituita al fiume. Direttamente
collegato alla turbine, secondo una disposizione
ad asse verticale o ad asse orizzontale, e'
montato l' alternatore, che e' una macchina
elettrica rotante in grado di trasformare in
energia elettrica l'energia meccanica ricevuta
turbina. L'energia elettrica cosi' ottenuta deve
essere trasformata per poter essere trasmessa a
grande distanza. Pertanto prima di essere
convogliata nelle linee di trasmissione,
l'energia elettrica passa attraverso il
trasformatore che abbassa l'intensita' della
corrente prodotta dallalternatore, elevandone
pero' la tensione a migliaia di Volts. Giunta sul
luogo di impiego, prima di essere utilizzata,
l'energia passa di nuovo in un trasformatore che
questa volta, alza l'intensita' di corrente ed
abbassa la tensione cosi' da renderla adatta agli
usi domestici.
12
Opera di restituzione
Lacqua una volta passata dalle varie turbine
viene restituita tramite della condotte al corso
dacqua naturale verso valle.
13
DIGA
Opera di sbarramento di un corso d'acqua, che
serve a formare un bacino o un serbatoio, dotata
di opere di imbocco di gallerie o canali, di
opere di sfioro dell'acqua in eccesso e di opere
di scarico. Le dighe si possono dividere in due
grandi categorie diga a gravita' e dighe ad
arco. Le dighe a gravita' hanno generalmente
sezione verticale triangolare o trapezoidale, e
sezione orizzontale ad asse rettilineo o talvolta
curva. La stabilita' e la resistenza alla spinta
idrostatica sono affidate unicamente al peso
della costruzione.Nelle dighe ad arco la spinta
idrostatica delle acque d'invaso viene
trasferita, sulle pareti laterali su cui poggia
la diga stessa. Con forma convessa, possono
essere costruite solo per sbarrare valli non
molto larghe con fianchi rocciosi.
14
La turbina Pelton è consigliata per cadute
elevate, superiori ai 60 metri, combinate con
portate relativamente piccole. Gli ottimi
rendimenti sono mantenuti fino al 25 della
portata nominale.Dotate di ruote in acciaio
inox. Le turbine Pelton possono essere realizzate
sia in versione orizzontale che verticale e
munite da uno a quattro iniettori. Per
applicazioni su acquedotti, i materiali di
costruzione utilizzati sono inossidabili e non
inquinanti.Le giranti in acciaio inossidabile,
calcolate di volta in volta appositamente per
ogni progetto, vengono fuse da fonderie
specializzate e accuratamente molate a specchio
per poter raggiungere gli alti livelli di
rendimento che le contraddistinguono.
15
(No Transcript)
16
La più antica e semplice turbina idraulica è la
ruota idraulica, usata dapprima nell'antica
Grecia e successivamente adottata nella maggior
parte dell'Europa antica e medievale per la
macinazione del grano. Nella sua forma più
semplice consisteva in un albero verticale, con
una serie di alette o palette radiali oblique,
posizionato in corsi d'acqua a flusso rapido o in
condotte forzate. La potenza prodotta era di
circa 0,5 cavalli. La ruota idraulica
orizzontale (cioè una ruota a palette radiali
montata su un albero orizzontale) fu descritta
per la prima volta nel I secolo a.C.
dall'architetto romano Marco Vitruvio Pollione
17
(No Transcript)
18
(No Transcript)