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Lombardia - Energia come introduzione

Le centrali idroelettriche trasformano l’energia potenziale gravitazionale di un salto d’acqua, o di un bacino artificiale, in energia elettrica. Tra le prime ad essere impiegate in Lombardia queste centrali sono ancora oggi tra le maggiori fonti di approvvigionamento energetico.


APPROFONDIMENTO

Le centrali idroelettriche sono state le prime ad essere impiegate non solo in Lombardia, ma in tutto il territorio dove erano disponibili corsi d’acqua. Queste centrali, relativamente al ciclo idroelettrico hanno un rendimento elevato, intorno all’85-86%. Storicamente è una delle forme più antiche di sfruttamento e rappresenta approssimativamente un quarto dell’energia totale prodotta nel mondo. In Italia rappresentava fino agli anni ’60 l’82% dell’energia elettrica complessiva per un totale di 50 miliardi di kWh/anno. Dal 1980 è stata in buona parte sostituita dall’energia termoelettrica e la percentuale è scesa al 19% circa.

Particolare dall'alto delle condotte forzate e del bacino

In linea generale lo schema funzionale di una centrale idroelettrica comprende una diga che intercetta il corso d’acqua creando un bacino dove viene tenuto un livello pressoché costante dell’acqua. L’acqua viene convogliata mediante condotte forzate nelle turbine attraverso valvole di immissione, e organi di regolazione.

Inquadratura dall'alto di una diga con sfioratori

L’acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico attraverso il quale viene restituita al fiume. Collegato direttamente alla turbina è montato l’alternatore, macchina elettrica rotante in grado di trasformare in energia elettrica l’energia meccanica ricevuta dalla turbina. Prima di essere immessa nelle linee di trasmissione , l’energia elettrica passa attraverso un trasformatore che abbassa l’intensità della corrente e ne innalza la tensione a migliaia di Volt. Questo per minimizzare la dissipazione di energia sotto forma di calore secondo quanto recita la legge di Joule. Giunta sul luogo di impiego, prima di essere utilizzata, l’energia elettrica passa di nuovo attraverso il trasformatore che alza l’intensità della corrente e ne abbassa la tensione- 220 Volt in Italia- per renderla adatta agli usi domestici.

Una centrale idroelettrica ha il seguente schema funzionale:
  • Bacino
  • Diga
  • Turbina
  • Condotta forzata
  • Valvola
  • Opera di restituzione
  • Trasformatore
  • Alternatore
 
DOMANDE E RISPOSTE

Cosa dice la legge di Joule sull’effetto termico del passaggio di corrente elettrica in un conduttore?
La dissipazione di energia termica in un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione, all’intensità di corrente e alla resistenza elettrica:
E dissipata = V.I.R e si misura in Joule.

Come fai a trasformare i Joule in calorie?
Poiché un Joule equivale a 0,24 calorie, basta moltiplicare per 0,24.

LO SAPEVI CHE...

Per evitare sprechi, nelle centrali idroelettriche durante la notte, quando la domanda di elettricità è più bassa, parte dell’energia viene impiegata per pompare l’acqua nel bacino in quota.







 



La Centrale idroelettrica Taccani, detta Moretti.
Trezzo d’Adda. Milano.

Centrale ENEL

Costruita dall’architetto Moretti sul ceppo dell’Adda ai primi del ‘900, in funzione ininterrotta dal 1906. Erano in funzione 10 generatori per un totale di 10.000 kW.

Oggi rimodernata consta di 6 alternatori e fornisce una potenza complessiva di 10.500 kW.

La centrale Taccani di Trezzo sull'Adda,
uno degli esempi più alti di architettura industriale.

All'alba del Novecento, un'importante avvenimento apre una nuova pagina nell'economia della Lombardia. L'industriale cotoniere Cristoforo Benigno Crespi (1833-1920), capostipite della dinastia dei Crespi (pionieri dell'industria cotoniera italiana) e fondatore dell'omonimo villaggio esempio di architettura industriale, nel 1894 acquistò l'intero promontorio bagnato dall'Adda a Trezzo, su cui sorgevano i resti dell'antico castello.
L'interesse dell'industriale non era rivolto al vecchio maniero ma alla costruzione di una centrale idroelettrica che sarebbe sorta poco dopo sotto le mura viscontee, avendo bisogno di energia per il cotonificio di Crespi d'Adda.
Dopo aver programmato l'impianto e presentato domanda di concessione di sfruttamento delle acque (1900), Crespi costituì la "Società Anonima per le Forze Idrauliche di Trezzo sull'Adda Benigno Crespi". Successivamente, aumentò la capacità di sfruttamento delle acque acquisendo, il 7 febbraio 1903, anche la concessione con cui i fratelli Rolla, attraverso un "naturale giro d'acqua", producevano energia per il loro vicino opificio di tessitura sin dal 1892.
Alcuni studi preliminari sul posizionamento della nuova centrale, di dimensioni più ridotte rispetto all'impianto poi realizzato, furono eseguiti nel 1897 dall'ingegnere Pietro Brunati, il progettista che lavorò per Crespi alla costruzione del villaggio industriale. L'incarico per il progetto definitivo fu affidato però all'architetto Gaetano Moretti (1860-1938), esponente illustre di una corrente ispirata al modernismo monumentale. A Moretti si affiancò il direttore tecnico Adolfo Covi assistito da Alessandro Taccani e Oreste Simonatti.

La prima pietra dell'edificio motori fu posata l'11 luglio 1904, con grande partecipazione di gente e di autorità. Per la costruzione della centrale idroelettrica Benigno Crespi furono impegnate maestranze in maggior parte trezzesi; qualche anno più tardi però, essendosi prolungati i lavori, i committenti reclutarono manodopera specializzata anche da altre regioni.
"La casa della forza", come fu denominato l'intero complesso, costituì una tappa importante per lo sviluppo della zona, come si legge in un periodico di quegli anni: "Di là si sprigiona luce e da là scende, colla luce, tanta energia per le sponde del fiume e per le ridenti campagne della Brianza, ed ancora, attorno per tante fiorenti plaghe di Lombardia".
La centrale idroelettrica Benigno Crespi entrò in funzione nel 1906.

La diga di derivazione sbarra il fiume Adda in corrispondenza dell’ansa detta del castello di Trezzo e ne innalza il livello ordinario di magra di circa 7 metri. Il salto netto utile per le turbine è circa 8 metri. Brevi condotti di presa dotati di una paratoia di intercettazione immettono l’acqua nelle turbine. Ogni turbina trascina in rotazione il proprio alternatore producendo energia elettrica che, attraverso appositi conduttori, è inviata ai trasformatori che elevano la tensione da 6kV di produzione a 15kV per essere poi trasferita alla cabina primaria dove viene ulteriormente innalzata a 132 kV prima di essere immessa nella rete nazionale.


Principali componenti:

Sbarramento
: lungo circa 98 metri con paratoie azionate oleodinamicamente . La portata massima derivabile è di 180 metricubi/s.

Gruppi turbina alternatore: Sono in funzione 6 gruppi costituiti da : 4 turbine a elica e 2 turbine Kaplan in grado riutilizzare portate fino a 30 metricubi. I 6 alternatori hanno una velocità di 187,5 giri al minuto. La potenza istallata è di circa 10.500 kW e l’energia producibile è in media 65 milioni di kWh cui corrisponde un consumo medio annuo di 24.000 famiglie.

Trasformatori: L’energia viene prodotta dai generatori alla tensione di 6 kV e inviata attraverso due trasformatori 6/15 kV alle sbarre di media tensione della cabina primariaOpera di restituzione Uscendo dalle turbine l’acqua defluisce in una rande vasca lunga 80 metri e larga circa 20. Dalla vasca due gallerie scavate nella roccia e lunghe 90 metri restituiscono l’acqua al fiume.




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