Esistono numerose tipologie di turbine idroelettriche, con differenti caratteristiche e modalità di sfruttare la potenza dell’acqua. La turbina idroelettrica è il cuore pulsante di ogni impianto idroelettrico: è proprio questo dispositivo meccanico, in acciaio o ghisa, che permette di trasformare l’energia cinetica dell’acqua in energia meccanica.
Come funzionano le turbine idroelettriche? Le principali turbine sono composte da una girante chepermette di trasferire l’energia cinetica all’albero su cui è montata.
Pira Impianti è specializzata nella manutenzione e riparazione di ogni turbina idroelettrica, grazie a 30 anni di esperienza nel settore. Che sia per verifiche periodiche o per la riparazione di guasti imprevisti, i nostri tecnici sono in grado di intervenire tempestivamente sulle turbine idroelettriche di ogni genere, grazie a competenze di lunga data nel campo della manutenzione e riparazione di impianti idroelettrici.
Andiamo a scoprire tutte le caratteristiche delle principali turbine idroelettriche!
Turbine Francis: scopri le turbine idroelettriche a flusso centripeto
Tra le più utilizzate al mondo, la turbina Francis è stata sviluppata nel 1848 da James B. Francis, un ingegnere inglese trasferitosi negli Stati Uniti. Le turbine Francis vengono impiegate in corsi d’acqua con dislivelli da 10 fino a 300-400 m e portate da 2 fino a 100 m³/s.
È una turbina idroelettrica a flusso centripeto: l’acqua entra nella turbina attraverso un condotto a chiocciola che la guida verso la girante. Un distributore con palette regolabili indirizza poi il flusso d’acqua verso le pale della girante che cominciano a ruotare grazie all’impatto dell’acqua, convertendo così l’energia cinetica in energia meccanica rotatoria. Dopo aver attraversato la girante, l’acqua esce attraverso un tubo di scarico, sfruttando la depressione per recuperare l’energia residua.
Turbine Pelton per grandi salti e piccole portate
Si tratta della turbina idroelettrica ad azione con rendimento più elevato: la turbina Pelton è stata inventata nel 1879 dal carpentiere Lester Allan Pelton. Queste turbine vengono utilizzate per grandi salti, di solito tra i 300 e i 1400 m, e piccole portate.
Sono turbine ideali per i bacini idroelettrici alpini che ricordano il funzionamento delle vecchie ruote a pale dei mulini ad acqua. L’acqua, proveniente da un bacino di monte, viene convogliata in un condotto forzato e poi passa attraverso un ugello che la accelera, trasformando l’energia potenziale in energia cinetica. Le pale della girante sono progettate per catturare il getto d’acqua e deviarne la direzione. Il getto d’acqua, cambiando direzione, subisce una variazione di quantità di moto, che si traduce in una forza che agisce sulla pala. La somma delle forze esercitate su tutte le pale della girante crea un momento torcente che fa ruotare la girante e, di conseguenza, produce energia elettrica.
Turbine idroelettriche Kaplan e Kaplan Bulbo: tutte le caratteristiche
Ricorda un’elica di una nave, la turbina Kaplan è nata nel 1913 grazie al professore austriaco Viktor Kaplan. Questa turbina sfrutta piccoli dislivelli, fino a qualche metro, ma con grandi portate. È una turbina a flusso assiale: l’acqua entra in una camera a chiocciola, viene deviata dal distributore e colpisce le pale della girante che possono variare angolazione per adattarsi meglio alle condizioni idrauliche del fiume. Tra le turbine Kaplan, troviamo anche le turbine Kaplan a bulbo.
Turbina Coclea, dove è il peso dell’acqua a generare il movimento
L’idea della turbina Coclea risale al 1819, quando l’ingegnere francese Claude-Louis Navier ipotizzò l’utilizzo della vite di Archimede come variante tipologica della ruota idraulica. Solo nel 1922 William Moerscher brevettò la turbina a vite idrodinamica negli Stati Uniti, mentre il primo brevetto europeo sarà del tedesco Karl-August Radlik nel 1997.
Si tratta di una turbina a gravità, dove è il peso dell’acqua a generare il movimento. Il funzionamento delle turbine Coclea è molto semplice: l’acqua fluisce liberamente dall’imbocco a monte fino allo scarico a valle. È il movimento rotatorio della turbina ad essere trasformato in energia elettrica, applicando in serie un moltiplicatore e un alternatore. Le Coclea sfruttano salti d’acqua bassi, da 1,5 a 6 m, con portate medio-basse.
Turbina VLH MJ2 per salti bassissimi
Abbiamo visto in questo articolo come sia necessario disporre di competenze iperspecialistiche per la manutenzione della turbina VLH MJ2. La domanda di brevetto da parte della MJ2 technologies è stata presentata nel 2003 in Francia, per poi essere estesa a livello internazionale nel 2006. Le turbine VLH MJ2 sono in grado di funzionare con bassissimi salti, da 1,5 a 4,5 metri. L’uso di queste turbine permette una realizzazione con bassi costi civili e un basso impatto ambientale.
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