L'energia idroelettrica
Procedendo ad un esame più dettagliato della fonte rinnovabile storicamente più utilizzata dall’uomo, quella idroelettrica, si può cominciare mettendo in luce che questa forma di energia si ottiene sfruttando il potenziale delle masse d'acqua movimentate dalla gravità o convogliate in apposite opere costruite dall'uomo, grazie a dighe, chiuse, canali e ponti.
L'acqua, in entrambi i casi, viene diretta ad azionare il movimento meccanico delle turbine, il cui movimento rotatorio aziona gli alternatori: in questo modo l'energia potenziale dell'acqua in caduta o in movimento, convertita in energia meccanica nel momento in cui aziona le turbine, diventa energia elettrica.
Più nello specifico, lo sfruttamento dell’energia cinetica derivante dal movimento dell’acqua avviene in centrali apposite. Gli impianti idroelettrici sono costruiti con diversi meccanismi che inducono lo spostamento delle acque, come dighe e canali, che vengono poi utilizzati per azionare le turbine, collegate a un alternatore, in modo che l’energia prodotta venga trasformata in energia elettrica. In generale il funzionamento di queste centrali avviene secondo questi passaggi:
- Fase 1: l’acqua viene raccolta in conche artificiali, presenti nelle dighe, dette anche bacini idroelettrici;
- Fase 2: partendo da questi bacini, l’acqua viene direzionata a valle attraverso delle condutture apposite, nel quale raggiunge velocità molto elevate;
- Fase 3: un sistema di turbine viene messo in moto dall’acqua proveniente dalle condutture e degli alternatori, ad esse collegati, trasforma l’energia cinetica dovuta al movimento delle turbine in energia elettrica.
La relativa semplicità di costruzione delle centrali idroelettriche spiega la loro enorme diffusione su tutto il pianeta: addirittura, in Italia, l'idroelettrico rappresenta circa il 15% della produzione nazionale di energia, confermando la sua importanza anche in materia di sviluppo sostenibile e eco-compatibile. Infatti, l'energia idroelettrica, dal punto di vista del processo produttivo e, soprattutto, delle emissioni derivate, è tra le forme di approvvigionamento energetico più pulite, con un tasso di rinnovabilità potenzialmente infinito.
Tuttavia, gli impianti a maggior efficienza comportano pur sempre un impatto ambientale, sotto forma di costruzione di dighe e chiuse che alterano irreversibilmente l’ecosistema. Il tasso tecnologico di questa fonte è giunto a livelli tali che negli ultimi anni si stanno studiando alcuni sistemi per impiantare centrali in mare, al pari delle centrali eoliche off-shore, per sfruttare l'energia idraulica proveniente dai moti ondosi delle correnti marine o delle maree: in questo caso, tuttavia, si parla non più di idroelettrico ma di energia mareomotrice.