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molti di voi si saranno imbattuti in
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dighe di varie dimensioni durante una
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camminata in montagna ad esempio in
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Italia ne abbiamo davvero tante secondo
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il servizio tecnico Nazionale diga
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infrastrutture idriche ed elettriche
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quelle cosiddette sbarramenti maggiori
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ovvero più alte di 15 metri sono ben 532
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se si considerano anche i piccoli
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sbarramenti di competenza regionale il
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loro numero oscilla tra le 8.500 e le
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10.000 unità ma censimenti completi per
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queste piccole opere non sono mai stati
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portati a termine la più alta è anche
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quella più tristemente famosa e la diga
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del Vajont con un'altezza di 255 metri
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tra quelle ancora operative le più
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grandi sono la diga di Alpe Zero a 160
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metri in Lombardia e quella di Santa
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Giustina 152 metri in Trentino le dighe
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sono sicuramente gli elementi più
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visibili degli impianti idroelettrici Ma
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quali sono tutti gli altri come
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funzionano questo tipo di impianti nel
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video di oggi cercheremo di spiegare in
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maniera semplice il arrivato il momento
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le grandissime potenzialità di questa
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tecnologia che l'uomo sfrutta per
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produrre elettricità da quasi 150 anni e
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mi raccomando ragazzi se vi piacciono
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questi contenuti supportateci mettendo
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un bel like e iscrivendovi al canale più
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della metà delle persone che guardano i
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nostri video non è ancora iscritta
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quindi Dateci il vostro contributo
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ricordiamo che in Italia soprattutto
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paese storicamente povero di carbone lo
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sviluppo delle centrali idroelettriche A
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partire dagli anni 90 dell'Ottocento ha
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permesso l'avvio della Rivoluzione
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Industriale gli impianti sci
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classificano primariamente in base alla
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capacità installata Ovvero la potenza
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massima che possono raggiungere vengono
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generalmente considerati grandi impianti
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quelli che superano i 100 Megawatt in
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base a questa definizione in Italia ce
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ne sono 26 sono 3 però superano i 1000
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Megawatt la centrale di Entracque In
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Piemonte con 1300 Megawatt la centrale
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di Edolo in Lombardia e quella di
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Presenzano entrambe con 1000 Megawatt
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nel mondo invece ci sono
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impianti che superano addirittura i 10
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gigawatt la centrale delle tre gole in
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Cina con 22,5 GB quella di typhoo tra
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Brasile e Paraguay con 14 GB quella di
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xiloudo sempre in Cina con 13,86 GB e
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quella di Gurin Venezuela con 10,2 in
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maniera molto semplice si può dire con
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impianto idroelettrico Captain flusso di
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acqua da un punto in alto e lo convoglia
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tramite le condotte forzate ovvero delle
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grosse tubature fino alla centrale posta
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più in basso Dove viene prodotta
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elettricità la differenza di altezza Fra
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Questi due punti viene detta accaduta
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mentre il flusso d'acqua utilizzato
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prende il nome di portata ma vediamo ora
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più nello specifico Come è possibile
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ottenere energia elettrica dall'acqua
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gli impianti idroelettrici sfruttano
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l'energia potenziale gravitazionale che
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ha l'acqua quando esso si trova più in
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alto rispetto alla turbina da un punto
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di vista energetico in maniera molto
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semplificata il funzionamento può essere
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spiegato con l'equazione di bernoulli
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Quando l'acqua scende verso sue spalle
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l'energia potenziale si trasforma in
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energia cinetica in quanto la sua
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velocità aumenta ma anche la sua
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pressione va crescendo perché si trova
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più in basso rispetto al pelo libero
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dell'acqua ovvero il suo livello nel
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bacino a Monte quando entra nella
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turbina l'acqua impatta le palette
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trasferendo energia cinetica ma al
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contempo svolge anche del Lavoro
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meccanico su queste palette dato che si
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trova ad una pressione elevata questi
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due contributi permettono la
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trasformazione dell'energia che l'acqua
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possiede in energia meccanica La turbina
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è collegata ad un albero e attraverso di
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esso ad un'alternatore in questa
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configurazione il moto impartito alle
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palette della turbina viene trasmesso
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all'alternatore e quindi l'energia
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meccanica viene trasformata in energia
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elettrica l'efficienza energetica di
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questi passaggi è piuttosto elevata
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mediamente parliamo del 90%, pensate che
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si tratta in assoluto di uno dei
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processi di produzione di energia
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elettrica che dà l'energia originalmente
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a disposizione ne spreca di meno vediamo
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ora I diversi tipi di turbi e come
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Queste sono fatte e se finora il video
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vi è sembrato interessante Mi raccomando
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tasto like storicamente a seconda della
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caduta e della portata sono stati
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utilizzati diversi tipi di turbine per
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alte cadute e basse portate viene
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preferite la turbina di tipo pelton
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ricorda vagamente la ruota di un mulino
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ad acqua e sfrutta soprattutto il
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trasferimento di energia cinetica Tra
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l'acqua e le palette Questo è il motivo
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per cui funziona bene con velocità
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elevate dell'acqua ogni paletta la forma
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di una scodella in modo da invertire la
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direzione del flusso di acqua che la
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investe e massimizzare il trasferimento
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di quantità di moto se parliamo invece
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di basse cadute grandi portate viene
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utilizzata la turbina di tipo kaplan
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questo tipo di turbina È simile alle
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eliche delle imbarcazioni ma con il
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funzionamento opposto in questo caso il
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movimento dell'acqua a far girare le
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palette L'angolo di attacco delle
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palette a Rotture può essere variabile
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permettendo di massimizzare l'efficienza
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nelle diverse condizioni operative nella
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situazione intermedia medie cadute e
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medie portate è la turbina Francis ad
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essere preferita in realtà negli ultimi
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anni grazie alla sua grande versatilità
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E al fatto di poter essere utilizzata
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anche per il pompaggio viene ampiamente
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utilizzata in impianti di dimensioni
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molto diverse se non sapete cos'è il
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pompaggio tranquilli che tra poco ci
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arriviamo questo turbine è costituita da
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un condotto a chiocciola al centro della
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quale è posto Il rotore l'acqua viene
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introdotta dal condotto a rotore
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attraverso delle palette con
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inclinazione regolabile quelle gialle a
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questo punto impatta le palette del
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rotore quelle rosse che sono fisse e
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dentro al suo interno Il rotore è un
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cilindro cavo con le palette distribuite
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sulla circonferenza e altre palette
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poste su una delle due basi Questa
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seconda serie di palette detta diffusore
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permette di recuperare tutta l'energia
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cinetica dell'acqua Infatti questo tipo
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di turbina riesce a raggiungere un alta
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efficienza perché all'interno del
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rottura si raggiunge una pressione
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inferiore a quella atmosferica in questo
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modo viene massimizzata la differenza di
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pressione in Piemonte e a valle delle
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palette del rotore per poter mantenere
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questa condizione si utilizza l'energia
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cinetica residua dell'acqua che viene
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recuperata dal diffusore e trasformata
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in pressione riportando il fluido a
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pressione atmosferica Ok adesso abbiamo
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visto il funzionamento ma vediamo ora
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Quali sono i vari modi di organizzare
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gli impianti rispetto ai corsi d'acqua
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la maggior parte degli impianti di
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grandi dimensioni sfrutta un bacino
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artificiale ottenuto Grazie allo
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sbarramento di un corso d'acqua parliamo
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appunto di una diga per uniformare il
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flusso d'acqua che viene sfruttato per
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produrre energia Infatti senza lo
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sbarramento La maggior parte dei fiumi
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ha una portata troppo irregolare che
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farebbe sì che in alcuni momenti la
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produzione sarebbe massima ma molti
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altri periodi sarebbe piuttosto scarsa
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il volume di acqua che viene
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immagazzinato in questo modo può essere
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anche molto elevato se i laghi
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artificiali nel mondo superano i 100 km
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cubi ad esempio anche la loro estensione
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può raggiungere numeri impressionanti
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l'ago volta ad esempio in Ghana misura
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8.500 chilometri Infatti più o meno
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quanto l'Umbria in prossimità della diga
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l'acqua viene incanalata in tubature
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dette condotte forzate quelle che
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abbiamo nominato prima attraverso le
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quali può raggiungere la centrale dove
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viene prodotta l'energia elettrica
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alcuni di questi impianti sono
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cosiddetti di pompaggio anche questo
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termine che abbiamo nominato in passato
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in questo caso oltre a bacino a Monte è
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presente anche un vaccino a Valle che
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raccoglie l'acqua utilizzata vi starete
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chiedendo come mai Beh nei momenti in
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cui la produzione di elettricità sulla
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rete supera la domanda e quindi
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possibile utilizzare le energie
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elettriche in eccesso per pompare
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l'acqua dal bacino a valle a quello a
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Monte e immagazzinare di fatto energia
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questa tecnologia è assolutamente
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strategica Infatti ricordiamo che uno
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dei problemi principali che limita la
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sostituzione delle Fonti fossili con
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quelle rinnovabili e l'intermittenza e i
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problemi legati all'accumulo di energia
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questa soluzione Infatti permette di
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immagazzinare enormi quantità di energia
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con un efficienza molto elevata parliamo
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di circa l'80%, due esempi di procedura
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importanza che abbiamo in Italia di
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questo tipo di impianti sono quello di
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Edolo e quello di Presenzano Purtroppo
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il numero di impianti di pompaggio
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rispetto al totale degli impianti
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idroelettrici è molto basso soprattutto
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per problemi di carattere ambientale
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Infatti è necessario poter costruire due
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invasi di grandi dimensioni uno a Monte
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e uno a Valle in Italia per esempio la
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capacità installata di pompaggio è solo
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il 6,1% del totale ma è comunque
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maggiore di molti altri paesi le nazioni
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che fanno meglio in questo campo sono la
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Svizzera con il 32%. l'Austria con il 18
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e il Portogallo con il 17%. esiste poi
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un'altra tipologia di impianti detti
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lungo il fiume utilizzando un bacino di
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sbarramento di piccole dimensioni non in
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grado di creare di fatto un lago l'acqua
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viene semplicemente deviata utilizzando
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un canale più o meno lungo e
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successivamente introdotta nelle
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condotte forzate questo tipo di impianti
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può essere di grandi o di piccole
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dimensioni richiede Tuttavia una portata
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sufficientemente costante del fiume sul
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quale installato difficoltà l'assenza di
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un bacino artificiale e di dighe di
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grosse dimensioni l'impatto ambientale è
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minimo D'altra parte anche la caduta
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disponibile spesso limitata dato che è
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così pulito ed efficiente perché non si
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possono installare nuovi impianti in
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Italia Purtroppo nonostante la relativa
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ricchezza di corsi d'acqua nel nostro
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paese quasi tutti i luoghi dove era
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possibile costruire impianti di questo
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tipo sono già stati sfruttati Inoltre
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spesso la costruzione di dighe e la
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creazione di laghi artificiali ha un
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profondo impatto sul territorio e viene
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quindi osteggiata dalle comunità locali
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a maggior ragione in un paese così
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urbanizzato come il nostro la grande
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potenzialità che può avere
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l'idroelettrico nel futuro è sicuramente
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quello dell'accumulo investire e
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utilizzare maggiormente il pompaggio in
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futuro può dare una grossa spinta
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all'espansione delle eolico e del
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fotovoltaico e voi ragazzi sapevate Come
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funzionano i diversi tipi di turbine
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Speriamo di aver fatto un contenuto
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interessante Mi raccomando voi fatecelo
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sempre a sapere con un bel like e
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iscrivetevi anche nei commenti Quale
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altre tematiche vorreste vedereci
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approfondi re qui su ingegneria Italia
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questo è davvero tutto noi ci vediamo al
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prossimo video Ciao a tutti ragazzi
