Cosa sono le turbine d'acqua?
Le turbine d'acqua vengono utilizzate per estrarre energia dall'acqua in movimento, in genere per la produzione di idroelettricità.Operano costringendo l'acqua oltre le lame inclinate, che girano le turbine.Le turbine d'acqua possono essere collegate meccanicamente ai macchinari o a un generatore elettrico.Le turbine a vapore usano il vapore gassoso, piuttosto che l'acqua liquida, per funzionare.
Il precursore delle turbine ad acqua era la ruota idrica, che veniva utilizzata per migliaia di anni.Una ruota idrica è orientata verticalmente con solo una piccola porzione immersa sotto l'acqua in qualsiasi momento.Questo tipo di ruota si basa sul momento orizzontale dell'acqua in un fiume per girare.Affinché questo funzioni, la ruota deve avere creste o secchi per catturare l'acqua.Lo stesso principio viene utilizzato nella ruota della paletta di un battello a vapore.
Le turbine d'acqua, tuttavia, operano in modo diverso, con le lame disposte in un modo analoghe a quelle di un mulino a vento.Il fluido scorre attraverso un mulino a vento piuttosto che superarlo.Lo stesso design viene utilizzato per le turbine d'acqua, sebbene la forma delle lame sia ottimizzata per l'acqua anziché per l'aria.
La turbina d'acqua iniziò ad essere ampiamente usata durante il XIX secolo.Prima che l'elettricità fosse disponibile, le fabbriche erano alimentate meccanicamente.Le turbine d'acqua erano attaccate ai macchinari più o meno allo stesso modo in cui il motore di un'auto è attaccato alle sue ruote.Un motore può continuare a girare mentre una trasmissione distribuisce l'alimentazione alle ruote creando o rompendo una connessione meccanica.Allo stesso modo, una fabbrica può essere alimentata senza coinvolgere l'elettricità.
Negli ultimi tempi, le turbine d'acqua sono state utilizzate nelle centrali idroelettriche.Queste piante in genere coinvolgono una diga con una differenza significativa nel livello dell'acqua tra i lati.La pianta estrae l'energia potenziale gravitazionale immagazzinata nell'acqua più alta costringendola a fluire attraverso le turbine dell'acqua;In altre parole, mentre l'acqua scende dall'alto livello a basso livello, spinge le lame di una turbina d'acqua e gira la turbina.L'energia rotazionale viene convertita in elettricità con un generatore elettrico.Nel 2008, l'idroelettricità rappresentava la maggior parte delle energie rinnovabili prodotte in tutto il mondo.
Le turbine a vapore, d'altra parte, sfruttano l'energia dal vapore anziché dall'acqua liquida.Sono ampiamente utilizzati in altri tipi di centrali elettriche.In effetti, la turbina a vapore è il metodo principale per convertire l'energia termica in energia cinetica in applicazioni su larga scala.Se il calore in una centrale elettrica deriva dalla combustione del carbone o dalla fissione nucleare, viene utilizzato per far bollire l'acqua e produrre vapore.Il vapore ad alta pressione viene quindi deviato per fluire attraverso una turbina, facendo girare rapidamente e trasformare un generatore elettrico.