Panoramica tecnica delle turbine

Rappresentazione sintetica delle turbine in termini di prevalenza e portata

Le turbine Kaplan sono utilizzate principalmente nelle centrali elettriche ad acqua fluente con alte portate e basse prevalenze (e quindi basse pressioni). Sono dotate di una girante che assomiglia all'elica di una nave. Le pale della ruota idraulica possono essere regolate. L'acqua scorre sulle ruote della turbina per azionare il generatore. L'unità di coda dirige l'acqua in entrata in modo che colpisca le pale della girante con un angolo ottimale. In questo modo è possibile reagire in modo ottimale alle fluttuazioni dell'approvvigionamento idrico.
Questa turbina è utilizzata nelle nostre centrali idroelettriche "Zompitta", "Casotto", "Cigliè", "Brzeg", "Erbognone I" ed "Erbognone II".

Le turbine a bassissima prevalenza, note anche come turbine VLH, sono caratterizzate da grandi diametri dei canali con basse portate e basse velocità (40-50 giri al minuto). Vengono utilizzate nelle centrali elettriche ad acqua fluente con basse prevalenze. La turbina è dotata di un canale Kaplan con 8 pale rotanti. Il canale di scorrimento è preceduto da una guida a 18 pale fisse e seguito da un generatore ad accoppiamento diretto e a velocità variabile. La griglia di ingresso è integrata nella paletta di guida con un pulitore di schermo. Grazie all'uso dell'idraulica, la turbina può essere completamente ruotata fuori dall'acqua per la manutenzione o per proteggerla dai detriti galleggianti. La bassa velocità e le grandi dimensioni della turbina la classificano come particolarmente rispettosa per la fauna ittica.
Questo tipo di turbina è utilizzato nella nostra centrale elettrica di "Ospedaletto" nel comune di Gemona del Friuli, sul fiume Tagliamento.

Una coclea idroelettrica, nota anche come turbina a vite, è una coclea a più giri. Azionata dall'acqua in uscita, ruota lentamente (circa 15-30 giri al minuto) intorno al proprio asse. Questo movimento rotatorio viene convertito in energia elettrica. Viene utilizzato nelle centrali idroelettriche con portate e prevalenze ridotte. Grazie alla creazione di "cuscini d'acqua", i pesci possono migrare tranquillamente a valle attraverso la turbina. Anche pietre e pezzi di legno possono passare attraverso la coclea senza problemi. Ciò rende questa turbina relativamente povera di manutenzione.
Le nostre centrali idroelettriche di Fornovo, in Emilia-Romagna, sul fiume Taro, e di Cividale, a circa 15 chilometri a nord-est della città di Udine, sul fiume Natisone, sono dotate di turbine di questo tipo.

Le turbine Francis sono installate in presenza di volumi d'acqua medio-alti e prevalenze medie (20 m - 700 m) e raggiungono un'efficienza fino al 90%. La turbina è dotata di un canale di scorrimento verso il quale l'acqua viene convogliata attraverso l'alloggiamento a spirale (il tubo di alimentazione a forma di spirale) tramite la ruota di guida fissa e le pale di guida mobili. Le pale mobili permettono di regolare il volume dell'acqua. Nelle centrali elettriche ad accumulo con pompaggio, questa turbina può essere utilizzata anche come pompa.

Il funzionamento di una turbina Pelton è particolarmente economico per alte prevalenze (da 50 a 1.500 metri) e piccoli volumi d'acqua. Il rotore della turbina è dotato di pale a forma di coppa. L'acqua viene convogliata attraverso ugelli ad alta pressione sulle pale del canale. La quantità d'acqua può essere regolata tramite l'ago dell'ugello. La turbina Pelton viene utilizzata soprattutto nelle centrali elettriche ad accumulo.

Le turbine a flusso passante, note anche come turbine Ossberger, sono utilizzate per prevalenze comprese tra 2 e 200 metri e per portate medie e fluttuanti. Sono dotate di una girante cilindrica con pale parzialmente cilindriche disposte radialmente. La paletta di guida controlla l'acqua motrice in modo che fluisca attraverso la girante dall'esterno verso l'interno. Dopo aver attraversato l'interno della girante, l'acqua esce nuovamente dal lato opposto. Questo processo permette alla girante di pulirsi automaticamente.