L’energia idroelettrica, nota anche come idroelettricità, è una forma di energia rinnovabile che sfrutta la forza dell’acqua in movimento per produrre elettricità. Questa tecnologia, che ha visto la luce alla fine del XIX secolo, ha subito notevoli sviluppi e oggi rappresenta una delle principali fonti di energia rinnovabile a livello globale. Grazie alla sua capacità di immagazzinare e generare energia, l’idroelettricità supporta altre fonti rinnovabili come l’energia solare e quella eolica, contribuendo a soddisfare le diverse esigenze energetiche.
L’idroelettricità svolge un ruolo fondamentale nel supporto di altre fonti di energia rinnovabile, come l’energia solare e quella eolica, che non sono in grado di produrre elettricità in modo costante. Quando il sole non splende o il vento non soffia, l’idroelettricità può intervenire rilasciando più acqua dai suoi bacini per aumentare la generazione di elettricità. Al contrario, quando c’è un eccesso di energia solare o eolica, l’idroelettricità può immagazzinare l’energia in eccesso sotto forma di acqua nei bacini per un utilizzo successivo.
Esistono vari tipi di impianti idroelettrici, ognuno con caratteristiche specifiche per rispondere alle diverse esigenze energetiche. Gli impianti a flusso libero hanno una capacità di immagazzinamento limitata o nulla e la loro produzione di elettricità varia in base al flusso d’acqua del fiume. Gli impianti con serbatoio hanno capacità di stoccaggio e possono regolare la produzione di elettricità in base alla domanda. Gli impianti di pompaggio operano come grandi batterie d’acqua, facendo circolare l’acqua tra due corpi idrici situati a diverse altitudini, uno più alto e l’altro più basso. L’acqua viene pompata nel corpo superiore per immagazzinare energia e poi rilasciata in quello inferiore per generare elettricità quando necessario.
Il Laboratorio Nazionale di Argonne, gestito dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), ha contribuito per oltre 35 anni a soddisfare la crescente domanda mondiale di idroelettricità. Lo sviluppo di nuovi impianti idroelettrici o l’aggiornamento di quelli esistenti può presentare sfide significative; per questo motivo, Argonne ha sviluppato modelli informatici utilizzati in oltre 20 paesi per aiutare governi e gestori di reti elettriche a pianificare le loro infrastrutture, migliorare l’uso dell’acqua, determinare le capacità e fornire stime dei costi e dei benefici dei servizi idroelettrici.
Gli scienziati di Argonne hanno collaborato con altri laboratori nazionali statunitensi e sviluppatori di impianti di pompaggio per creare una guida valutativa che aiuti i decisori a espandere gli impianti esistenti o a costruire nuove strutture. Questa guida fornisce strumenti e analisi all’avanguardia che possono essere utilizzati in tutto il mondo.
Argonne supporta l’industria idroelettrica attraverso la ricerca su come l’idroelettricità svolga un ruolo importante nell’energia pulita, fornendo elettricità necessaria per colmare le lacune quando l’energia solare o eolica non sono disponibili. Inoltre, offre accesso a supercomputer di livello mondiale per espandere la complessità dei modelli e ridurre i tempi di elaborazione, ottenendo risultati più rapidi.
L’idroelettricità è una delle fonti di energia rinnovabile più antiche e più grandi. Utilizza il flusso naturale dell’acqua in movimento per generare elettricità e fornisce circa il 60% dell’elettricità rinnovabile a livello mondiale. I principali tipi di impianti idroelettrici includono quelli a flusso libero, con serbatoio e di pompaggio. Gli impianti di pompaggio generano elettricità quando necessario, facendo scorrere l’acqua da un serbatoio superiore verso il basso per far girare turbine e generatori, producendo così elettricità che può essere fornita alla rete energetica in pochi secondi. L’acqua viene poi pompata di nuovo nel serbatoio superiore quando l’elettricità è abbondante e meno preziosa.
L’idroelettricità di pompaggio è attualmente l’unica tecnologia commercializzata per lo stoccaggio di lunga durata, che diventerà sempre più preziosa man mano che il sistema energetico si evolve per includere la generazione di energia solare ed eolica.
