Centrale (sostantivo)

Centrale  Insieme di impianti o di uffici destinati a coordinare una determinata attività o a cui fanno capo determinati servizi di distribuzione: Centrale di polizia. ¸ La sede di tali impianti o uffici.

— Alim. Centrale del latte, impianto industriale nel quale il latte destinato al consumo di un centro urbano viene sottoposto a un costante controllo batteriologico e bromatologico e, previe determinate lavorazioni (omogeneizzazione, pastorizzazione, ecc.), viene confezionato in recipienti sterili per la vendita al minuto.

— Elettr. Complesso degli impianti generatori di energia elettrica che sfruttano varie forme di energia disponibili in natura.

— Imp. Centrale termica, complesso di impianti atti sia alla produzione di acqua o aria calda o vapore alla dovuta temperatura, sia alla loro distribuzione in un edificio o in un gruppo di edifici o in uno stabilimento, per riscaldamento. ¸ Per estens. Locale ove ha luogo detta produzione. ¸ Centrale termica con energia elettrica secondaria, centrale nella quale, oltre a energia termica, viene prodotta energia elettrica, limitatamente alle necessità della centrale stessa e dell'edificio servito.

— Lav. pubbl. Centrale di betonaggio, complesso atto alla fabbricazione del calcestruzzo. (Si compone essenzialmente di betoniere, equipaggiate con mezzi di carico meccanici e con dosatori automatici per tutti i materiali costituenti il calcestruzzo. L'impianto facilita i controlli e le manipolazioni riducendo le perdite, molto più piccole che negli impianti dei cantieri.)

— Mil. e Mar. mil. Centrale di tiro, complesso che serve a ricavare i dati di tiro che, applicati alle artiglierie a essa asservite, consentono di sparare al punto futuro. ¸ Centrale di lancio, complesso installato sulle navi da guerra che presiede al lancio dei siluri. (Si basa sullo stesso principio della centrale di tiro, è però di costituzione più semplice.) ¸ Centrale di galleggiamento, complesso installato sulle navi di maggior tonnellaggio, dove sono raccolte le segnalazioni di eventuali allagamenti e da cui si dirigono le operazioni atte a fronteggiarli.

— Telecom. Centrale automatica, centrale telefonica nella quale il collegamento fra utenti viene stabilito mediante organi elettromeccanici. ¸ Centrale manuale, centrale telefonica nella quale i collegamenti sono stabiliti mediante operazioni manuali. ¸ Centrale principale di una rete urbana, centrale telefonica che possiede collegamenti diretti con tutte le altre centrali principali della città. ¸ Centrale satellite di una rete urbana, centrale telefonica che si collega ad altre centrali della cittą attraverso una centrale principale. ¸ Centrale telefonica, edificio nel quale sono riunite le apparecchiature di commutazione telefonica per stabilire il collegamento degli utenti fra loro e con altre centrali. ¸ Centrale telegrafica, edificio nel quale sono riunite le apparecchiature di commutazione telegrafica e al quale fanno capo le linee degli utenti e quelle di collegamento con altre centrali. ¸ Centrale urbana e interurbana, centrali telefoniche destinate rispettivamente a svolgere il traffico nell'ambito urbano o verso altri centri.

u Elettrotecnica

 In   una centrale elettrica si produce energia  elettrica mediante alternatori azionati da motori primi, che sfruttano  energia eolica,    geotermica,    eliotermica,    idraulica,    mareomotrice, mareotermica, nucleare, termica. Ogni centrale è caratterizzata dalla sorgente  di  energia, dal motore primo, dal generatore  elettrico  e dagli organi di trasformazione e accoppiamento alla rete. Compito  di questi  ultimi  è di innalzare la tensione generata per  adeguarla  a quella  della  rete  di  trasporto. Il costo dell'energia  elettrica, ossia   del   chilowattora   prodotto  da   una   centrale,   dipende essenzialmente da due fattori: la spesa di prima installazione  e  le spese di esercizio e manutenzione. A parità di potenza installata, il costo  di un impianto termico è circa la metà o meno del costo di  un impianto  idroelettrico;  viceversa  i  costi  di  esercizio  di  una centrale  idroelettrica sono minimi, mentre quelli  di  una  centrale termoelettrica  — alla quale si deve far affluire il  combustibile  — sono   elevati.  La  scelta  dipende  essenzialmente   dalla   natura orografica,  dal  costo e dalla facilità di reperire combustibili  in ogni  singolo paese: ad esempio in Italia circa il 70% degli impianti sono  idroelettrici  mentre in Inghilterra la  quasi  totalità  degli impianti sono termoelettrici.

La tendenza negli ultimi decenni  è di  finalizzare  la  costruzione e la gestione  di  una  centrale  al contesto  di fabbisogno energetico presente e prevedibile.  La  crisi energetica degli anni Settanta e Ottanta ha comportato un rialzo  del costo  dell'energia primaria oggetto di elaborazione  nella  centrale per  la produzione di elettricità e quindi la necessità che la stessa centrale  sia  progettata  e operi con la massima  razionalità  e  il massimo  rendimento.  Già nella seconda metà degli  anni  Ottanta  la situazione  stava cambiando e dopo la caduta dei prezzi del  petrolio del  1986  il  costo  dell'energia  si  era  stabilizzato  su  valori nettamente inferiori, pari (in termini reali) a quelli precedenti  la prima  crisi  del  1973; a ciò ha contribuito la fondata  convinzione che,  a  meno  di eventi eccezionali, non si prevedono  emergenze  di razionamento  dei  combustibili fossili a breve scadenza.  In  queste condizioni gli investimenti nella ricerca e nello sviluppo  di  nuove fonti  di energia alternativa non sono stati certo incoraggiati negli anni  Novanta è stato piuttosto il problema ambientale a  imporre  la riduzione  dei  consumi, il miglioramento dei processi di  produzione energetico  e  la  ricerca  di  nuovi, come  strategie  di  riduzione dell'inquinamento.

v Centrale idroelettrica



Sfrutta  l'energia cinetica di una massa d'acqua che aziona una turbina idraulica. La richiesta di energia elettrica è massima nei mesi invernali e, per periodi più brevi, è maggiore nei giorni feriali e nelle ore diurne. Pertanto l'erogazione delle varie centrali, collegate fra loro dalla rete nazionale, deve essere regolata secondo il diagramma di carico delle utenze. A questo scopo si possono distinguere due tipi base di impianti, ad acqua fluente e a serbatoio. Gli impianti ad acqua fluente (centrali idroelettriche fluviali) raccolgono l'acqua direttamente da un fiume con uno sbarramento e la devono utilizzare subito altrimenti tracima e va perduta. Queste centrali svolgono perciò un servizio di base, funzionando di continuo alla potenza più elevata possibile. Gli impianti a serbatoio, viceversa, accumulano l'acqua in un bacino artificiale delimitato da una diga. Essi svolgono un servizio di punta, cioè vengono utilizzati solo nei periodi di maggior richiesta. I serbatoi possono essere, in relazione alla loro capacità, giornalieri, mensili o stagionali, secondo il periodo in cui compiono il ciclo di riempimento (quando c'è minor richiesta) e svuotamento. La dislocazione di una centrale idraulica è condizionata dalla disponibilità di acqua in quantità sufficiente, con un salto adeguato, ciò che si verifica in genere in zone montagnose, lontane dai centri di consumo: per questo l'energia idroelettrica è anche gravata dai costi di trasporto che richiedono lunghe linee ad alta e altissima tensione.

Una centrale idroelettrica comprende le opere di presa dell'acqua, la galleria di carico, la condotta forzata (attraverso la quale avviene la caduta), un pozzo piezometrico (per gli impianti a salto maggiore), il locale delle valvole e saracinesche, la sala macchine (turbine e alternatori), il canale di scarico e la cabina con tutte le apparecchiature elettriche di comando, controllo e regolazione. Le centrali con salto superiore ai 200 m sono dotate di turbine Pelton, dai 200 m a una decina di metri di turbine Francis e al di sotto di turbine Kaplan.

La tendenza attuale è quella di sfruttare specialmente in Europa e in Italia anche corsi d'acqua e cadute sino a ora trascurati. La tecnologia avanzata delle macchine utensili a controllo numerico permette di costruire pale e in generale macchine sempre pił precise e con migliori rendimenti fluidodinamici.

A metà degli anni Novanta le centrali idroelettriche contribuivano per il 6% all'energia prodotta in tutto il mondo; tra i paesi produttori ai primi posti sono quelli nordamericani ed europei.

v Centrale nucleare

Sfrutta l'energia termica che ha origine all'interno dei reattori nucleari. Se si potesse realizzare la trasformazione integrale della materia in energia si otterrebbero quantità enormi di energia con pochissima materia: da un grammo di materia si potrebbero ricavare 25·106 kWh (quanti ne può fornire la maggiore centrale italiana in 100 ore).

Tuttavia non è stato attuato, nè è prevedibile in un prossimo futuro, un sistema nucleare capace di tanto. Attualmente sono realizzati, o in fase di studio, sistemi nei quali, trasformando la struttura del nucleo, si ha la scomparsa di una frazione della materia interagente e la corrispondente apparizione di energia. I primi consistono nello spezzare un atomo pesante (uranio, plutonio) in due o più frammenti leggeri, la somma delle cui masse è inferiore a quella originale (fissione); i secondi, attualmente ancora in fase di studio, si basano sulla combinazione di nuclei leggeri (idrogeno, trizio, elio) per ottenere un atomo unico, di massa inferiore a quelle componenti (fusione).

I combustibili nucleari in grado di subire il processo di fissione sono l'uranio 235, il plutonio 239 e l'uranio 233: solo il primo esiste in natura nella percentuale dello 0,7% nei minerali di uranio. Oggi tuttavia vi sono centrali che funzionano anche con uranio naturale, costituito dagli isotopi 234, 235, 238 dell'uranio, in diversa percentuale.

Nel reattore nucleare, il moderatore regola il flusso dei neutroni, artefici della fissione, e il riflettore ne impedisce la fuga verso l'esterno: in tal modo la reazione si mantiene a un livello prestabilito e controllabile. Il calore liberato dalla fissione viene estratto dal nocciolo del reattore da un refrigerante (liquido o gas) che generalmente, per mezzo di scambiatori di calore, lo cede all'acqua che vaporizza e quindi agisce nella turbina (ciclo indiretto). In alcuni tipi di reattori si utilizza direttamente il fluido primario in una turbina a gas (ciclo diretto).

Una tonnellata di uranio può fornire fino a 108 kWh. Il costo iniziale di installazione e avviamento di un impianto nucleare è notevolmente superiore a quello di una centrale tradizionale, però i costi di esercizio sono minori.

I problemi e le preoccupazioni per un impianto di questo tipo derivano sostanzialmente dal pericolo di radioattività connesso al loro esercizio. Le possibilità di emissioni di gas radioattivi non sono tanto legate a condizioni di esercizio normali, quanto alla possibilità che si verifichino incidenti o disfunzioni. Alcuni incidenti di diversa gravità hanno notevolmente preoccupato l'opinione pubblica. I più gravi sono quelli verificatisi a Three Miles Island in Pennsylvania e a Cernobyl in Ucraina. Comunque, al di là dei possibili incidenti, rimane la necessità di smaltire le scorie radioattive rappresentate dai residui non più utilizzabili di combustibile nucleare.

Per farsi un'idea della pericolosità delle scorie radioattive basta pensare che una massa di prodotti di fissione, corrispondente a 10¹ŗ curie, dovrebbe essere diluita in circa 100 milioni di km³ d'acqua di mare per ottenere una radioattività appena inferiore a quella tollerabile nell'acqua potabile. Le scorie e i rifiuti radioattivi non possono dunque venire immessi nell'ambiente ordinario se non dopo aver subito trattamenti adeguati che ne eliminino la pericolosità di contaminazione.

I metodi di trattamento variano a seconda della forma e del potenziale livello di contaminazione. L'elemento estremamente importante che caratterizza ciascun metodo di trattamento è il cosiddetto fattore di decontaminazione cioè il rapporto fra le attività radioattive specifiche dei rifiuti prima e dopo il trattamento. Infatti un elevato fattore di decontaminazione significa poter ottenere effluenti innocui all'uomo e all'ambiente, anche con un singolo o pochi stadi di trattamento.

Per le centrali nucleari, dopo un periodo in cui si è pensato a una rapida diffusione, la loro installazione ha subito un grande rallentamento negli ultimi anni. A fronte di una sempre crescente richiesta di energia, acuita dalla crisi petrolifera, sono aumentate le preoccupazioni relative alle centrali nucleari e hanno preso forza i movimenti antinucleari.

Questi motivi hanno fatto aprire un dibattito a livello mondiale, che ha quasi sempre assunto l'aspetto di un'accesa polemica e ha bloccato l'installazione di nuove centrali, in Italia, dopo l'esito del referendum del 1987 contro il loro sviluppo.

A metà degli anni Novanta il contributo delle centrali nucleari al fabbisogno energetico mondiale è pari al 7%; i principali paesi produttori di energia nucleare sono nell’ordine gli USA (con più di 110 reattori in attività), la Francia (quasi 60 reattori in attività o in costruzione), la CSI, il Giappone, la Germania e il Canada. Nonostante la pericolosità legata al rischio di incidenti, l’interesse verso lo sfruttamento dell’energia nucleare si è rinnovato, anche in considerazione del fatto che non interferisce nel ciclo del carbonio e perciò non contribuisce all’effetto serra. Alcuni paesi, come Francia e Giappone, hanno intensificato gli sforzi: il Giappone ha puntato molto sulle centrali a reattori veloci, detti, autofertilizzanti, che permettono un maggior rendimento pur presentando maggiori rischi (il sistema di raffreddamento è basato sul sodio, esplosivo a contatto con l'acqua). In Europa invece si è preferito lavorare soprattutto sulla sicurezza, con lo scopo di realizzare reattori “intrinsecamente sicuri”: le garanzie di sicurezza devono essere fornite non da dispositivi meccanici ma da leggi fisiche, che non possono essere eluse in quanto tali (ad esempio la gravità). Le ricerche più interessanti però sono nel campo dalla fusione nucleare, anche se la realizzazione di vere e proprie centrali sfruttabili commercialmente è prevista in tempi piuttosto lunghi.

I principali progetti in fase di sperimentazione e sviluppo sono due, basati entrambi sulla tecnica tokamak a confinamento magnetico:

il JET (Joint European Torus), macchina per la fusione dal 1983 e che nel 1991 ha realizzato la fusione per un tempo di due secondi, producendo due megawatt; l'ITER. (International Thermonuclear Experimental Reactor) è il progetto più ambizioso, promosso da Europa, Stati Uniti, Russia e Giappone, in grado di produrre più di mille megawatt, il modello pilota delle future centrali a fusione (l'entrata in funzione è prevista nel 2010).

v Centrale termoelettrica

Produce  energia elettrica partendo dall'energia termica sviluppata in una combustione. In relazione a quanto detto a proposito delle centrali idroelettriche, le centrali termoelettriche svolgono principalmente un servizio di base essendo le caldaie poco adatte a rapide variazioni di regime. A differenza di quelle idroelettriche, esse si trovano in genere vicino ai centri di consumo dell'energia elettrica e il combustibile (carbone, nafta) viene trasportato dai luoghi di produzione. Le centrali che usano residui di altre lavorazioni (polverino di carbone, lignite, gas naturali o d'altoforno) si trovano invece presso le sorgenti di combustibile. Piccole centrali termoelettriche di emergenza si trovano presso grossi centri d'utilizzazione e si pongono automaticamente in servizio in caso di mancanza di tensione in rete: di solito sono dotate di motori diesel. I grandi impianti, invece, hanno generalmente turbine a vapore o a gas che azionano i turboalternatori, particolarmente studiati per funzionare a velocità elevate (3.000 giri al minuto). Ogni centrale possiede in genere più gruppi del tutto autonomi, avendo turbine, caldaie, sistemi di comando e controllo indipendenti. In tal modo l'ampliamento di un impianto può essere fatto senza influire su quelli già funzionanti. La dislocazione di una centrale termoelettrica è legata, oltre che alla vicinanza dei centri di consumo, alla facilità ed economia di rifornimento di combustibile e alla possibilità di disporre di quantità sufficienti di acqua.

L'alto costo dell'olio combustibile ha rallentato la costruzione di nuove centrali, particolarmente in Europa e in Italia. La tendenza attuale è quella di ammodernare e rendere più flessibili le centrali esistenti per ottenere migliori rendimenti e soprattutto per permettere alle stesse di operare con diversi combustibili alternativamente, quali per esempio carbone e metano. Fra le recenti e maggiori centrali italiane realizzate va ricordata quella di Porto Tolle, con una potenza installata di migliaia di MW. Per il futuro si assisterà in generale a una sostituzione dell'olio combustibile con il carbone per alimentare le caldaie delle centrali termoelettriche. Ciò comporterà modifiche ai sistemi caldaia e soprattutto la necessità di interventi sulle infrastrutture di gestione del carbone prima del vero e proprio ingresso fisico nel sistema centrale: ci si riferisce all'arrivo dello stesso nei porti, all'avviamento in centrale, allo smaltimento delle ceneri. Va ricordato inoltre che centrali termoelettriche con potenza elettrica installata massima di qualche MW operano con successo nelle immediate vicinanze di grandi città. In tal modo viene utilizzato un combustibile, il rifiuto urbano, che pur possedendo un basso potere calorifico può dare un contributo al risparmio, e viene risolto il problema dello smaltimento dei rifiuti solidi urbani.

Negli anni ’90 si è affermata coma fonte rinnovabile la biomassa vegetale: non solo si sono utilizzati gli scarti agricoli, di allevamenti (biogas) o industriale, ma si sono anche diffuse coltivazioni specifiche di piante scelte che producono efficacemente biomassa. Nei paesi del Terzo Mondo questa fonte di energia ha rappresentato il 35% dell’energia consumata (ma soprattutto perchè non vi erano combustibili alternativi).

v Centrale a recupero

E'  detta anche centrale di produzione combinata di energia elettrica o calore.

Generalmente è costituita da un motore termico da cui viene derivata energia meccanica per la produzione di energia elettrica e recuperato il calore che altrimenti sarebbe scaricato nell'ambiente.

Le centrali si differenziano essenzialmente per il motore termico utilizzato.

Si distinguono: motori alternativi del tipo diesel, o a gas in cui il calore viene recuperato essenzialmente dai fumi di gas di scarico, dal circuito dell'acqua di raffreddamento e dal circuito dell'olio di lubrificazione; motori a turbina a gas a ciclo aperto o a ciclo chiuso dove viene recuperato il calore sensibile dei gas scaricati dalla turbina; motori a turbina a vapore del tipo a contropressione (tutto il vapore che evolve in turbina viene utilizzato come sorgente di calore allo scarico della turbina stessa) o del tipo a derivazione e condensazione (solo il vapore derivato viene utilizzato come sorgente di calore utilizzabile).

Con tali motori si consegue un'utilizzazione del combustibile primario all'incirca dell'80÷90%. Diverso è il rapporto tra l'energia termica e l'energia elettrica che si può ottenere dai diversi motori.

Tale rapporto va da 0,6 a 2 per i motori alternativi; 2÷5 per i motori a turbina a gas; 4÷12 per i motori a turbina a vapore.

Le centrali a recupero sono utilizzate da molto tempo soprattutto nelle industrie con forte domanda di vapore (chimica, petrolchimica, cartaria) e in questi casi il motore più utilizzato è la turbina a vapore.

Dopo la crisi energetica è aumentata la convenienza di questo tipo di tecnologia, tanto che viene utilizzato per il riscaldamento civile e industriale.

Caso tipico è il teleriscaldamento, dove parte del vapore vivo e del calore presente nell'acqua delle varie refrigerazioni è inviato anche a chilometri di distanza, tramite impegnativi sistemi di tubazioni, a utenze di riscaldamento urbano. L'elettricità prodotta per cogenerazione da queste centrali può essere utilizzata direttamente dal produttore o rivenduta alla rete elettrica nazionale: nel 1990 anche in Italia è stata approvata la legge che, consente la vendita dei kilowattora prodotti in proprio ma non consumati all'ENEL a prezzo remunerativo. In questo modo si è incentivato anche il risparmio energetico, dato che queste centrali consentono di risparmiare il 30% in energia rispetto alle due produzioni separate di calore e elettricità. In Italia è Brescia la città dotata del maggior sistema di teleriscaldamento cogenerativo che garantisce un risparmio annuo di ben 60.000 tonnellate equivalenti di petrolio.

v Centrale a onde marine

Essa  sfrutta il moto meccanico periodico delle onde o tramite sistemi a galleggiante o tramite compressioni e depressioni d'aria in condotti e cavità posti nelle zone dove avvengono le manifestazioni ondose. Lo scopo principale è quello di ottenere elettricità convertendo il moto periodico meccanico in moto rotatorio continuo e quindi collegando al sistema un usuale alternatore. Prototipi operano già in Giappone e in Inghilterra. L'interesse è accresciuto in quanto si pensa di abbinare detti impianti a processi termomeccanici per l'estrazione di uranio dal mare.

v Centrale eolica

Sfrutta  l'energia del vento. La difficoltà di trovare zone adatte (occorre regime ventoso permanente con velocità di almeno 6 m/s pari a 21,6 km/h) e il costo di esercizio ne limitano l'impiego.

E' costituita da un aeromotore che trasforma l'energia eolica in energia meccanica di rotazione e da un generatore che trasforma l'energia meccanica di rotazione in energia elettrica.

Gli aeromotori possono essere classificati in base all'orientamento dell'asse di rotazione dei rotori rispetto alla direzione del vento. A tale riguardo si distinguono: rotori ad asse orizzontale e paralleli alla direzione del vento (frontali); ad asse orizzontale e perpendicolare alla direzione del vento (a vento di traverso); ad asse verticale. A questa categoria appartengono i rotori Savonius e Darrius che hanno il pregio di funzionare sempre con buon rendimento indipendentemente dalla direzione del vento. Gli aeromotori del primo e del terzo tipo sono quelli più adatti per convertire l'energia eolica in energia elettrica in modo vantaggioso.

I generatori elettrici possono essere a corrente continua o a corrente alternata.

L’ENEL ha realizzato in Sardegna un prototipo di centrale eolica. L’elettricità di origine eolica è la più competitiva in termini economici con le fonti tradizionali tra quelle rinnovabili; negli anni Novanta sono stati sperimentati aerogeneratori di potenza fino a 3 megawatt. Nel 1992 le centrali eoliche fornivano lo 0,05% dell’energia totale prodotta nel mondo: l’80% dell’energia eolica mondiale è prodotta dalla California, al secondo posto c’è la Danimarca.

v Centrale geotermelettrica o geotermica

Centrale  geotermoelettrica o geotermica. Sfrutta l'energia termica che proviene direttamente dal sottosuolo. Questo tipo di tecnologia ha avuto un rilancio nell'ultimo decennio in particolare come rimedio ai prezzi crescenti dei combustibili fossili usati nelle comuni centrali termoelettriche. In Italia operano gli impianti di Larderello, in Toscana, che utilizzano i vapori sotterranei uscenti a 200 ŗC. Questo sviluppo è avvenuto anche in altri paesi dotati di risorse geotermiche, quali, per esempio, gli Stati Uniti, il Giappone e la Nuova Zelanda, oltre a molti paesi dell'America Centrale. Gli Stati Uniti hanno superato l'Italia per quanto concerne la potenza installata. Negli anni Novanta le centrali geotermiche in Italia coprivano circa l'1% del fabbisogno elettrico. Il loro contributo nel mondo era pari allo 0,6% dell'energia prodotta, con in testa il Nord America (6 tonnellate equivalenti di petrolio), l'Asia e l'Oceania (con 3 t.e.p), l'America Latina (2) e l'Europa (1). Permane il primato italiano nell'esperienza di progettazione e fornitura di impianti soprattutto a paesi esteri (per esempio, Nuova Zelanda e Nicaragua). Nel contesto italiano importante è inoltre un nuovo tipo di progettazione degli impianti, detta “unificata a moduli”: i vari fornitori di turbina, condensatore, compressore si attengono a caratteristiche tecniche modulari unificate nell'interfaccia onde permettere all'ente elettrico nazionale la composizione di un impianto (a modulo) completo mediante macchine prese da qualsivoglia fornitore che opera nel sistema secondo le specifiche e l'interfaccia indicati. Diffusione crescente ha inoltre la pratica dell'uso diretto del calore geotermico per riscaldamento urbano.

 

v Centrale mareomotrice

Produce  energia elettrica sfruttando l'energia delle maree, peraltro utilizzabili solo nei luoghi ove si abbia una sufficiente ampiezza di oscillazione (una decina di metri). Il salto utile è solo una frazione del dislivello che si ha fra alta e bassa marea. Si devono quindi impiegare turbine a bassa caduta, lente e costose. L'impianto è costituito da uno sbarramento (generalmente sull'estuario dei fiumi) attraverso il quale l'acqua transita nei due sensi (verso terra durante l'alta marea, viceversa durante la bassa) facendo lavorare le turbine. In tutto il mondo vi è solo una decina di zone nelle quali sono soddisfatte le condizioni per l'installazione di centrali mareomotrici: la baia di Fundy in Canada, la costa sudorientale della Patagonia, l'estuario della Rance (centrale in funzione dal 1966) e la baia di Mont-Saint- Michel in Francia, la Terra di Baffin, la costa settentrionale dell'Australia, la Corea, il golfo di Cambay in India e il Rķo Colorado nel Messico. Sull'estuario del Severn (Gran Bretagna) vi è una centrale mareomotrice della potenza di 26.000 kW, dotata di turbine Kaplan aventi il diametro eccezionale di quasi 10 m.

 

v Centrale mareotermica o talassoelettrica

Centrale  mareotermica o talassoelettrica. Sfrutta l'energia termica dei mari o delle grandi distese d'acqua. Nelle regioni equatoriali e tropicali, in riva ai mari profondi, esiste un notevole salto di temperatura fra acque superficiali e acque profonde.

Sono stati proposti cicli di potenza con fluidi aventi le caratteristiche adatte per operare con differenze di temperature assai ridotte. ll freon e l'ammoniaca si sono dimostrati assai proficui. Sono già operanti alcuni prototipi negli Stati Uniti, di cui il più importante nelle isole Hawaii.

 

v Centrale solare

Sfrutta  l'energia solare. Il Sole invia sulla Terra energia corrispondente a una potenza di circa 2 kW/m², ma il suo sfruttamento è ovviamente condizionato alle variazioni periodiche (diurne e stagionali) e a quelle accidentali (nuvolosità). Esistono però sulla Terra vaste zone, specialmente equatoriali, dove l'insolazione può raggiungere le 2.000 ore annue. L'energia solare può essere captata direttamente (ad es. con le batterie solari che sfruttano l'effetto fotovoltaico) o previa concentrazione per mezzo di lenti o specchi parabolici in modo da poter riscaldare un fluido da inviare alle turbine.

A tal fine si distinguono le centrali che, per produrre l'energia elettrica, utilizzano la conversione termodinamica dell'energia solare, e quelle che utilizzano l'effetto fotovoltaico.

Nelle centrali del primo tipo, la radiazione solare viene captata da superfici speculari (eliostati) e riflessa verso un ricevitore attraversato dal fluido termovettore (caldaia solare) situato in cima a una torre.

Per questo motivo le centrali di questo tipo vengono chiamate centrali a torre e campo specchi. Il fluido termovettore evapora e viene fatto espandere in un turboalternatore dove viene prodotta l'energia elettrica. Il ciclo si chiude attraverso un condensatore e una pompa che fa ricircolare il fluido nella caldaia solare.

Si distinguono centrali a ricevitore centrale, in cui la radiazione solare viene trasferita a un solo ricevitore, e centrali a ricevitori distribuiti. In questo secondo caso il trasferimento della radiazione solare al fluido termovettore avviene in un numero elevato di ricevitori, distribuiti sulla superficie, destinati alla captazione dell'energia solare.

Attualmente in Italia sono in funzione due centrali solari a torre e campo specchi, una di tipo sperimentale a Sant'Ilario di Nervi e una ad Adrano in Sicilia.

Le centrali che sfruttano l'effetto fotovoltaico sono costituite da celle che sono in grado di convertire direttamente l'energia solare incidente in energia elettrica.

Si distinguono celle di vario tipo in relazione al materiale con cui sono costituite: si hanno celle al silicio, celle all'arseniuro di gallio e le celle CdS — CU2S.

La tecnologia delle celle al silicio è quella più sviluppata. I sistemi di produzione di energia elettrica che utilizzano tali celle si distinguono in sistemi senza concentrazione e sistemi con concentrazione. Nel primo caso si cerca di diminuire il costo dell'energia elettrica prodotta diminuendo il costo per unità di superficie delle celle. Nel secondo caso invece si possono accettare costi delle celle superiori a patto di garantire prestazioni di maggior qualità.

 

u Impianti

Una  centrale termica comprende sostanzialmente una caldaia per il riscaldamento dell'acqua o dell'aria, o la vaporizzazione dell'acqua, e le relative attrezzature e apparecchiature di comando, controllo, distribuzione. In particolare si hanno quindi:

1. attrezzature di deposito dei combustibili solidi, con relativi trasportatori; serbatoi per combustibili liquidi, con relative pompe di alimentazione;

2. condotti, provvisti di depuratori, per l'immissione nelle caldaie dell'acqua proveniente da pozzi o dall'acquedotto oppure, negli impianti a circuito chiuso, dai condensatori di vapore. Questi condotti sono provvisti di pompe di circolazione e di preriscaldatori dell'acqua;

3. condotti con ventilatori e preriscaldatori dell'aria da introdurre nei focolari;

4. parte dei condotti di distribuzione del vapore, cioè quelli percorsi dal vapore alla stessa pressione della caldaia e i tratti iniziali e finali di quelli a bassa pressione, comprendenti gli apparecchi di utilizzazione, nei quali la pressione va diminuendo;

5. apparecchi scambiatori di calore, dove i prodotti della combustione cedono calore all'acqua o all'aria;

6. accumulatori di vapore, atti a far fronte alle brusche richieste di vapore;

7. apparecchiature di misura (di pressione, temperatura, portata del vapore, di livello dell'acqua, di composizione dei gas combusti) e talvolta di registrazione di alcune di queste grandezze (pressione, temperatura);

8. apparecchiature di regolazione automatica della combustione, necessarie per adeguare la produzione di vapore alla richiesta.

Nel caso di centrali con energia elettrica secondaria si hanno inoltre motrici a vapore (alimentate da vapore ad alta pressione proveniente dalla caldaia) accoppiate a turboalternatori. Il vapore di scarico delle motrici viene immesso nei condotti a bassa pressione e utilizzato per il riscaldamento.

 

u Scienze militari e Marina

In passato la centrale di tiro, complesso meccanico servito da diversi tecnici specializzati, funzionava utilizzando rilevamenti telemetrici di alcune posizioni successive del bersaglio per ottenere la posizione del punto futuro. Oggi i rilevamenti sono effettuati a mezzo radar predisposto per seguire un bersaglio, e le operazioni per ricavare i dati di tiro sono eseguite automaticamente mediante un calcolatore collegato al radar. In tal modo la centrale di tiro può analizzare su quadranti i dati relativi al bersaglio (distanza, direzione, velocità) così da consentire l'inserimento di correzioni e di altri dati opportuni (tempo morto per il caricamento). Alcune centrali di tiro sono congegnate in modo da permettere l'apertura del fuoco non appena il bersaglio è a portata di tiro utile. Le centrali di tiro hanno particolare importanza nelle navi da guerra.