Energia geotermală: avantajele și modul în care funcționează (curiozități)


incalzirea geotermala

Energia geotermală este foarte puțin cunoscută de către publicul larg. Astăzi vom descoperi câteva aspecte puțin cunoscute ale energiei geotermale. Este o sursă de energie regenerabilă generată de căldura prezentă pe planeta Pământ, folosită pentru a genera electricitate sau pentru a încălzi case și clădiri.

Vorbim despre energia geotermală, o sursă alternativă și regenerabilă generată prin intermediul surselor de căldură geologică. Aceasta este căldura naturală a Pământului datorită energiei termice eliberate în timpul procesului natural de descompunere nucleară a elementelor radioactive precum uraniul, toriu și potasiul, conținute în miez, manta și crustă.

Acestea din urmă sunt principalele stratificări din care este compusă planeta noastră.

Energia geotermală: cum funcționează?

Principiul pe care se bazează energia geotermală este că temperatura solului crește pe măsură ce mergi mai adânc. În medie, la fiecare 100 de metri temperatura rocilor crește cu +3°.

Prin urmare, energia geotermală se formează din apele subterane. În contact cu rocile la temperaturi ridicate, acestea se încălzesc și se transformă în abur. Energia produsă prin acest proces este destinată încălzirii urbane, culturilor cu efect de seră și termalismului.

În unele zone particulare, această caracteristică naturală a planetei este accentuată cu temperaturi puțin mai ridicate decât media în subsol. De exemplu, acest lucru se întâmplă din cauza fenomenelor vulcanice sau tectonice. Aici energia poate fi recuperată cu ușurință chiar și la adâncimi mici, folosind energia geotermală.

Prin transportul vaporilor din sursele de apă subterane către turbine speciale utilizate pentru producerea de energie electrică și reutilizarea vaporilor de apă pentru încălzirea urbană.

Dar când nu există apă? Pentru a alimenta producția de abur, apa rece este adesea introdusă adânc în apă, o tehnică utilă pentru menținerea constantă a debitului de abur.

În acest fel este posibil ca turbinele să funcționeze la capacitate maximă și să producă căldură în mod continuu. Daca se doreste obtinerea de incalzire a cladirilor sau a serelor se implementeaza actiunea unui fluid de temperatura joasa, daca in schimb se doreste obtinerea de energie electrica se foloseste  un fluid de temperatura ridicata.

Ce folosește energia geotermală?

De fapt, exploatează căldura găsită în scoarța terestră și în subsolul planetei pentru a produce electricitate. Pe măsură ce se coboară în adâncime, temperatura solului crește: se înregistrează o creștere de 3 grade Celsius la fiecare 100 de metri. Apa subterană, în contact cu rocile la temperaturi ridicate, se transformă în vapori.

Energia geotermală: schemă

Să încercăm să explicăm într-un mod schematic cum funcționează mecanismul energiei geotermale.

Aburul din subsol, prin puțuri, se ridică la suprafață dintr-un rezervor adânc situat la mii de metri adâncime. Ajunge apoi la turbine generând energie mecanică care, datorită alternatoarelor, este apoi transformată în energie electrică.

Apa produsă de condensare este apoi reintrodusă în subsol conform protocoalelor specifice. Astfel de rezervoare adânci au temperaturi care depășesc 225°C și sunt foarte bogate în abur. Așa-numitele sisteme geotermale predominante cu abur.

Energia geotermală: sens

Energia geotermală este energia produsă de Pământ datorită unei serii de reacții nucleare care au loc în miezul planetei și care determină o creștere a temperaturii. La rândul său, aceasta se transmite pe scoarța terestră până când ajunge la suprafață.

Definiția pe care o găsim în dicționarul Treccani este următoarea: „Este energia asociată stării termice din interiorul scoarței terestre. Ar putea fi decisivă pentru afirmarea unui sistem energetic planetar durabil bazat pe dezvoltarea energiilor regenerabile, atât pentru perspectivele favorabile pe care le prezintă unele sisteme inovatoare de exploatare a căldurii interne a Pământului, cât și pentru potențialul de dezvoltare oferit în funcție de disponibilitatea resursele nu se folosesc. Potrivit unei estimări prezentate la Congresul mondial de geotermă, desfășurat în Japonia în iunie 2000, aproximativ 99% din resursele geotermale sunt neutilizate și sunt, de asemenea, localizate în principal în țări cu creștere economică și demografică rapidă” .

Centrală geotermală: ce este

Centrala geotermală este o centrală electrică care utilizează căldura din adâncurile pământului pentru a produce energie electrică regenerabilă.

Să vedem cum funcționează.

Țevile de oțel, așa-numitele puțuri de extracție, coboară adânc în pământ în apropierea rezervoarelor naturale de apă sedimentată. Și aici vin în contact cu surse naturale de căldură, care pot fi, de exemplu, magma se ridică la adâncimi mici și subțierea scoarței terestre. Sondele de extracție sunt conectate la conducte de abur care permit transportul acestor vapori fierbinți până la instalația propriu-zisă.

Turbina cu abur este situată în uzină. Este o mașină mare de oțel, de formă cilindrică, unde sunt fixate „padele” care direcționează aburul de la un rând la altul.

Aburul de la conductele de mare viteză antrenează rotorul unui alternator. Procedând astfel, presiunea aburului permite ca energia mecanică să fie transformată în energie electrică alternativă, care este la rândul ei transmisă transformatorului.

Racordat la evacuarea turbinei se afla un condensator in care sunt pulverizate picaturi de apa in asa fel incat sa puna in contact apa si aburul.

Apa condensată este apoi transportată într-un fel de „fântână fierbinte”, iar de aici este trimisă – printr-o pompă de căldură electrică – către turnul de răcire. Aceasta din urmă este o construcție circulară din beton, foarte mare și atingând adesea 100 de metri înălțime. În interiorul acestui turn, apa fierbinte se evaporă în atmosferă. Între timp, în pereții interiori se formează condens de apă rece care se scurge și este colectat într-un rezervor umplut cu apă condensată rece.

Într-o centrală geotermală există și un puț de reinjecție în care apa din deversarea centralei este colectată și apoi reintrodusă în rezervorul geotermal de origine.

Și așa începe din nou un nou ciclu de producție de energie regenerabilă.

Tipuri de centrale geotermale

Există 3 tipuri de centrale geotermale:

  • Abur uscat: cea mai răspândită tehnologie care implică utilizarea aburului la temperatură înaltă (peste 235 °C) și a presiunii pentru deplasarea unei turbine cuplate la un generator de electricitate
  • Ciclu binar: în rezervoarele care produc apă la temperaturi moderate (120-180°C), fluidul geotermal este utilizat pentru a vaporiza, printr-un schimbător de căldură, un al doilea lichid având un punct de fierbere mai mic decât apa. Acest fluid secundar se extinde în turbină și este condensat și trimis înapoi la schimbător într-un circuit închis, fără nici un fel de schimb cu exteriorul
  • Bliț: rezervoarele de apă dominante (cu temperaturi peste 150-170 °C) sunt folosite pentru a alimenta instalațiile simple sau duble. Apa ajunge la suprafață prin puțuri și, datorită trecerii rapide a presiunii, se separă. O parte a aburului este trimisă la instalație, în timp ce o parte a lichidului este reinjectată în rezervor ( singura flash ). Dacă fluidul geotermal are temperaturi prea ridicate când ajunge la suprafață, acesta poate fi supus acestui proces de două ori ( bliț dublu )

Care sunt avantajele și dezavantajele energiei geotermale

Să începem cu numeroasele beneficii. Energia geotermală este o sursă importantă deoarece, cu aceeași putere electrică instalată, producția de energie electrică din energia geotermală este mult mai mare decât cea obținută din alte surse regenerabile, și în special din energia solară sau eoliană.

Avantajele energiei geotermale

  • este întotdeauna disponibil și complet independent de alternanța dintre zi și noapte și de situația meteorologică a sitului.
  • Centralele geotermale nu sunt dăunătoare mediului, dimpotrivă, sunt considerate nepoluante: este în întregime durabilă deoarece, nefiind ardere în proces, nu produce nici măcar CO 2 sau alte forme de praf fin.
  • Un alt avantaj este garantat de posibila reciclare a deșeurilor de producție, care favorizează economiile.

Dezavantajele energiei geotermale

Și acum ceea ce poate fi considerat drept dezavantaje:

  • Cifrele spun că astăzi doar aproximativ 1 % din producția de energie a lumii provine din energia geotermală. Cu toate acestea, zăcămintele sunt dispersate și la adâncimi atât de mari încât să împiedice exploatarea lor. De fapt, mai întâi este necesar să se identifice zonele cu o anomalie termică pozitivă în care este concentrată căldura pământului: acesta va fi rezervorul sau rezervorul geotermal.
  • Printre celelalte puncte dureroase se numără: mirosul neplăcut și impactul estetic al plantelor. Odată cu aburul, din zonele termice iese și un miros sulfuros, problemă care nu este tolerată de oamenii care locuiesc în apropierea amplasamentelor, dar poate fi rezolvată în mare măsură prin  sisteme de atenuare adecvate.
  • Mai mult, o centrală geotermală este întotdeauna o „încurcătură uriașă de țevi” care poate desfigura peisajul: dar și în acest caz, s-au făcut pași mari prin soluții care respectă contextul. Recent s-a dezvoltat și un sector de bio-arhitectură specializat în mini-energie geotermală. În acest din urmă caz, producția este încredințată unor mici sisteme de condominiu , capabile să exploateze căldura din subsol pentru a garanta alimentarea termică a apartamentelor. Cu toate acestea, costul construirii acestor centrale este încă prea mare pentru a deveni o opțiune acceptabilă.

Care țară folosește cel mai mult energia geotermală

Difuzia în lume este încă minimă, prețioțimea acestei resurse a fost înțeleasă de multe țări și Pike Research, o companie de cercetare din sector, susține într-un raport că acest discurs își recapătă o nouă greutate. Se estimează că în prezent sunt active 458 de proiecte în întreaga lume și o potențială de creștere viitoare a unor noi țări precum Turcia, Indonezia, Chile și Africa situate într-o zonă favorabilă.

Până în prezent, la nivel mondial, jumătate din capacitatea de generare geotermală produsă până acum (deja scăzută în comparație cu totalul calculat) este generată de Statele Unite și Filipine. Mexic, Indonezia, Italia și Japonia îi urmează. Unii cercetători de la MIT (Massachusetts Institute of Technology) susțin într-un raport din 2006 că această metodă ar furniza SUA cu energie geotermală egală cu mai mult de 2.000 de ori cerința națională doar folosind tehnologiile pe care le au la dispoziție. În mod clar, cifra ar crește dacă ar folosi tehnologii noi.

Așa că Statele Unite își continuă cercetările și recent administrația Obama a alocat un premiu de 336 de milioane de dolari pentru noi proiecte în domeniul geotermal.

În raport, MIT susține că 200 de proiecte sunt active în America de Nord, dar lucrurile par să se schimbe și în altă parte: America de Nord este urmată de Asia și Pacific, unde Indonezia deține 80% din noile structuri.

Casa geotermala pentru incalzirea locuintei

Cu energia geotermală se consumă mult mai puțină energie decât la un sistem comun de locuință, pe acest subiect vă sfătuim să citiți această analiză aprofundată dedicată: încălzirea geotermală.


Valentin S.

Sunt pasionat de panouri fotovoltaice și energie de foarte mulți ani. Am acumulat experiență privind panourile solare & fotovoltaice și vreau să împărtășesc cu voi sfaturi și idei.

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *