L'energia geotèrmica és un tipus d'energia renovable que s'obté a partir de la calor de l'interior de la Terra. Aquesta energia tèrmica es pot obtenir sense la combustió de combustibles fòsils ni de cap altre material. És una forma d'energia neta sense emissions de diòxid de carboni.
La temperatura a les capes interiors de la Terra es manté constant durant les diferents estacions de l'any. Les capes internes de l'escorça terrestre estan més calentes que la superfície a l'hivern i més fredes a l'estiu.
De vegades aquesta energia va lligada a altres fenòmens geològics com la presència de guèisers, volcans o aigües termals. Aquests fenòmens faciliten molt la possibilitat d'extreure energia tèrmica en instal·lacions prop d'aquestes zones.
Per aprofitar la calor de la terra es passa un fluid per la zona calenta. D'aquesta manera es pot transportar l'energia tèrmica a la superfície. Posteriorment es pot aprofitar el calor directament o convertir-lo en energia elèctrica.
Producció d'energia geotèrmica
El sistema de producció d'energia geotèrmica es basa en la diferència de temperatures entre el subsòl i la superfície. L'energia es canvia en forma de calor a través de dos circuits tancats d'aigua que els connecten.
En un habitatge o un edifici
Un dels avantatges de l'energia geotèrmica és que es pot utilitzar per escalfar a l'hivern i refrigerar a l'estiu amb una alta eficiència energètica.
Per obtenir calor a l'hivern, l'aigua dins del circuit captador geotèrmic recorre el subsòl fins escalfar-se. El captador geotèrmic escalfa l'aigua en el circuit emissor radiant. El circuit emissor és un circuit tancat que cedeix la calor a l'edifici.
A l'estiu el calor es desplaça en sentit contrari. L'eficiència de l'energia geotèrmica és més gran com més profund estigui al circuit del ubsòl.
Una altra opció per a un habitatge és l'obtenció d'aigua calenta sanitària o sistemes de calefacció.
En una central eléctrica
L'aigua calenta es pot utilitzar també per generar vapor i accionar una turbina de vapor. D'aquesta manera, es transforma l'energia geotèrmica en energia mecànica (energia cinètica).
L'energia mecànica es pot utilitzar per moure màquines, o per transformar-la en energia elèctrica: electricitat.
Tipus de fonts geotèrmiques
Aquestes fonts d'energia renovable s'obtenen a través de l'extracció de la calor interna de la Terra a través de pous geotèrmics. Es troben diverses zones amb aigües termals.
Aquestes aigües termals poden ser les que s'utilitzen en balnearis o d'altres centres. Les aigües termals estan escalfades per la temperatura de l'interior de la Terra.
L'aigua calenta amb una elevada energia interna, pot fluir de manera natural pels impulsos dels fluxos d'aigua i vapor o per bombament. Cal seleccionar el mètode a utilitzar en funció de mètode que sigui més rendible econòmicament.
No hi ha un sol mètode a l'hora d'aprofitar aquest tipus d'energia. Hi ha hagut projectes que en alguns països s'han hagut de desestimar per la seva inviabilitat econòmica.
El magma (roques foses) és una gran font d'energia geotèrmica, ja que les roques només es troben en estat líquid a temperatures extremadament altes. Tot i això, amb la tecnologia disponible és econòmicament inviable.
Les explotacions per extreure aigua calenta, solen disposar d'un nombre parell de pous geotèrmics. Per un s'extreu l'aigua calenta i per l'altre es torna a injectar l'aigua refredada a l'aqüífer. Aquest sistema té diversos avantatges:
Poques probabilitats d'esgotar l'aigua del jaciment, ja que com que contínuament s'injecta aigua, el volum es manté constant.
No hi ha emissions de gasos dissolts, ja que el circuit d'aigua és tancat, aquest fet evita possibles contaminacions a l'exterior.
Tipus de jaciments geotèrmics
Els diferents tipus de jaciments de l'energia geotèrmica es classifiquen segons la temperatura de la seva font termodinàmica. D'aquesta manera tenim energia geotèrmica d'alta temperatura, de mitjana temperatura i energia geotèrmica de baixa i de molt baixa temperatura.
1. Energia geotèrmica d'alta temperatura
Aquest tipus d'energia neta es troba en zones on la capa de l'escorça terrestre encara és activa. Aquí, la temperatura oscil·la entre els 150 ° C i els 400 graus Celsius. En aquests casos el vapor surt a la superfície mitjançant una turbina de vapor que genera electricitat.
Per trobar una zona d'on extreure aigua calenta, una zona geotèrmica, cal trobar una capa superior composta de:
Cobertura de roques impermeables, que permeten la filtració d'aigua.
Aqüífer o dipòsit de permeabilitat elevada, entre 300m i 2 km de profunditat.
Sòl fracturat, permet la circulació de fluids per convecció, així la transferència de calor arriba fins a la superfície.
Font de calor magmàtic, a una profunditat entre 3 km i 15 km ia una temperatura entre 500 ° C i 600 ° C.
Les perforacions que cal fer per extreure l'aigua calenta són gairebé iguals a les que es fan per extreure petroli dels pous.
2. Energia geotèrmica de mitja temperatura
En les instal·lacions d'energia geotèrmica de mitja temperatura les temperatures oscil·len entre els 70 ° C i els 150 graus Celsius. El rendiment energètic de conversió vapor-electricitat és força menor, en aquest cas cal afegir un component volàtil.
Aquest tipus d'energia geotèrmica es pot transformar en centrals elèctriques petites. No obstant això, és en la distribució a través de la xarxa urbana on l'el seu ús és màxim. S'utilitza per a sistemes de calefacció i refrigeració, amb màquines d'absorció.
Per a la producció d'electricitat, cal que el fluid estigui entre 120 ° C i 180 ° C.
3. Energia geotèrmica de baixa temperatura
S'aprofita en àmplies zones, en zones més àmplies que la que treballa a temperatures altes o mitges. Es pot trobar a les conques sedimentàries, el fluid d'aquestes conques es troba a una temperatura entre 50 ° C i 70 ° C.
4. Energia geotèrmica de molt baixa temperatura
S'utilitza per donar servei a les necessitats domèstiques, urbanes i agrícoles. Els fluids que es poden trobar estan a unes temperatures entre 20 ° C i 50 ° C.
Tant l'energia geotèrmica a baixa temperatura ia molt baixa temperatura són molt útils per als sistemes de calefacció urbans. Aquests sistemes es realitzen a través de circuits tancats.
Aplicacions de l'energia geotèrmica
Els usos de l'energia geotèrmica es basen en l'ús de l' energia calorífica i en la generació d'electricitat. A nivell més concret algunes de les aplicacions d'aquesta energia renovable són les següents:
Aire condicionat a l'estiu. En un habitatge amb calefacció per terra es pot fer circular el fluid de la calefacció pel subsòl. Aquesta aigua adquirirà aproximadament una temperatura de 15ºC que facilitaran la refrigeració del abitatge.
Calefacció a l'hivern. En aquest cas, s'utilitza una bomba de calor per passar els 15 graus Celsius als 19 o 20ºC en la qual volem posar la calefacció.
Aigua calenta sanitària. Utilitzada en el dia a dia d'una casa.
Electricitat. L'electricitat s'obté en centrals elèctriques. Aquest tipus de central termoelèctrica permet reduir la dependència energètica dels combustibles fòssils i de l'energia nuclear.
Producció de calor. Aquesta calor es pot aplicar a processos industrials. Per exemple processos de calefacció, assecat, evaporació, destil·lació, esterilització, desglaç, rentat i extracció de sals.
Centrals geotèrmiques de producció d'energia
Aquestes centrals tenen la funció de generar electricitat a partir de l'energia tèrmica de l'interior de la Terra. Disposen d'uns intercanviadors de calor amb l'objectiu de generar vapor d'aigua.
Amb la pressió de vapor es acciona una turbina de vapor obtenint així energia mecànica. La la turbina de vapor va connectada a un generador elèctric que produeix electricitat.
