Menu

Energia geotèrmica

Energia geotèrmica

Energia geotèrmica

L'energia geotèrmica és un tipus d'energia renovable a escala humana que s'obté a partir de la calor de l'interior de la Terra. Eqüestre energia tèrmica es pot obtenir sense la combustió de cap material, és per tant, 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. Generalment les capes interiors estan més calents que la superfície a l'hivern i més fredes a l'estiu. Això es deu al fet que les capes superficials s'escalfen i es refreden amb més facilitat segons les lleis de la termodinàmica.

A vegades aquesta energia geotèrmica 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 l'energia geotèrmica es passa un fluid per la zona calenta, que el escalfarà prou per convertir-lo en vapor. Aquest vapor, amb una elevada energia interna, es pot aprofitar per transformar-lo en energia mecànica mitjançant una turbina de vapor i poseriorment en energia elèctrica.

Aplicacions de l'energia geotèrmica

Les aplicacions de l'energia geotèrmica es basen en l'aprofitament 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 de l'habitatge.
  • Calefacció a l'hivern. Pel mateix motiu que en el cas de l'aire condicionat. En aquest cas, utilitzarem una bomba de calor per passar els 15ºC als 19 o 20ºC en la qual volem posar la calefacció. Aquest model també és aplicable a hivernacles, granges d'animals, etc.
  • Producció d'aigua calenta sanitària per dutxar-se, rentar roba, plats, etc.
  • Producció d'electricitat en centrals elèctriques.
  • Producció de calor que pot aplicar-se a processos industrials com els de calefacció, d'assecat, d'evaporació, de destil·lació, d'esterilització, de desglaç, de rentat i d'extracció de sals

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 - energia tèrmica - a través de dos circuits tancats d'aigua que els connecten. Per obtenir calor a l'hivern, l'aigua dins el circuit captador geotèrmic, que és un circuit de plàstic disposa perforacions verticals que aconsegueixen entre 80 i 200 metres de profunditat, recorre, impulsada per una bomba, el subsòl fins a escalfar-se, escalfa l'aigua a el circuit emissor radiant, un circuit tancat que cedeix la calor a l'edifici. A l'estiu el funcionament és anàleg, però la calor es desplaça en sentit contrari. L'eficiència de l'energia geotèrmica és més gran com més profund estigui el circuit del subsòl, ja que la diferència de temperatures és més gran.

Per obtenir aigua calenta, el circuit captador escalfa aigua calenta d'un circuit obert, que ve de la xarxa d'aigua i es pot emmagatzemar en un o més dipòsits. L'aigua calenta es pot utilitzar també per moure una turbina, transformant així l'energia geotèrmica en energia mecànica, en aquest cas, energia cinètica. L'energia mecànica es pot utilitzar per moure màquines, o per transformar-la en energia elèctrica: electricitat.

Per a potències petites d'energia renovable (producció de fins a 30 quilovats (kW)) i usos particulars és possible disposar els tubs d'aigua captadors de calor horitzontalment ia poca profunditat, és a dir a entre un i cinc metres, usualment entre un i mig i 2, per exemple sota un jardí. La bomba de calor té la mida d'una nevera però és molt silenciosa, i es pot situar al garatge, per exemple.

Tipus de fonts geotèrmiques

L'energia geotèrmica s'obté a través de l'extracció de la calor interna de la Terra. Es troben diverses zones amb aigües termals. Aquestes aigües termals poden ser les que s'utilitzen en balnearis o d'altres centres. Aquestes aigües estan escalfades per la temperatura de l'interior de la Terra. A les zones on les aigües termals són molt calentes es fan perforacions de poca profunditat, a través de fractures naturals.

L'aigua calenta i / o el vapor, que posseeixen una certa quantitat d'energia interna, poden fluir de manera natural, pels impulsos dels fluxos d'aigua i vapor, però també per bombament. Cal seleccionar el mètode a utilitzar en funció del mètode que sigui més rendible econòmicament. No hi ha un sol mètode a l'hora d'aprofitar aquest tipus d'energia, ja que hi ha hagut projectes que en alguns països s'han hagut de desestimar per la seva inviabilitat econòmica.

Magma - Energia geotèrmica

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 que està disponible en aquests moments no és possible aprofitar aquest tipus de font d'energia renovable, és econòmicament inviable.

Les explotacions per extreure aigua calenta, solen disposar d'un nombre parell de pous, ja que d'una extreu l'aigua calenta i per l'altre es torna a injectar aigua a l'aqüífer, quan ja està refredada. Aquest sistema té diversos avantatges:

  • Poques probabilitats d'esgotar l'aigua del jaciment, ja que com que contínuament s'injecta l'aigua, el volum es manté costant.
  • 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 segons la temperatura de l'aigua

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.

Energia geotèrmica d'alta temperatura

Aquest tipus d'energia renovable es troba en zones on la capa de l'escorça encara és activa i la temperatura oscil·la entre els 150 ° C i els 400 ° C. En aquests casos el vapor surt a la superfície mitjançant una turbina de vapor que genera electricitat al ser moguda per la força del vapor. 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 i a 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.

Energia geotèrmica de mitja temperatura

En les instal·lacions d'energia geotèrmica de mitja temperatura, la temperatura dels fluids dels aqüífers està a temperatures força menys elevades, a temperatures que oscil·len entre els 70 ° C i els 150 ° C, per la qual cosa el rendiment 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, però és en la distribució a través de la xarxa urbana on l'aprofitament és màxim, s'utilitza per a calefacció i refrigeració, amb màquines d'absorció. Aquesta s'utilitza per a la producció d'electricitat, cal que el fluid estigui entre 120 ° C i 180 ° C.

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.

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 com l'energia geotèrmica a molt baixa temperatura són molt útils per als sistemes de calefacció urbans, a través de circuits tancats.

Centrals geotèrmiques de producció d'energia

Les centrals geotèrmiques de producció d'energia tenen la funció de generar electricitat a partir de l' energia tèrmica de l'interior de la Terra. Per a això, disposen d'uns intercanviadores de calor amb l'objectiu de generar vapor d'aigua. Amb la pressió de vapor s'acciona una turbina de vapor obtenint així energia mecànica. L'energia mecànica obtinguda per la turbina de vapor es pot convertir fàcilment en energia elèctrica mitjançant un generador elèctric.

La principal planta geotèrmica es troba a la Toscana, prop de la ciutat de Pisa i és anomenada Central Geotèrmica de Larderello. Una imatge de la central a la part central d'una vall i la visió de quilòmetres de canonades d'un metre de diàmetre que van cap a la central tèrmica mostren l'impacte paisatgístic que genera.

valoración: 4.3 - votos 3

Última revisió: 3 de gener de 2018