Energía geotérmica

Aplicaciones de la energía geotérmica

Aplicaciones de la energía geotérmica

La energía geotérmica es a nivel mundial una fuente de energía a largo plazo. Con la energía geotérmica almacenada en los tres kilómetros superiores de la corteza terrestre, teóricamente, la demanda energética actual podría cubrirse durante más de 100.000 años. Sin embargo, solo una pequeña parte de esta energía es técnicamente utilizable y los efectos sobre la corteza terrestre durante la disipación de calor extenso aún no están claros.

Cuando se utiliza energía geotérmica, se hace una distinción entre el uso directo, es decir, el uso del calor en sí mismo, y el uso indirecto, el uso para la conversión en electricidad en una planta de energía geotérmica. Con la ayuda de restricciones, también se puede obtener el calor y electricidad combinados para optimizar la eficiencia. En áreas escasamente pobladas o en sitios de plantas de energía lejos de asentamientos con demanda de calor, es difícil realizar procesos de cogeneración.

Uso directo de energía geotérmica

Las primeras aplicaciones se pueden encontrar en los baños del Imperio Romano, el Imperio Medio de los chinos y los Otomanos para la construcción de balnearios.

En Chaudes-Aigues, en el centro de Francia, se encuentra la primera red histórica de calefacción geotérmica del distrito que data del siglo XIV.

Hoy en día hay muchos usos para la energía geotérmica en la industria, la artesanía y en edificios residenciales.

Calefacción y refrigeración con calor geotérmico

Para la mayoría de las aplicaciones, solo se necesitan temperaturas relativamente bajas. A partir de la energía geotérmica profunda a menudo las temperaturas requeridas pueden estar disponibles directamente. Si esto no es suficiente, la temperatura puede elevarse con bombas de calor, como suele ser el caso con la energía geotérmica cercana a la superficie.

En relación con las bombas de calor, la energía geotérmica se utiliza generalmente para calentar y enfriar edificios, así como para la preparación de agua caliente sanitaria.

Otra posibilidad es el enfriamiento natural, donde el agua con la temperatura de la superficie plana, es decir, la temperatura media anual del sitio, se usa directamente para enfriar el edificio (sin el uso de una bomba de calor). Este enfriamiento natural tiene el potencial de reemplazar millones de aires acondicionados eléctricos en todo el mundo.

Otra aplicación directa es la de evitar la congelación de puentes, carreteras o aeropuertos. De nuevo, no se necesita bomba de calor. Esto incluye el tendido de tuberías de agua sin escarcha.

Para el uso de calor en aguas termales de la energía geotérmica se utilizan aguas profundas con temperaturas entre 40 y 150 ° C. El agua termal generalmente se lleva a la superficie desde una profundidad de 1,000 a 4,500 metros a través de un pozo, y transfiere la mayor parte de su energía térmica a través de un intercambiador de calor a un segundo circuito de la red de calefacción "secundaria". Luego se enfría y se presiona a través de un segundo orificio con una bomba en el suelo, en la capa de la que se extrajo.

Generación de energía eléctrica mediante energía geotérmica

Pozo de energía geotérmicaPara la generación de electricidad, la energía geotérmica se utilizó por primera vez en Larderello en Toscana. En 1913, el conde Piero Ginori Conti construyó allí una planta de energía, en la que las turbinas de vapor generaban 220 kW de energía eléctrica. Hoy hay alrededor de 750 MW de potencia eléctrica instalada. Bajo la Toscana, el magma está relativamente cerca de la superficie. Este magma caliente aumenta la temperatura del suelo a tal punto que es económicamente posible un uso de la energía geotérmica.

En la generación de energía hidrotermal, se necesitan temperaturas del agua de al menos 80ºC. Los depósitos hidrotermales de vapor caliente y seco con temperaturas superiores a 150º C se pueden utilizar directamente para impulsar una turbina de vapor.

Durante mucho tiempo, el agua termal se usó exclusivamente para el suministro de calor en el área de construcción. Las plantas de Ciclo de Rankine Orgánico (ORC) recientemente desarrolladas permiten el uso de temperaturas superiores a 80ºC para la generación de energía eléctrica. Estos trabajan con un medio orgánico que se evapora a temperaturas relativamente bajas. Este vapor orgánico impulsa el generador de energía a través de una turbina. Los fluidos usados ​​para el ciclo son parcialmente inflamables o tóxicos. Una alternativa al método ORC es el método Kalina.

Para sistemas en un rango de potencia más pequeño (<200 kW), también se pueden concebir unidades motrices como motores Stirling.

La generación de electricidad a partir de energía geotérmica profunda es básica y controlable, en las plantas existentes a menudo se alcanzan más de 8,000 horas de operación por año.

Generación de electricidad a través de depósitos de alta entalladura

La generación de electricidad a partir de energía geotérmica se lleva a cabo tradicionalmente en países que tienen depósitos de alta entalpía, donde se encuentran temperaturas de varios cientos de grados Celsius a profundidades relativamente bajas (<2000 m).

Dependiendo de la presión y la temperatura, los depósitos pueden estar dominados por el agua o el vapor. En las técnicas de producción modernas, los líquidos refrigerados se reinyectan, por lo que prácticamente no se producen efectos ambientales negativos, como el olor a compuestos de azufre.

Generación de electricidad a través de depósitos Niederenthalpiel

En los depósitos de Niederenthalpiel, la máxima eficiencia energética posible debido a la baja temperatura se extiende entre el suministro y el sistema de retorno más bajo que en los depósitos de Hochenthalpiel.

La elección óptima del fluido de trabajo (por ejemplo, el proceso de Kalina con amoniaco) intenta hacer un uso más eficiente de la distancia entre las temperaturas de flujo y retorno. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los requisitos de seguridad para el manejo de amoníaco pueden ser diferentes que cuando se utilizan diversos equipos de trabajo orgánicos.

El consumo de electricidad propio, en particular para el suministro de las bombas circulantes en el ciclo termal del agua, en dichas plantas puede ascender hasta el 25% de la cantidad de potencia producida.

valoración: 3 - votos 1

Última revisión: 4 de abril de 2018