La energía geotérmica es útil para obtener energía calorífica. En una instalación pequeña se utiliza para suministrar agua caliente y calefacción, por ejemplo. Sin embargo, existen plantas de energía geotérmica que aprovechan el calor subterráneo para generar vapor a alta temperatura y generar electricidad.
El término energía geotérmica es la energía que puede recuperarse de los yacimientos geotérmicos situados en el interior de la Tierra y utilizarse para energía u otros fines.
La energía geotérmica se considera una fuente de energía renovable y sostenible.
Las emisiones de gases de efecto invernadero de las plantas de energía geotérmica promedian 45 gramos de dióxido de carbono por kilovatio-hora de electricidad, o menos del 5% de la cantidad de plantas de energía de carbón convencionales.
¿Cómo se puede convertir la energía geotérmica en energía eléctrica?
Una de las aplicaciones más utilizadas de la energía geotérmica es la generación de electricidad. La elección de la tecnología para la producción de electricidad depende del tipo de depósito geotérmico.
El tratamiento de vapor adicional es el mismo que el de una planta de energía convencional: el vapor se alimenta a una turbina de vapor, que acciona el rotor de un generador eléctrico. Después de que la turbina de vapor entra al condensador, se condensa para devolver el agua así obtenida a la fuente geotérmica.
La energía geotérmica utiliza vapor para impulsar la turbina de vapor. Se puede obtener vapor (húmedo o seco) directamente del reservorio, y también se puede producir artificialmente en rocas calientes y secas, los llamados sistemas geotérmicos avanzados.
En lechos con temperaturas de fluido más bajas, el vapor para impulsar las turbinas se obtiene indirectamente calentando el fluido de trabajo con un punto de ebullición más bajo que el punto de ebullición del agua.
La turbina de vapor está conectada a un generador eléctrico que convertirá el movimiento circular en energía eléctrica.
Tipos de plantas geotérmicas
Las plantas de energía geotérmica se pueden dividir en tres tipos básicos:
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Plantas de vapor seco.
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Plantas de evaporación (simple y doble).
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Plantas binarias.
Plantas de energía geotérmica de vapor seco
Las plantas de vapor seco son el primer tipo de plantas de energía geotérmica que alcanzan el estado comercial.
El vapor puede alimentarse directamente a la turbina desde el pozo de producción y descargarse a la atmósfera después de la expansión. Generalmente se genera vapor de agua recalentado y contiene sólo pequeñas cantidades de otros gases.
Tal ciclo de condensación directa es la opción más simple y barata para producir electricidad. Se usan en casos donde el vapor contiene una gran proporción de gases sin condensar.
Plantas de energía geotérmica evaporativa
La tecnología de las plantas de energía geotérmica evaporativa se aplica en los lechos dominantes del agua. La energía en este caso es agua a presión. Dado que la presión en el pozo es generalmente más baja que la presión en el pozo, el agua bajo presión en el pozo fluye hacia la superficie.
Como resultado de la caída de presión, una cierta porción del líquido se evapora y el pozo produce agua caliente y vapor al mismo tiempo.
La planta de evaporación doble es una mejora con respecto a la planta de evaporación única, ya que proporciona un 15 - 25% más de producción.
Centrales geotérmicas de ciclo binario
Las centrales geotérmicas de ciclo binario son las más cercanas a las centrales térmicas convencionales (combustibles fósiles o nucleares).
El fluido de trabajo está dentro de un ciclo cerrado. El fluido de trabajo, seleccionado recibe calor de la Tierra a través del fluido geotérmico, se evapora, se expande en la turbina, se condensa y regresa al evaporador por medio de una bomba de alimentación.
Las plantas binarias permiten la conversión del calor geotérmico en electricidad de depósitos de agua caliente a baja temperatura con temperaturas superiores a 85 grados Celsius.
La utilización de plantas binarias se ha mejorado con la introducción de la tecnología Kalina. Una mezcla de agua y amoníaco se evapora dentro de un rango de temperatura finita, produciendo vapor de dos componentes (por ejemplo, 70% de amoníaco y 30% de agua). Por el contrario, el ciclo orgánico de Rankine está basado en fluidos puros que se evaporan a una temperatura de evaporación dada.
