Din punct de vedere științific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință. Energia este o funcție de stare.

Când un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea sa în starea de referință, rămân în natură schimbări cu privire la poziția sa relativă și la proprietățile sistemelor fizice din exteriorul lui, adică:

schimbarea poziției, vitezei, schimbarea stării termice, schimbarea stării electrice, magnetice, atât ale lui cât și ale sistemelor din exteriorul său.

Comform DEX, în accepțiunea fizicii, energia exprimă capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic atunci când suferă o transformare dintr-o stare în altă stare.

Energia geotermala este o energie care poate fi atins prin valorificarea caldura din interiorul Pamantului.

Caldura in interiorul pamantului se datorează mai multor factori, printre care ne-ar evidenţia gradientul geotermale , căldură radiogenic, etc.

Geotermală vine de la greacă geo , "Land" şi termos, "fierbinte", literalmente "de caldura Earth."

Reperezintă energia termină a unor ape subterane(ape termale). În Islanda, 40% din locuințe precum și numeroase sere se încălzesc folosind energia geotermică. La noi în țară se fac încercări de utilizare a energiei goetermice în Oradea. Distribuția geografică neuniformă a acestei surse o fac importantă numai pe plan local.

Este nevoie de o sursă naturală de căldură, o cameră magmatică, izvoare subterane și roca poroasă prin care să circule aburii și apa. Aburii și apa fierbinte sunt utilizați direct pentru încălzire. Aburii sunt folosiți pentru a genera electricitate.

Utilizatorii principali: Islanda, unde peste 40% din energia țării provine din resurse geometrale, SUA, Filipine, Indonezia, Mexic, Italia și Noua Zeelandă.

Ca surse de energie geotermică amintim: surse de abur fierbinte; rezervoare naturale de apă fierbinte.

Centrale goetermice -utilizează drept sursă de energie

primară căldura internă a Pământului. Energia scoarței terestre este nelimitată și teoretic s-ar putea exploata în orice punct al Terrei.

Izvoare termale au fost folosite pentru scăldat cel puţin din paleolitic ori. Cel mai vechi spa cunoscut este un bazin de piatră din China "e munte Lisan construit în dinastia Qin în secolul 3 î.Hr., în acelaşi loc unde Huaqing Chi palat mai târziu a fost construit. În primul secol d.Hr., romanii au cucerit Aquae Sulis , acum Bath, Somerset , Anglia, şi a folosit izvoarele calde acolo pentru a hranei pentru animale băi publice şi încălzire prin pardoseală . Taxele de admitere pentru aceste băi reprezintă, probabil, prima utilizare comercială a energiei geotermale. Cele mai vechi geotermale termoficare sistemului mondial în Chaudes-Aigues , Franţa , a fost funcţionează din secolul 14. Cea mai veche exploatare industrială a început în 1827 cu utilizarea de abur gheizer de a extrage acid boric din noroi vulcanic în Larderello , Italia.

În 1892, America primul sistem de termoficare în Boise, Idaho a fost alimentat direct de energie geotermală, şi a fost copiat în Klamath Falls, Oregon, în 1900. Un geotermală şi adâncă a fost folosit pentru încălzirea sere în Boise în 1926, gheizere şi au fost folosite pentru căldură sere în Islanda şi Toscana la aproximativ în acelaşi timp.

Charlie Lieb dezvoltat prima schimbătorul de căldură foraj, în 1930 pentru a incalzi casa lui. Abur şi apă caldă de la gheizere a început încălzirea caselor în Islanda începând din 1943.

In secolul 20, cererea de electricitate a dus la luarea în considerare de energie geotermala ca o sursă generatoare.

Mai târziu, în 1911, primul din lume geotermale centrala comercial a fost construit acolo. A fost producător mondial de numai industriale de energie electrică geotermale până Noua Zeelandă a construit o fabrica in 1958.

Prin acest timp, Lord Kelvin a inventat deja pompei de căldură în 1852, şi Heinrich Zoelly a patentat ideea de a folosi aceasta pentru a întocmi caldura de la sol în 1912. Dar nu a fost până la sfârşitul anilor 1940 că pompa de căldură geotermale a fost implementat cu succes. Donald Kroeker proiectat comerciale de căldură geotermale prima pompă de căldură de constructii Commonwealth (Portland, Oregon), şi a demonstrat-o în 1946. Profesorul Carl Nielsen din Ohio State University, construit rezidentiale versiune deschisă prima buclă în casa lui în 1948, tehnologie care a devenit populară în Suedia, ca urmare a crizei petrolului din 1973 , şi a fost în creştere lent în acceptare la nivel mondial de atunci. Dezvoltarea din 1979 polibutilenă conductei au crescut foarte mult de căldură pompă de viabilitatea economică.

În 1960, Pacific Gas şi Electric a început să funcţioneze din prima de succes electric centrala geotermala din Statele Unite, la Gheizerele în California. Turbina original a durat mai mult de 30 de ani şi produse 11 MW putere netă.

Binar de plante ciclu de putere a fost prima demonstrată în 1967 în URSS şi mai târziu a introdus in SUA in 1981. Această tehnologie

permite generarea de electricitate din resurse temperatură mult mai scăzute decât anterior. În 2006, o instalaţie de ciclu binar în Chena

Hot Springs, Alaska , a venit on-line, producătoare de energie electrică de la un lichid la temperatură scăzută record de 57 ° C (135

° F).

Cea mai veche piscina cunoscut alimentat de un izvor fierbinte, construit în dinastia Qin în secolul 3 î.Hr..

Energia geotermală nu necesită combustibil (cu excepţia pentru pompe), şi, prin urmare, este imun la combustibil fluctuatiile de cost, dar costurile de capital sunt semnificative. Foraj reprezintă peste jumătate din costurile, şi explorare a resurselor de profundă presupune riscuri semnificative. Un exemplu tipic de dublet bine (şi injecţie puţuri de extracţie), în Nevada poate suporta 4.5 megawati (MW) şi costă aproximativ 10 milioane dolari pentru a detalia, cu o rată de eşec de 20%.

În, electrice şi de construcţii de plante total de foraj si costa aproximativ 2-5 milioane € pe MW de putere electrică, în timp ce pragul de rentabilitate este de 0.04 - 0.10 € preţ per kW. Direct aplicaţii de încălzire se pot folosi mai puţin adânci puţuri mult cu temperaturi mai scăzute, mai mici, sisteme, astfel, cu costuri mai mici şi riscurile sunt fezabilă. Rezidenţiale pompe de căldură geotermale, cu o capacitate de 10 kilowati (kW) sunt de obicei instalate în jur de $ 1-3,000 per kilowatt. Sisteme de termoficare pot beneficia de economii de scară în cazul în care cererea este geografic dens, ca şi în oraşe, dar în caz contrar instalarea de conducte domină costurile de capital. Costul de capital de un astfel de sistem de încălzire urbană în Bavaria a fost estimat la puţin peste 1 milion de € pe MW. sistemelor directe de orice dimensiune, sunt mult mai simple decât generatoare electrice şi au costuri mai mici de întreţinere pe kW · h, dar acestea trebuie să consume de energie electrică pentru a rula pompe şi compresoare. Unele guverne subvenţiona proiectele geotermale.

Energia geotermala este foarte scalabil: de la un sat la un oraş întreg. Chevron Corporation este cel mai mare producător de energie electrică geotermală

privat, dezvoltat geotermala este domeniul cel mai Gheizerele în California.

Fluide extrase din pământ adânc transporta un amestec de gaze, în special dioxid de carbon (CO 2), hidrogenul sulfurat (H 2 S), metan (CH 4) şi amoniac (NH 3 Existente electrice geotermale plantele emit o medie de 122 kg (269 lb) de CO 2 pe megawatt-ora (MW · h) de energie electrică, o mică parte a intensităţii emisiilor de fabricile de combustibil fosil convenţional. Plantele care se confruntă cu niveluri ridicate de acizi şi substanţe chimice volatile sunt de obicei echipate cu sisteme de emisie-control pentru a reduce evacuare.

În plus faţă de gaze dizolvate, apă caldă din surse geotermale poate să deţină în soluţie urme de substanţe chimice toxice, cum ar fi mercur , arsenic , bor , şi antimoniu . Aceste substanţe chimice precipitat ca apa se raceste, si poate provoca daune mediului, dacă eliberat. Practica modernă de injectarea de fluide răcit geotermale înapoi în Earth pentru a stimula producţia are avantajul de a reduce partea acestui risc de mediu.

Direct sisteme geotermale de încălzire conţin pompe şi compresoare, care poate consuma energie de la o sursă de poluare. Această sarcină parazitare este în mod normal, o fracţiune din producţia de energie termică, astfel că este întotdeauna mai puţin poluante decât încălzire electrică. Cu toate acestea, în cazul în care energia electrică este produsă prin arderea combustibililor fosili, atunci emisiile nete de incalzire geotermala poate fi comparabilă cu ardere direct combustibil pentru căldură. De exemplu, o pompă de căldură geotermale alimentate cu electricitate de la un ciclu combinat de gaze naturale de plante ar putea produce la fel de mult ca o poluare de gaze naturale de condensare cuptor de aceeaşi mărime. Prin urmare, valoarea de mediu a geotermale aplicaţii de încălzire directă este foarte dependentă de intensitatea emisiilor de la reteaua electrica vecine.

Surpare a avut loc în domeniul Wairakei în Noua Zeelandă şi în Staufen im Breisgau , Germania. sisteme geotermale îmbunătăţite pot declansa cutremure , ca parte a fracturare hidraulice . Proiectul în Basel , Elveţia a fost suspendat, deoarece mai mult de 10.000 de evenimente seismice de măsurare până la 3,4 pe scara Richter a avut loc în primele 6 zile de injecţie de apă.

Geotermale dispune de teren minime şi a cerinţelor de apă dulce. geotermale plante utilizare 3.5 km pătraţi (1,4 mp MI) pe gigawatt de producţie electrice (nu capacitate) faţă de 32 şi 12 de kilometri pătraţi (4.6 mp MI) pentru cărbune şi instalaţii eoliene , respectiv. Ei folosesc 20 de litri (5.3 US gal ) de apă dulce pe MW · h faţă de peste 1.000 de litri (260 US gal) pe MW · h pentru, cărbune nucleare, sau ulei.

Articole principale: încălzire geotermală şi pompe de căldură geotermale În industria geotermală, temperatură scăzută înseamnă temperaturi de 300 ° F (149 ° C) sau mai puţin. Temperatura

redus de resurse geotermale sunt de obicei folosite în timpul utilizării aplicaţii directe, cum ar fi de încălzire urbană , sere , pescuit , recuperare minerale, şi procesul de încălzire industriale . Cu toate acestea, unele resurse de temperatură scăzută poate genera energie electrică prin utilizarea binar generarea de electricitate tehnologie ciclu.

Aproximativ 70 de ţări au folosit direct de 270 petajoules (PJ) de încălzire geotermală , în 2004. Mai mult de jumătate a mers pentru încălzirea spaţiului, şi o altă treime pentru piscine încălzite. Restul a sprijinit aplicaţii industriale şi agricole. Capacitatea instalată globală a fost de 28 GW, dar factorilor de capacitate tind să fie scăzută (30% în medie), deoarece caldura este cea mai mare parte nevoie de iarna. Cifrele de mai sus sunt dominate de 88 PJ de încălzire a spaţiului extrase de către un procent estimat de 1.3 milioane pompe de căldură geotermale , cu o capacitate totala de 15 GW. Pompe de căldură pentru încălzire acasă sunt în creştere mai rapid mijloc de exploatare a energiei geotermale, cu un sistem global Rata anuală de creştere de 30% în producţia de energie.

încălzire directă este mult mai eficient decat producerea de energie electrică şi locuri mai puţin exigente cerinţe de temperatură pe resursa de caldura. Căldură pot proveni din co-generare , prin intermediul unei instalaţii electrice geotermale sau din fântâni mai mici sau schimbătoare de căldură îngropat în pământ de mică adâncime. As a result, geothermal heating is economic at many more sites than geothermal electricity generation. Ca rezultat, incalzire geotermala este economic la multe site-uri mai mult de producere a energiei electrice geotermale. În cazul în care naturale, izvoare termale sunt disponibile, apa poate fi încălzită prin conducte direct în radiatoare . Dacă solul este cald, dar uscat, tuburi de pământ sau schimbătoare de căldură foraj poate colecta de căldură. Dar chiar şi în zonele în care solul este mai rece decât temperatura camerei, caldura poate fi încă extrase cu o pompa de caldura geotermala mai cost-eficient şi curat decât prin furnale convenţionale. Aceste dispozitive se bazează pe superficiale şi resurse mult mai rece decât geotermale tehnicile tradiţionale de , şi ele frecvent combina o varietate de funcţii, inclusiv aer conditionat , de stocare a energiei sezonieră , a energiei solare de colectare, şi încălzire electrică, pompe de căldură geotermale poate fi folosit pentru încălzirea în esenţă, oriunde.

Termoficare aplicaţii utilizarea reţelelor de apă caldă prin conducte pentru a încălzi mai multe clădiri în comunităţi întregi. În Reykjavík , Islanda , a petrecut apa din sistemul de termoficare este cu fluierul de mai jos trotuar şi trotuare să se topească zăpada . desalinizare geotermală a fost demonstrată.

Îmbunătăţit sistemul geotermal 1: Reservoir 2: Pompa casa 3: Teroechange 4: sala Turbine 5: Producţie şi 6: injecţie şi 7: apă fierbinte pentru încălzirea urbană 8: sedimente poroase 9: de observare şi 10: cristalin roca de bază

internă de căldură Earth natural curge la suprafaţă prin conducţie la o rată de 44,2 ordinul terawaţilor (TW), şi este alimentată de dezintegrare radioactivă de minerale la o rată de 30 TW. Aceste niveluri de putere sunt mai mult decât dublu omenirii Consumul actual de energie din toate sursele primare, dar cea mai mare parte nu este recuperabilă. În plus faţă de căldura care emană din adâncul Pământului, top 10 metri (33 ft) din sol se acumulează energie solară (incalzeste) în timpul verii, şi comunicate de acea energie (raceste), în timpul iernii.

Sub variaţiile sezoniere, gradientul geotermale de temperaturi prin crusta este de 25-30 ° C (77-86 ° F) pe kilometru de adâncime în cea mai mare parte a lumii. Căldură conductiv flux este de aproximativ 0,1 MW / km 2, în medie. Aceste valori sunt mult mai mari în apropierea limitelor plăcii tectonice în cazul în care crusta este mai subtire. Acestea pot fi în continuare crescut de circulaţie fluide, fie prin conducte magma , izvoare termale , circulaţie hidrotermale sau o combinaţie a acestora.

O pompa de caldura geotermala pot extrage caldura din sol destul de mică adâncime oriunde în lume pentru a oferi încălzire acasă, dar aplicatii industriale nevoie de temperaturi mai mare din resursele profunde. eficienţă termică şi profitabilitatea de producere a energiei electrice este deosebit de sensibil la temperatura. Aplicaţii solicitante mai primi cel mai mare beneficiu de la un natural fluxul de căldură mare, în mod ideal, de la utilizarea unui izvor fierbinte . Cea mai bună opţiune următor este să faceţi o bine într-o fierbinte acvifer . Dacă nu acvifer adecvat este disponibil, unul artificial pot fi construite prin injectarea de apă pentru a fracturii hidraulic roca de bază. Această abordare ultimul se numeşte rock energie geotermala uscat fierbinte în Europa, sau sisteme geotermale îmbunătăţite în America de Nord. Mult mai mare potenţial ar putea fi disponibile de la această abordare decât de la atingerea a acviferelor naturale convenţionale.

Estimări ale producţiei de energie electrică potenţialul energiei geotermale variază de şase ori, 0.035-2 TW, în funcţie de scara de investiţii. Estimările superioară a resurselor geotermale şi asume sonde geotermale îmbunătăţite atât de adânci ca 10 km (6 mi), în timp ce existente sonde geotermale sunt rareori mai mult de 3 km (2 mi) adâncime. Wells din această adâncime sunt acum comune în industria petrolieră. Cea mai adâncă de cercetare bine în lume, foraj superdeep Kola , este la 12 kilometri (7 MI) adâncime. Acest record a fost recent imitat de sonde de petrol comerciale, cum ar fi Exxon "e Z-12 şi în domeniul Chayvo, Sahalin .