Energia Geotermală

7/21/2019 Energia Geotermală

http://slidepdf.com/reader/full/energia-geotermala-56fa94516d003 1/20

Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Ia iș

Facultatea de Inginerie Electrică, Energetică i Informatică Aplicatăș

ProiectEnergie, ocietate, !ediu

Energia geotermală

tud" #aciu !ihaiGrupa $$%&

Anul

1

http://www.sinaxa.net/medicala/2011/02/efectele-radia%C8%9Biilor-emise-de-pilonii-%C8%99i-antenele-de-telefonie-mobila-andrei-dragulinescu/

http://www.sinaxa.net/medicala/2011/02/efectele-radia%C8%9Biilor-emise-de-pilonii-%C8%99i-antenele-de-telefonie-mobila-andrei-dragulinescu/



2014 - 2015

2



'uprins

1. ENERGIE GEOTERMALĂ ŞI MEDIU .............................................................. 31.1. Beneficiile de mediu ale energiei ge!ermale ........................................... 3

1.". Gradien!ul de !em#era!ur$ ge!ermal .................................................... 3

". BA%ELE ENERGIEI GEOTERMALE .............................................................. &

".1. 'i(!eme ge!ermale ................................................................................ &

3. UTILI%AREA RE'UR'ELOR GEOTERMALE ................................................ )

3.1. U!ili*$ri #en!ru +nc$l*ire direc!$ ........................................................... )

3.". Generarea de elec!rici!a!e ..................................................................... ,-. ERETĂRI ALE RE'UR'ELOR GEOTERMALE ........................................ /

-.1. Me!de de e0#lrare ............................................................................. /

-.1.1. Da!e de in!rare nece(are .................................................................... 1

-.1.". U!ili*area (i(!emelr infrma!ice gegrafice #en!ru reali*area 2$rilr de

#!enial ................................................................................................................ 11

&. UTILI%AREA RE'UR'ELOR GEOTERMALE 4N ROM5NIA ...................... 13

Gl(ar .................................................................................................................... 1&

Bi6ligrafie ............................................................................................................. 1/

3



Energia geotermală

1. ENERGIA GEOTERMALĂ ŞI MEDIUL

1.1. Beneficiile de mediu ale energiei ge!ermale

Energia geotermală se define(te ca fiind caldura naturală provenită din interiorulPam)ntului, captată pentru producerea de energie electrică, *ncăl+irea spaiilor sau a a-uruluiindustrial" Ea este pre+entă oriunde su- scoara terestră, de(i cea mai mare temperatură, (i decicea mai dorită resursă este concentrată *n regiuni cu vulcani activi sau tineri din punct devedere geologic"

.esursa geotermală este curată, regenerabilă, deoarece căldura emanată din interiorulPam)ntului este inepuizabilă. ursa de energie geotermală este disponibilă /& de ore pe +i,

0$1 de +ile pe an" Prin comparaie, sursele de energie eoliană (i solară sunt dependente de unnumăr de factori, inlcu+)nd fluctuaii +ilnice (i se+oniere (i variaii *n funcie de climă" 2inacest motiv, energia produsă din surse geotermale este, odată captată, mai sigură dec)t multealte forme de energie electrică" 'ăldura care i+voră(te continuu din interiorul Păm)ntului esteestimată a fi echivalentă cu &/ millioane mega3att 4 Bilanţul termic de tace5 (i 6oper, 7899:"Un mega3att poate asigura necesităile energetice a 7%%% de case"

Energia termică a Păm)ntului este de aceea *ntr;o cantitate mare (i este practicinepui+a-ilă, dar este foarte dispersată, foarte rar concentrată (i adesea la ad)ncimi prea mari

pentru a fi e<ploatată industrial" P)nă acum utili+area acestei energii a fost limitată la +one *ncare condiiile geologice permit un mediu de transport 4apă *n fa+ă lichidă sau ga+oasă: caresă „transfere” căldura din +onele fier-ini de la ad)ncime la suprafaă, d)nd astfel na(tere

resurselor geotermale" Impactul de mediu al utili+ării energiei geotermale este destul de mic (icontrola-il" 2e fapt, energia geotermală produce emisii atmosferice minime" Emisiile de o<idde a+ot, hidrogen sulfurat, dio<id de sulf, amoniac, metan, pul-eri (i dio<id de car-on sunte<trem de mici, *n special atunci c)nd sunt comparate cu emisiile provenite de la com-usti-iliifosili"

Totu(i, at)t apa c)t (i a-urul condensate de la centralele electrice geotermale conindiferite elemente chimice, printre care arsen, mercur, plum-, +inc, -or (i sulf, a căror to<icitate depinde *n mod evident de concentraia lor" =ricum, cea mai mare parte a acestor elemente răm)ne *n soluie, *n apa care este rein>ectată *n acela(i re+ervor din care a foste<trasă apa fer-inte sau a-urul"

'entralele electrice geotermale -inare, *mpreună cu instalaiile flash, produc emisii

aproape +ero" ?n ca+ul utili+ării directe a energiei termice provenite de la apa fier-integeotermală, impactul asupra mediului este negli>a-il (i acesta poate fi u(or redus prinadoptarea unor sisteme ciclice *nchise, cu e<tracia (i rein>ecia finală a fluidului *n acela(ire+ervor geotermal" Aspectul economic al utili+ării apei fier-ini *ncă repre+intă limitare

pentru o răsp)ndire mai largă *n sectorul energetic" 2e fapt, -eneficiul economic derivă dinutili+area sa prelungită, pe parcursul mai multor ani, cu costuri de operare reduse, de(iinvestiia iniială poate fi considera-ilă"

1.". Gradien!ul de !em#era!ur$ ge!ermal

'el mai important parametru *n utili+area acestui tip de energie este temperaturafluidului geotermal, care determină tipul de aplicaie al energiei geotermale" Aceasta se poateutili+a pentru *ncăl+ire sau pentru a genera energie electrică"

4



!erg)nd de la suprafaa păm)ntului spre ad)ncime, se o-servă că temperatura cre(te progresiv cu ad)ncimea, cu 0 @', *n medie, pentru fiecare 7%% m 40% @'Bm:" Acesta poartănumele de gradient geotermal " 2e e<emplu, dacă temperatura după primii c)iva metri su-nivelul solului, care *n medie corespunde cu temperatura medie anuală a aerului e<terior, este71 @', atunci se poate presupune *n mod re+ona-il că temepratura va fi de $1;C1 @' la /%%% m

ad)ncime, 8%;7%1 @' la 0%%% m (i a(a mai departe pentru următoarele c)teva mii de metri4figura 7:".egiunile de interes pentru aplicaii ale energiei geotermale sunt acelea unde

gradientul geotermal este mai mare dec)t cel normal" ?n anumite +one, fie datorită activităiivulcanice dintr;o eră geologică recentă, fie datorită accesiuni prin fisuri a apei fier-ini de lanivelele de ad)ncime, gradientul geologic este semnificativ mai mare dec)t media, astfel *nc)tse *nregistrea+ă temperaturi de /1%;01% @' la ad)ncimi de /%%%;&%%% m"

Figura 1. – Temperatura funcţie de adâncime pentru diverse gradiente geotermale;Temperatura presupusă a solului este de 17° C

Fluxul termic terestru mediu al continentelor (i oceanelor este de $1 (i respectiv 7%7 mDm/,

ceea ce, ponderat cu suprafaa lor, *nsemnă o medie de 9C mDm/ 4PollacB et al., 7880:"

5



". BA%ELE ENERGIEI GEOTERMALĂ".1. 'i(!eme ge!ermale

Un sistem geotermal este alcătuit din c)teva elemente principale o sursă de căldură,un re+ervor, un fluid purtător care asigură transportul căldurii, o +onă de re*ncărcare (i o rocă

av)nd rolul de a sigila acviferul" ursa de căldură poate fi o intru+iune magmatică de foarte*naltă temperatură 4 $%% @': care a a>uns la ad)ncimi relative reduse 41;7% Bm: sau, *nanumite sisteme de temperatură >oasă, temperatura normală a Păm)ntului, care, a(a cum s;ae<plicat anterior, cre(te odata cu ad)ncimea" .e+ervorul este un volum de roci permea-ile dincare fluidul purtător 4apă sau a-ur: e<trage căldura" .e+ervorul este *n general acoperit fie destraturi impermea-ile sau de roci a căror permea-ilitate redusă se datorea+ă fenomenului deauto;sigilare care constă *n depunerea de minerale *n porii rocilor" .e+ervorul este conectat lao +onă de re*ncărcare superficială prin care apele meteorice pot să *nlocuiască fluidele care

părăsesc re+ervorul prin i+voare sau prin e<tracie la fora>e" Fluidul geotermal este apa, *nma>oritatea ca+urilor apa meteorică, *n fa+ă lichidă sau ga+oasă, *n funcie de temperatură (i

presiune" Apa transportă adesea, *mpreună cu su-stane chimice (i ga+e, cum ar fi '=/, /,

etc" Figura / este o repre+entare simplifiată a unui sistem geotermal ideal"!ecanismul care stă la -a+a sistemelor geotermale este guvernat *n general de

convecţia fluidelor " 'onvecia apare datorită *ncăl+itii (i e<pansiunii termice a fluidelor *ntr;un c)mp gravitaional" Fludiul *ncăl+it de mică densitate tinde să se ridice (i sa fie *nlocuit deun fluid mai rece, de densitate mare, venind de la marginea sistemului" 'onvecia, prin naturasa, tinde să crească temperatura *n partea de sus a sistemului, *n timp ce temperatura *n parteainferioară scade 4Dhite, 78C0:" Fenomenul descries mai sus poate părea foarte simplu, dar sistemele geotermale apar *n natură *ntr;o varietate de com-inaii de caracteristici geologice,fi+ice (i chimice, d)nd astfel na(tere mai multor tipuri de sisteme"

Figura 2. – epre!entare sc"ematică a unui sistem geotermal ideal

6



3. UTILI%AREA RE'UR'ELOR GEOTERMALE

Generarea de energie electrică este cea mai importantă utili+are a resurselor geotermale de presiune *naltă 4 71% @':" .esursele de temperatură medii (i >oasă sunt

potrivite pentru diverse aplicaii" 2iagrama 6indal clasică 46indal, 78C0: arată utili+ările

posi-ile ale fluidelor geotermale la diferite temperature 4figura 0:" Fludiele la temperaturi su-/% @' sunt rar utili+ate (i *n condiii foarte particulare, sau *n aplicaii de gen pompă decăldura"

Figure #. – $tili!ările posi%ile ale fluidelor geotermale &derivată din 'iagrama (indal) 1*7#+

3.1. U!ili*$ri #en!ru +nc$l*ire direc!$

?n ca+ul temperaturilor mai mici de 8% @', apele geotermale pot fi folosite mai degra-ădirect, dec)t pentru conversia la energie electrică" 'ele mai cunoscută formă de utili+are este

pentru *ncăl+irea spaiilor, aplicaii pentru agricultură, acvacultură (i unele utili+ăriindustriale" ')nd tempertaura apei este mai mică de &%@', se utili+ea+ă pompele de căldură

pentru *ncăl+irea sau răcirea spaiilor" 2acă nu este dispo-i-ilă apa su-terană, atunci pompelede căldură pot fi com-inate cu schim-ătoare de căldură cu păm)ntul"

7



7rinci#iile de funcinare ale #m#elr de c$ldur$

= pompă de căldură 4figura &: este o ma(ină termică ce permite e<tracia căldurii dinsu-sol (i din acvifer la ad)ncimi mici 4+eci sau sute de metri:, aflată la temperaturi mici (itransferul acesteia la temperaturi mai *nalte către mediul ce tre-uie *ncăl+it" Avanta>ul

pompelor de căldură se leagă de faptul că, pentru fiecare unitate de energie electricăconsumată, sunt o-inute apro<imaiv trei unităi de energie su- formă de căldură, cucontri-uia apei geotermale"

?n ca+ul răcirii, căldura este e<trasă din spaiu (i disipată *n Păm)ntH *n ca+ul *ncăl+irii,căldura este e<trasă din Păm)nt (i pompată *n spaiu"

= pompă de căldură este guvernată de acelea(i limitări ale celui de al doilea principiual termodinamicii 4orice transformare de energie implică o disipare a unei pări su- formă decăldură cu temperatură scă+ută, care nu mai poate fi utili+ată: ca orice alt motor termic (i deaceea o eficienă ma<imă poate fi calculată pornind de la ciclul 'arnot" Pompele de căldurăsunt *n mod normal caracteri+ate printr;un coeficient de performană care repre+intă raportuldintre puterea de *ncăl+ire a acesteia (i puterea electrică a-sor-ită de la reea"

Figura ,. – -ompa de căldură geotermală

3.". Generarea de elec!rici!a!e

Energia geotermală de entalpie *naltă este utili+ată cel mai frecvent pentru producereea

de energie electrică" istemul geotermal tipic utili+at pentru producerea energiei electricetre-uie să producă apro<imativ 7% Bg de a-ur pentru a produce o unitate 4BDh: deelectricitate" Producerea de electricitate *n cantităi mari, de ordinul a sute de mega3atti,necesită producerea unor volume mari de fluid" Astfel, un aspect al sistemelor geotermale esteacela că el tre-uie sa conină mari cantităi de fluid la temperaturi *nalte sau un re+ervor care

poate fi re*ncărcat cu fluide care sunt *ncăl+ite ca contactul cu rocile"'ele trei tiprui de -a+ă de instalaii de generare a energiei electrice sunt 'entralele cu

ciclu -inar, centrale uscate” (i centrale flash”, atunci c)nd presiunea asupra apei fier-ini 4*nmod u+ual peste: este redusă" Producerea de energie electrică *n fiecare tip de instalaiedepinde de temperaturile (i presiunile re+ervorului, (i fiecare tip produce impacturi de mediudiferite"

'el mai comun tip de centrală la ora actuală este cea flash”, cu sistem de răcire aapei, unde un amestec de apă (i a-ur este produs de către i+vor" A-urul este separat *ntr;un vas

8



desuprafaă (i condus către tur-ină, iar tur-ina antrenea+ă un generator" ?ntr;o instalaieuscată, a-urul a>unge direct de la re+ervorul geotermal la tur-ina care antrenea+ă generatorul(i nu este necesară o separaie pentru că i+vorul produce doar a-ur" Figura 1 pre+intă oinstalaie flash (i una uscată"

Figure – 'iagramele centralelor flas" /i uscate

Progresele recente *n tehnologiile geotermale a făcut posi-ilă producere de energieelectrică, *n condiii avanta>oase din punct de vedere economic (i resurse geotermale de >oasătemperatură, de 7%% @' ; 71%@'" 'unoscute ca centrale geotermale -inare”, aceste instalaiireduc emisiile datorate energiei geotermale aproape la +ero"

?n procesul -inar, apa geotermală *ncăl+e(te un alt lichid, cum ar i+o-utanul 4cel maiadesea n;pentan:, care fier-e la o temperatură mai >oasă dec)t apa (i are o presiune de vaporimare la temperature >oase, *n comparaie cu a-urul" 'ele două lichide sunt inute completseparate prin utili+area unui schim-ător de căldură pentru a reali+a transferul de energie

termică de la apa geotermală la fluidul de lucru" 'el de al doilea fluid trece, se vapori+ea+ă (ise transformă *n vapori ga+o(i (i fora vaporilor *n e<pansiune pune *n mi(care tur-ine careantrenea+ă generatoarele" Prin selectarea fluidului secundar potrivit, se pot proiecta sisteme

-inare pentru a utili+a fluide geotermale cu temperaturi cuprinse *ntre 91;7C% @'" 6imitasuperioară depinde de sta-ilitatea termică a fluidului -inar organic, iar limita inferioară defactori tehnico;economici su- această temperatură dimensiunea schim-ătoarelor de căldurănecesare ar face procedeul ne;economic"

Un e<emplu de sistem -inar este ciclul Jalina *n care ca agent de lucru este folosită osoluie apoasă pe -a+ă de amoniac" Autorii acestuia susin că ciclul măre(te eficiena uneicentrale geotermale cu /% K &% L (i reduce costurile de construcie ale centralei cu /% K 0% L,*n plus scă+)nd costul generării puterii geotermale"

2acă centrala geotermală utili+ea+ă răcirea cu aer, fluidele geotermale nu fac niciodatăcontact cu atmosfera *nainte de a fi pompate *napoi *n re+ervorul geotermal su-teran, ceea cereduce emisiile la +ero" 2e+voltată *n anii M9%, această tehnologie este de>a *n centralegeotermice din lume" 'apacitaea de a utili+a resurse cu temperaturi >oase cre(te numărul dere+ervoare geotermale care pot fi utili+ate pentru producerea de energie" Figura $ *nfăi(ea+ă ocentrala -inară"

9



Figure 0. – Centrală termică cu ciclu %inar

'u tehnologia actuală, este de a(teptat ca centralele electrice geotermale să poatăgenera energie electrică la temperaturi ale sursei de apro<imativ 7%% @', aflate la o ad)ncimede apro<imativ & Bm sau mai puin" Pentru ca o resursă să poată fie e<ploatată la temperaturăminimă, tre-uie ca resursa să fie relative superficială" 2e asemenea, pentru ca o sursă să poatăfi e<ploatată la ad)ncimi de apro<imativ & Bm, temperature tre-uie sa fie relative mare, astfelace(ti doi parametri se compensea+ă reciproc" ?n plus, dimensiunea resursei, productivitateai+vorului (i ali factori pot influena via-ilitatea economică"

-. ERETĂRI ALE RE'UR'ELOR GEOTERMALEIdentificarea unui re+ervor geotermal este o activitate comple<ă care constă din

diferite fa+e, pornind de la e<plorarea suprafeei unei +one date" Aceasta constă din evaluarea preliminară a manifestărilor geotermale curente 4i+voare de apă fier-inte, fumarole, >eturi dea-ur, gei+ere etc":, urmată de investigaii geologice, geochimice, geofi+ice (i de forarea unor

puuri de e<plorare 4c)teva sute de metri ad)ncime:, pentru a măsura temperature 4gradientul

geotermal: (i pentru a evalua flu<ul de căldură terestru"Interpretarea datelor colectate va sugera locul unde tre-uie se fac e<plorări laad)ncime, prin forarea de puuri 4chiar la ad)ncimi mai mari de &%%% m: care vor confirmae<istena fluidelor geotermale" ?n ca+ul unor re+ultate po+itive, c)mpul geotermal care a fostidentificat va fi e<ploatat prin forarea unui număr suficient de puuri pentru producerea defluid geotermal 4apă fier-inte sau a-ur:"

-.1. Me!de de e0#lrare

=-iectivele e<plorării geotermale sunt următoarele 46um-, 7897:7" Identificarea fenomenului geotermal"

/" Nerificarea e<istenei unui c)mp de producie geotermal"0" Estimarea dimensiunii resursei"&" 2eterminarea tipului de c)mp geotermal"1" 6ocali+area +onelor productive"$" 2eterminarea coninutului de energie temică a fluidelor care va fi o-inută prin

forarea puurilor *n c)mpul geotermal"C" ta-ilirea unui set de date de -a+ă, *n raport cu care se vor compara re+ultatele

monitori+ării ulterioare"

10



-.1.1. Da!e de in!rare nece(are

Toate datele geologice, geofi+ice (i geochimice tre-uie sa fie colectate" Studiile

geologice şi hidrogeologice constituie punctul de pornire al oricărui program de e<plorare,av)nd ca principal scop identificarea locaiei (i dimensiunii +onelor care merită să fie

investigate mai *n detaliu (i recomandarea celor mai potrivite metode de e<plorare a acestor +one" tudiile geologice (i hidrogeologice au un rol important *n toate fa+ele cercetăriigeotermale" Ele furni+ea+ă informaii de -a+ă pentru interpretarea datelor o-inute cu altemetode de e<plorare (i, *n final, pentru reali+area unui model realistic al sistemului geotermal(i evaluarea potenialului resursei"

Studiile geochimice 4inclusiv geochimia i+otopilor: sunt un mi>loc util de a determinadacă sistemele geotermale sunt sisteme dominate de apă sau de vapori, de a estimatemperatura minimă a(teptată la ad)ncime, de a estima omogenitatea alimentării cu apă, de adeduce caracteristice chimice ale fluidului de ad)ncime (i de a determina sursa de apă dere*ncărcare"

Informaii valoroase se pot o-ine (i *n ceea ce prive(te tipul pro-lemelor care pot

apărea *n timpul fa+ei de rein>ecie sau *n timpul utili+ării instalaiei 4de e<emplu modificări *ncompo+oia fluidului, coro+iunea evilor sau a instalaiilor, impact asupra mediului: (i amodului *n care pot fi evitate sau com-ătute aceste pro-leme" tudiile geochimice constau *nrecoltarea (i anali+a chimică (i i+otopică a apei (i a ga+ului din +one cu manifestaregeotermală 4i+voare fier-ini, fumarole etc": sau efectuarea de puuri *n +ona studiată" ?ntruc)tcercetările geochimice furni+ea+ă date importante pentru planificarea e<poatării, iar costurilesunt relativ reduse comparativ cu alte metode mai sofisticate, cum ar fi studiile geofi+ice,tehnicile geochimice ar tre-ui utili+ate c)t mai mult posi-il *nainte de a recurge la metode maiscumpe"

Oonele geotermale ar tre-ui anali+ate mai departe aplic)nd tehnici geofi+ice4gravimetrie, teste magnetice (i electrice, anali+a chimică a apei calde, etc:, pentru a locali+are+ervoarele specifice, sursa de fluid geotermal"

naliza geofizică are scop determinarea indirectă, de la suprafaă sau de la intervale dead)ncime apropiate de suprafaă, a unor parametri fi+ici ai formaiunilor geologice dead)ncime"

Ace(ti parametri fi+ici incud temperatura 4măsurarea temperaturii:H conductivitatea electrcă 4metode electrice (i electromagnetice:H vite+a de propagare a undelor elastice 4studii seismice:H densitatea 4anali+e gravitaionale:H suscepti-ilitatea magnetică 4metode magnetice:"

Unele dintre aceste tehnici, cum ar fi cele magnetice, seismice sau gravitaionale, care *n modtradiional sunt folosite *n industria petrolieră pot să ofere informaii valoroase despre forma,dimensiunea, ad)ncimea (i alte caracteristici importante ale structurilor geologice dead)ncime care ar putea constitui un re+ervor geotermal, dar ele oferă puine indicaii despre

posi-ilitatea ca aceste structuri să conină fluidele care sunt principalul o-iectiv al anali+ei"

2in acest motiv, aceste metodologii sunt mai potrivite pentru definirea detaliilor *nfa+a finală a e<plorării, *nainte de a fora puuri de e<plorare" Informaii despre e<istenafluidelor geotermale *n structurile geologice pot fi o-inute cu a>utorul prospectărilor electrice(i electromagnetice, care sunt mult mai sensi-ile dec)t orice alte tipuri de anali+e, *n ceea ce

prive(te pre+ena acestor fluide (i variaiile de temperaturăH aceste două tehnici au fost

aplicate pe scară largă, cu re+ultate satisfăcătoare" Tehnicile de anali+ă termică 4măsurători de

11



temperatură, determinarea gradientului geotermal (i a flu<ului de căldură terestră: pot să ofereadesea o -ună apro<imare a temperaturii la v)rful re+ervorului"

Forarea de puţuri exploratorii repre+intă fa+a finală a oricărui program de e<ploraregeotermală (i este singura metodă prin care se determină caracteristicile reale ale re+ervoruluigeotermal (i astfel se poate evolua potenialul acestuia 4'om-s (i !uffler, 78C0:" 2atele

oferite de puurile e<ploratorii ar tre-ui să poată verifica ipote+ele (i modelele ela-orate care+ultat al e<plorării de suprafaă (i să confirme faptul că re+ervorul este productiv (i conineo cantitate suficientă de fluide, av)nd caracteristici adecvate pentru utili+area urmărită"

A(adar, forarea de puuri este o operaiune foarte delicată" E<plorările geotermale sereali+ea+ă printr;o secvenă de c)iva pa(i

studiu asupra condiiilor termale prin colectarea informaiilor legate de flu<ul decăldură (i hăriH studiu asupra hărilor hidro;geologice pentru evaluarea distri-uiei resurselor de apăsu-teranăH forarea de puuri pentru e<tracia fluidelor"

Qumai după ce e<plorările de suprafaă au arătat că e<istă un potenial e<ploata-il, se poate

trece la forarea puurilor"

-.1.". U!ili*area (i(!emelr infrma!ice gegrafice #en!ru reali*area 2$rilr de#!enial

istemul informatic geografic 4GI: este cea mai eficientă tehnologie pentru procesarea datelor (i informaiilor spaiale" Acesta este un sistem de gestiune, anali+ă (iafi(are a informaiilor geografice" Prin informaii geografice se *nelege orice set de date sauinformaii care poate fi utili+at pentru a modela geografia 4de e<emplu caracteristicile (iactivităile suprafeei terestre:"

pus *ntr;un mod simplu, sistemele GI sunt metode computeri+ate create pentrure+olvarea pro-lemelor terestre" 2ate despre o-iecte din lumea reală sunt stocate *ntr;o -a+ăde date (i plasate *n mod dinamic pe o hartă care afi(ea+ă repre+entări grafice ale o-iectelor din lumea reală"

Un GI constă din cinci componente principaleR PersonalH e<peri speciali+ai *n GI,R 2ateH din care vor fi o-inute informaiile" Acestea pot fi organi+ate *n -a+e de date

utili+)nd structuri generice GI, numite *n mod comun -a+e de date geo spaiale,R ard3areH Echipament pentru achi+iia, procesarea (i stocarea datelor, pentru

afi(area informaiilor (i pentru pre+entarea re+ultatelor" Acestea includ (i aparatura de teren,cum ar fi GP, sisteme computeri+ate, digiti+oare, plotere etc",

R oft3areH programe speciale pentru manipularea datelor (i reali+area anali+elor spaiale eseniale *n re+olvarea pro-lemelor,R ProceduriH =rgani+area sistematică a proceselor (i a pa(ilor de lucru care tre-uie

parcur(i pentru colectarea, colaionarea (i anali+a datelor, e<tracia informaiilor (idiseminarea cuno(tinelor"

A#licaiile GI' +n 8!iinele gelgice

Tehnologia sistemelor informatice geografice 4GI: repre+intă una dintre cele maimoderne metode de prelucrare -a+ată pe locali+area informaiilor (i datelor" Astfel suntaplicate pe scară largă *n diverse sectoare, cum ar fi modelarea proceselor geologice (igeografice"

Posi-ilitatea de a crea -a+e de date spaiale care repre+intă informaii su- formă demodele, este un aspect foarte important pentru managementul datelor geologice, deoarece cele

12



mai multe date sau informaii sunt repre+entate de evenimete (i *nsu(iri ale Păm)ntului *ntrecare e<istă anumite relaii" Un alt aspect important al tehnologiei GI este legat de

posi-ilitatea de a reali+a geo;procesarea, care repre+intă utili+area unor instrumente tran+itorii4funcii ale programului: pentru a e<trage un nou set de date din -a+ele de date e<istente"Acest lucru include utili+area unor funcii analitice, cum ar fi anali+ele statistice, etc" "Geo;

vi+uali+area este o altă funcie importantă a GI (i repre+intă, pe scurt, vi+uali+area datelor geografice (i descrie multitudinea căilor (i metodelor prin care informaia spaială poate fi pre+entată utili+atorului"

Formatul digital, de cele mai multe ori dinamic, integrat istemelor InformaticeGeografice 4GI:, măre(te capa-ilităile de repre+entare, precum (i varietatea punctelor devedere, *n special *n comparaie cu hările tradiionale de pe suport de h)rtie" 'onceptul degeovi+uali+are este asociat adesea cu posi-ilitatea de a interveni dinamic *n procesul devi+uali+are, ceea ce *i oferă un caracter interactiv" Utili+atorul poate interaciona cu harta (i cudatele care o susin (i fundamentea+ă"

Fiecare sistem de informaii geografice ar tre-ui să poată efectua (ase operaiifundamentale necesare pentru identificarea soluiilor lumii reale" Un GI tre-uie să poată

R colecta dateR stoca dateR interoga dateR anali+a dateR afi(a dateR furni+e+e date de ie(ire?n e<plorarea (i de+voltarea resurselor este un lucru normal să ai de;a face cu o

cantitate mare de dateinformaii din surse multiple"GI''rearea unei -a+e de date geotermale poate să facilite+e compilarea hartilor tematice (i

a studiilor de fe+a-ilitate, etc""

Figura 7. – model 3

'orel)nd diferite nivele ale informaiilor referitoare la o anumită +onă, GI permite omai -ună *nelegere a proceselor sau a factorilor caracteristici" Qumărul de nivele (i calitateainformaiilor utili+ate sunt virtual infinite (i depind de o-iectivele care tre-uie atinse"

13



'aracteristica cea mai importantă a GI o repre+intă capacitatea de a georefereniadatele (i apoi de a atri-ui fiecărui element coorodoantele sale spaiale reale" Principalulo-iectiv al GI este că anali+a datelor să devină o unealtă utili+ată la luarea deci+iilor"

&. UTILI%AREA RE'UR'ELOR GEOTERMALE 4N ROM5NIA

Teoretic, .om)nia are al treilea cel mai mare potenial geotermal din Europa, dupăItalia (i Grecia" ?nsa, *n ceea ce prive(te utili+area sursei geotermale situaia este cea

pre+entată *n figura 9"

Figura 4. – $tili!area energiei geotermale) conform -56) -8 4Sursa !"#, $%&&'

?n ara noastră, resursa geotermală cu cea mai mare entalpie a fost identificată la #ăileTu(nad" 'inci locaii au temperaturi de peste 7%% @'"

14



?n funcie de temperatura *nregistrată la sursele hidrogeotermale 4valorificate prin fora>(i e<tracie: din .om)nia, geotermia de „>oasă entalpie se *nregistrea+ă la ape de ad)ncime4cu temperaturi cuprinse *ntre /1 o' (i $% o': (i, respectiv, geotermia de temperatură medie4„ape me+otermale:, cu temperatura de la $% o' p)nă la ma<imum 7/1 o'" 2e aceearesursele geotermale nu pot fi folosite eficient pentru producerea energiei electrice"

6imita economică de fora> pentru ape geotermale nu depă(e(te, *n general, 0"0%% m (ia fost atinsă numai *n anumite +one 4de e<emplu, -a+inul geotermal #ucure(ti Qord sau

perimetrele nagov K #alote(ti:"Apele geotermale din ara noastra sunt ape geotermale cantonate *n straturisedimentare, caracteri+ate prin presiuni mici (i *ncăl+iri modeste" Ele conin *n principal

-iocar-onai, sulfai, cloruri, hidrocar-uri *n stare li-eră (i di+olvată" Pentru apele dinstraturile sedimentare se folosesc următoarele procedee de tratare"

2ouă companii rom)ne(ti sunt implicate *n pre+ent *n proiecte geotermale" F=.A2ES"A", din #ucure(ti, are concesiuni at)t pentru e<plorare, c)t (i pentru e<ploatare are+ervoarelor geotermale din >umătatea de sud a .om)niei 4#anat, Nalea =ltului K >udeulN)lcea (i nordul #ucure(tiului:" Transge< "A", din =radea are concesiuni de e<plorare (ie<ploatare pentru re+ervoarele geotermale locali+ate *n partea de vest a .om)niei 4*n special*n >udeul #ihor:"

E<istă peste /1% de puuri forate la ad)ncimi de 9%%;01%% m, care indică pre+enaresurselor geotermale de >oasă entalpie 41% K 7/% @':, *n 8 +one geotermale, C *n partea de

15



vest (i 0 *n partea de sud a ării" .e+ervele identificate, unde sunt de>a forate puuri, suntestimate la peste /%% P pentru următorii /% de ani" ?nsă potenialul tehnic a fost estimat laapro<imativ $ Tan"

Puterea totală instalată a puurilor de>a e<istente este de apro<" 11% !Dt 4pentru otemperatură de referină de /1 @':"

Principalele utili+ări directe ale energiei geotermale sunt *ncăl+ire 08,CLH -ăi termale0/,/LH *ncăl+irea serelor 7C,7LH caldură de proces industrială 4uscarea lemnului (i aseminelor, pasteuri+area laptelui, prelucrarea inului: 9,CLH piscicultură (i cre(tereaanimalelor /,0L"

Apro<imativ 1% de puuri sunt utili+ate pentru -a+ine cu apă termală pentru recreeresau medicinale *n 7$ centre PA care au capacitate de peste 91%%%% de persoane pe an"

UNITĂ9I DE MĂ'URĂ:a!! ;:< Unitate de masură a puterii, echivalent cu 7 oule de energie utili+ată pe

secundă=:e Jilo3atti electrici Kunitate de putere electrică echivalentă cu 7%0 Datt

Mega>a!! ;M:< Unitate de măsură a puterii, egală cu o mie de Bilo3att sau unmilion de 3att

G? Giga>oule K unitate de energie, egală cu 7%8 oule7? Peta>oule K unitate de energie, egală cu 7%71 oule

Gl(ar

Energia ge!ermal$

Ac@acul!ur$

're(terea pe(tilor (i a altor organisme ce trăiesc *n apă dulce sau sărată" Apageotermală este folosită pentru a accelera cre(terea pe(tilor, creveilor (i a aligatorilor" 2intretoate ările, 'hina, este pro-a-il ara *n care acvacultura este cea mai de+voltată"

Ac@iferUn depo+it de roci permea-ile ecranat la partea inferioră cu un strat de impermea-il

capa-il să *nmaga+ine+e cantităi importante de apă" ?n America acviferele asigură un procentde $%L din apa pota-ilă" u-teran acviferele cu apă fier-inte (i a-ur sunt denumite re+ervoaregeotermale"

Agricul!ur$'re(terea de plante, flori, copaci, cereale (i altor culture" erele pot fi *ncăl+ite cu apă

fier-inte de la re+ervoarele geotermale" ?n unele locuri, conducte de apă caldă sunt *ngropatesu- păm)nt" 'ăldura geotermală poate fi folosită (i pentru uscarea recoltelor"

A#$ ge!ermal$Apă *ncăl+ită *n mod natural de căldura din interiorul Păm)ntului"ArdereArderea unei material ga+os, lichid sau solid *n care com-usti-ilul o<idea+ă,

produc)nd căldură (i lumină"en!rala elec!ric$'entrala produce electricitate utili+)nd tur-ine si generatoare"en!ral$ elec!ric$ ge!ermal$Instalaie ce utili+ea+ă a-uri din sursa geotermală sau căldura pentru a pune *n

funciune tur-ina pentru producerea energiei electrice" E<istă trei tipuri de instalii *n care sefolose(te resursa geotermală la temperaturi diferite a-ur uscat, flash (i -inar"

16



nden(areTrecerea din stare ga+oasă *n stare lichidă" 'entralele electrice geotermale cu răcirea

apei, folosesc turnuri de răcire pentru a răci (i condensa a-urul, folosind apoi apa pentru a oin>ecta *napoi *n re+ervor" ?n centralele electrice -inare, lichidul organic este vapori+at 4cucăldura din apa geotermală: pentru a pune *n funciune tur-ina, apoi răcit (i condesat *napoi *n

lichid reciclat din nou (i din nou *ntr;un ciclu *nchis"nducieTransferul de căldură re+ultat din contactul direct, din moleculă *n moleculă fără

transport de su-stană" 'ăldura din apa geotermală, poate fi transferată prin conducie dee<emplu prin plăci de metal sau evi pentru *ncăl+irea apei dintr;un sistem de termoficare saua lichidului organic *n ca+ul centralelor electrice -inare"

Decan!r nri'aracteristică a suprafeei termale atunci c)nd nu e<istă apă suficientă pentru a

*ntreine un ghei+er sau un i+vor termal" ?n urma interaciunii dintre a-urul (i vaporii de ga+cu rocile re+ultă nămol"

Di0id de car6n ;O"<

Gas produs *n urma arderii com-usti-ililor fosili (i a altor su-stane" '=/ de asemeneaapare *n mod natural *n cantităi mari din magma topită, re+ultată din erupia e<plo+ivă avulcanilor" Ne+i efectul de seră"

Energie radian!$. 'ur(e de energie regenera6il$Energie 4căldură: transferată prin ra+e sau unde, *n mod special unde

elerotromagnetice, prin spaiu (i alte medii" .adiaia este o sursă care poate fi folosităcontinuu fără să se epui+e+e 4deoarece se regenerea+ă singură *ntr;o anumită perioadă detimp:" E<emplele includ apa 4hidro de mică putere:, (i energia eoliană, energia solară (ienergia geotermală"

a*ele a#eiTrecerea apei dintr;a fa+ă *n alta" Trecerea de la gheaă la lichid este procesul de

topireH procesul invers este *ngheare" Trecerea de la lichid la ga+ este evaporare i produsulș

este format din vapori de apăH trecerea de la vapori de apă la lichid este numită condesansa ie"ț

Evaporarea (i condensaia este procese importante *n fenomenul geotermal (i pentrutehnologia geotermală"

Ga* na!uralAmestec de ga+e 4preponderant metan:, prins *n su-teran, *n anumite locuri fiind

aproape de suprafaa Păm)ntuluiH este un com-usti-il fosil"G2ei*erI+vor natural de apă fier-inte, care i+-ucne(te *n aer la mare *nălimeH unele ghei+ere

i+-ucnesc *n mod intermitent"

idr!ermalidro *nsemna apă iar termal *nseamnă căldură" 'uv)nt cu cuv)nt hidrotermal*nseamnă apă fier-inte" .e+ervoarele de a-ur (i apă fier-inte sunt re+ervoare termale".esursele de rocă fier-inte (i magmă nu sunt considerate resurge hidrotermale"

I*@r !ermalI+vor natural cu temperatura apei mai ridicata dec)t temperatura corpului uman, ce

poate fi adunată *n -a+ine sau lăsată sa curgă *n r)uri" Este un fenomen geotermalMie*ul ;e0!erir 8i in!erir<Este centrul e<trem de fier-inte al Păm)ntului" !ie+ul e<terior este pro-a-il format

din metale topite (i este locali+at la o ad)ncile de 17%% Bm 40/%% mile:H mie+ul interior esteformat din metale solide (i este *n centrul păm)ntului la apro<imativ $&%% Bm 4&%%% mile:

ad)ncime"

17



Minerali*a!'onine mineraleH de e<emplu, apa geotermală minerali+ată conine minerale di+olvate

din interiorul Păm)ntului"MleculeParticule e<trem de mici din care sunt formate su-tanele"

O0i*i de a*! ;N0<Format *n urma com-ustieiH apare ca un nor gal-en;maroniuH irită plam)nii (i provoacă -oli de plam)ni, duce la formarea de o+on 4este dăunător pentru straturile inferioare aleatmosferei, dar este necesar pentru protecia faă de ra+ele UN *n straturile superioare aleatmosferiei:"

O0i*i de (ulf ;'O0<CEste un ga+ *nepător (i incolor 4include dio<idul de sulf =/:H format *n primul rand

*n urma arderii com-usti-ililor fosiliH (i poate daună căilor respiratorii (i plantelor (ianimalelor"

7li acide Qume folosit *n mod frecvent pentru orice tip de precipitaie 4ploaie, ninsoare,

lapoviă, grindină, ceaă: av)nd o mare contitate de acid sulfuric (isau acid a+otic sau av)ndun p mai mic dec)t 1,$" ?n mod normal ploaia are un p cuprins *ntre valorile 1,$; 1,C"Acumularea de aci+i *n lacuri (i r)uri d)unea+ă sau omoară plantele (i animalele" Ploile acide,de asemenea, dereriorea+ă materialele de construcii (i e<trag din nutrieni sol determin)ndastfel pagu-e culturilor" 'entralele electrice pe com-usti-ili fosili sunt o sursă ma>oră de ploiacide"

7m#$ de c$ldur$ ge!ermal$ ;(ur($ (u6!eran$<istem de *ncăl+ire (isau climati+are care folose(te căldura stocată *n Păm)nt"

Pompele de căldură geotermale au avanta>ul unei temperaturii aproape constante pe toată perioada anului la doar c)iva Bm ad)ncime su-teran, *n mod normal cu o temeratură maimare dec)t cea a aerului iarna (i o temratură mai scă+ută vara"

7re(iuneFora e<ercitată asupra unei anumite suprafee" Atmosferă e<ercită o presiune pe

suprafaa Păm)ntului, iar straturile de rocă e<ercită presiune pe straturile următoare"Re(ur($ ge!ermal$

'ăldură naturală, apă fier-inte (i a-ur din interiorul Păm)ntului" Re*er@r ge!ermal

Nolum mare de apă fier-inte (i a-ur su-teran cuprins *n roca fier-inte (i poroasă" Apafier-inte geotermală din re+ervor ocupă doar /;1L din volumul re+ervorului, *n interior fiindo temperatură suficient de ridicată pentru a fi o sursă de enegie" .e+ervoarele geotermale suntuneori acoperite de un strat de rocă impermea-ilă" Unele re+ervoare pre+intă manifestări la

suprafaă cum ar fi de e<emplu i+voarele"'c2im6$!r de c$ldur$Echipament de transfer de căldură prin conducie de la un perete de metal către un

mediu lichid sau ga+os, pentru *ncăl+irea lichidului sau ga+ului de pe partea cealaltă a peretelui de metal" chim-ătoare de căldură sunt de tipul tu-ular, si cu placi"

'caratrat solid e<terior al Păm)ntului, format *n cea mai mare parte din rociH are o grosime

cuprinsă *ntre &,9 K 1$ Bm 40;01 mile: (i cuprinde partea cea mai de sus a litosferei 4ve+i placalitosferică:" coara Păm)ntului ne i+olea+ă de interiorul fier-inte al acestuia"

'i(!em ce !ermficare cen!rali*a!istem de termoficare care asigură *ncăl+irea unui număr mare de clădiri, alimentat

printr;o centrală comună" 6a sistemele geotermale centrali+ate unul sau mai multe puuri suntsuficiente pentru *ntreg sistemul"

18



'nd$ de ineciePu prin intermediul căruia este reintroduce apa re+iduală *n re+ervorul su-teran"

Instalaia de producerea de energie geotermală (i sonda de in>ecie sunt alcătuite din evistratificate una *n alta (i cimentate *n păm)nt (i *ntre ele" Această prote>ea+ă acviferele demică ad)ncime a apei pota-ile de apageotermală"

Tran(fer de c$ldur$Transmiterea căldurii" E<istă trei forme de trasnmitere a căldurii prin conducie”,convecie” (i radiaie”"

Tur6ineEste o instalaie cu pale puse *n mi(care de un fluid sau ga+, cum este aerul, a-urul,

apa sau o com-inaie *ntre ele"

19



#i-liografie

7" Eficien ă Energetică i Energii .egenera-ile K Politici suport pentru energie la nivelț ș

local/" !anual K urse regenera-ile de energie, #ucure ti /%7/ș

Autori Prof" Patri+io ignanini, 2l" 'rema Giancarlo, 2na" !icaela 2i Fa+io0" 'entrul pentru Promovarea Energiei 'urate i Eficiente *n .om)nia 4EQE.=:ș

333"enero"ro

20

http://www.enero.ro/

http://www.enero.ro/

Energia Geotermală

Documents

Transcript of Energia Geotermală