Energie geotermicăDe la Wikipedia, enciclopedia liberă

Energia geotermică este o formă de energie regenerabilă obținută din căldura aflată în interiorul Pamântului.

Apa fierbinte și aburii, captați în zonele cu activitate vulcanică și tectonică, sunt utilizați pentru încălzirea

locuințelor și pentru producerea electricității.

Tipuri de centrale geotermale [modificare]

Există trei tipuri de centrale geotermale care sunt folosite la această dată pe glob pentru transformarea puterii

apei geotermale în electricitate: uscat, flash și binar, depinzând dupa starea fluidului: vapori sau lichid, sau

după temperatura acestuia.

centralele uscate au fost primele tipuri de centrale construite, ele

utilizeazăa abur din izvorul geotermal.

centralele flash sunt cele mai răspândite centrale de azi. Ele folosesc apa

la temperaturi de 182° C (360°F) , injectând-o la presiuni înalte în

echipamentul de la suprafață.

centralele cu ciclu binar diferă față de primele două, prin faptul că apa sau

aburul din izvorul geotermal nu vine în contact cu turbina, respectiv

generatorul electric. Apa folosită atinge temperaturi de până la 200 °C (400

°F).

Islanda [modificare]

Radu Dimeca, președintele Rosenc a declarat: ,,Islanda este cea mai cea mai importantă țară din lume care

folosește energia geotermală. La 500 de metri extrag apă de 150 de grade Celsius, iar la 1.000 de metri, 300

grade Celsius. Ei au început exploatarea de 60-70 de ani. Au realizat că în loc să aibă cenușa toxică de

la termocentrale, mai bine folosesc apa caldă de sub ei. Acum 80 la sută din energia lor este din surse

geotermale, iar 12 la sută din alte resurse regenerabile. Aproape toate locuințele din intreaga insula sunt

încălzite cu apa termală, de acolo vine și apa caldă menajeră. Acesta se realizează prin centrale de tratare a

apei deosebit de bogata in minerale, indeosebi sulf, de unde este trimisa prin magistrale catre localitati si

distribuita pana la calorifere. De asemenea, energia electrică este obținută tot din resurse geotermale, prin

folosirea căldurii și a aburilor”.[1]

România [modificare]

Depresiunea Panonică, care în România include Banatul și vestul munților Apuseni, este bogată în zăcăminte

geotermale. Județele Timiș, Arad și Bihor ar putea beneficia. În Timișoara există apă termală de până la 80 de

grade Celsius. Conform unor calcule făcute de cei de la ADETIM, un foraj nou costă între 2-3 milioane de euro,

însă studiile pentru foraj sunt mult mai costisitoare. Echipamentul pentru un oraș precum Jimbolia, unde

specialiștii islandezi au făcut deja o vizită, ar costa peste șase milioane de euro, iar soluțiile cele mai eficiente

pentru atragere de fonduri sunt prin programe europene. [2]

Note [modificare]

ENERGIA GEOTERMALA

ENERGIA GEOTERMALA reprezinta caldura continuta in fluidele si rocile subterane. Este nepoluanta, regenerabila si

poate fi folosita in scopuri diverse: incalzirea locuintelor, industrial sau pentru producerea de electricitate.

Utilizarea directa

Rezervoarele geotermale, care se gasesc la cativa kilometri in adancul scoartei terestre, pot fi folosite pentru incalzire

directa, aplicatii ce poarta numele de utilizare directa a energiei geotermale. Oamenii au folosit izvoarele calde inca de acum

cateva mii de ani, pentru furnizarea apei de imbaiere sau gatit. Astazi, apa izvoarelor este captata si utilizata in statiunile

balneare.

In sistemele moderne, se construiesc fantani in rezervoarele geotermale si se obtine un flux continuu de apa fierbinte. Apa

este adusa la suprafata printr-un sistem mecanic, iar un alt ansamblu o reintroduce in put dupa racire, sau o evacueaza la

suprafata.

Aplicatiile caldurii geotermale sunt foarte variate. Ele includ incalzirea locuintelor (individual sau chiar a unor intregi orase),

cresterea plantelor in sere, uscarea recoltelor, incalzirea apei in crescatorii de pesti, precum si in unele procese industriale,

cum este pasteurizarea laptelui.

Pompe termice

Primii trei metri ai scoartei terestre au o temperatura constanta de 10°-16°C. Precum intr-o pestera, temperatura aceasta e

putin mai ridicata decat a aerului din timpul iernii si mai scazuta decat a aerului vara. Pompele geotermale se folosesc de

aceasta proprietate pentru a incalzi si raci cladirile.

Pompele termice geotermale sunt compuse din trei parti: unitatea de schimb de caldura cu solul, pompa termica propriu-zisa

si sistemul de alimentare cu aer. Unitatea de schimb este un ansamblu de tevi aranjate in spirala, ingropat in partea

superioara a scoartei terestre in apropierea cladirilor. Un fluid - de regula apa sau o solutie de apa si antigel - circula prin

tevi si absoarbe sau cedeaza caldura solului.

Iarna, pompa transmite caldura acumulata de fluid in cadrul sistemului de alimentare cu aer. Vara, procesul este inversat, iar

caldura eliminata din interiorul cladirii poate fi folosita la incalzirea apei, constituind o sursa gratuita de apa calda.

Asemenea utilaje folosesc mult mai putina energie comparativ cu sistemele clasice de incalzire si sunt mult mai eficiente

pentru racirea locuintelor. Pe langa faptul ca economisesc energie si bani, ele reduc poluarea.

Generarea de electricitate

Energia geotermala are un potential urias pentru producerea de electricitate. Aproape 8000 MW sunt produsi de-a lungul

mapamondului. Tenhologia de azi utilizeaza resursele hidrotermale, dar, in viitor, poate vom putea folosi caldura continuta in

adancul scoartei terestre in roci uscate, sau chiar cea din magma.

In ziua de azi exista doua tipuri de uzine electrice geotermale: binare si pe baza de aburi.

Uzinele pe baza de aburi folosesc apa la temperaturi foarte mari - mai mult de 182 °C. Aburul e obtinut dintr-o sursa directa

sau prin depresurizarea si vaporizarea apei fierbinti. Vaporii pun in functiune turbinele si genereaza electricitate. Nu exista

emisii toxice semnificative, iar urmele de dioxid de carbon, dioxid de azot si sulf care apar sunt de 50 de ori mai mici decat in

uzinele ce utilizeaza combustibili fosili. Energia produsa astfel costa aproximativ 4-6 centi/KWh.

Uzinele binare utilizeaza apa la temperaturi mai mici, intre 107 si 182 °C. Apa fierbinte isi cedeaza energia termica unui fluid

secundar, cu punct de fierbere scazut - cel mai adesea se utilizeaza hidrocarburi inferioare precum izobutanul sau

izopentanul -, cu ajutorul unui sistem de schimb al caldurii. Fluidul secundar se evapora si pune in miscare turbinele, iar apoi

e condensat si readus intr-un rezervor. Deoarece uzinele binare se bazeaza pe un ciclu intern, nu exista nici un fel de emisii.

Electricitatea produsa astfel costa de la 5 pana la 8 centi per KWh. Ele sunt mai des intalnite decat cele pe baza de aburi.

Desi uzinele geotermale se aseamana destul de mult cu uzinele traditionale, ele prezinta si dificultati speciale: gaze si

minerale necondensabile in fluidul utilizat, utilizarea de hidrocarburi, absenta apei de racire utilizata in condensare.

Ce putem face in Europa

Se poate estima ca pana in anul 2030-2050, noile tehnologii din domeniul energiei geotermale vor permite o productie

semnificativa de electricitate in multe tari care nu sunt considerate azi ca avand resurse geotermale importante.

Europa, per total, va putea produce pana la 10-20% din cererea energetica astfel, cifra comparabila cu capacitatea

centralelor nucleare existente. Un studiu facut de Shell sugereaza ca exploatarea celor mai mari resurse geotermale de pe

continent poate echivala programul nuclear actual (40-80 GW).

DESPRE NOI  DOTARI  APLICATII  PRETURI  REFERINTE

PRODUSE

SISTEME SOLARE TERMICE

POMPE DE CALDURA

GENERATOARE EOLIENE

BOILERE

FANCOIL (VENTILOCONVECTOARE)

FORAJ GEOTERMIC

TEHNICA INSTALATIILOR GEOTERMALE

Colectorul de sol. Tevi din polietilena se aseaza la o adancime de circa 1,2 m - 1.7 m.

• Colector sant

   

Colectorul de sant are o structura asemanatoare cu a colectorului de sol, insa intr-un sant se asaza mai multe tevi paralele, astfel reducandu-se volumul de sapaturi.

  

 

Si aici se sapa doar un sant, in care se aseaza o teava spiralata.

Sisteme geotermale verticale :

   

Sondele geotermale sunt metoda cea mai des utilizata pentru utilizarea caldurii Pamantului. Numele de fapt este inexact, deoarece cu o sonda geotermica se poate extrage nu numai cadura, dar si frig din sol. Se folosesc sonde cu adancimi intre 70 si 350 m. Diametrul conductelor variaza intre 25 si 40 mm. Despre cit costa o sonda geotermala vezi "foraj geotermic".

  

• Pilon de energie

  

  Daca din cauza solului este necesara asezarea constructiei pe piloni, acestia pot fi transformati cu costuri mici in piloni de  

energie. in cazul pilonilor turnati pe santier, fascicole de teava din PE se amplaseaza in armatura inainte de turnarea betonului. in cazul pilonilor batuti, tevile se includ in beton din fabrica. La pilonii turnati centrifugal, fascicolul de tevi poate fi introdus dupa batere in orificiul pilonului.

• Cos de energie

Sonda geotermala in detalii

     

in trecut s-au utilizat diferite variante constructive, dintre aceste s-a impus sonda dubluU. Aceasta rezista la solicitarile care apar la montaj si in exploatare, si la cap sonda poate fi racordata prin elemente standardizate. Pentru coborarea sondei geotermale trebuie folosite greutati care sa contacareze forta ascensionala a polietilenei in apa sau fluidul de foraj. Pot fi utilizate greutati fixate pe talpa sondei sau o tija care apasa pe talpa. incalzireSondele geotermale servesc cel mai des doar pentru incalzire. Nu este de mirare, deoarece majoritatea acestor instalatii se foloseste la case pentru una sau doua familii. Se utilizeaza sonde cu lungimi intre 70 si 350 m. in functie de lungime se utilizeaza un alt diametru al tevii, pentru a reduce pierderea de presiune in sistem. Ca regula orientativa se poate utiliza tabelul.

 

Pierderea de presiune intr-o sonda geotermala trebuie insa privita in ansamblu. Un diametru mai mare inseamna forarea 

unei gauri de diametru mai mare, ceea ce inseamna costuri mai mari si o durata de amortizare mai lunga. Tocmai la sonde mai lungi (peste 300 m) ar fi de fapt logic sa se utilizeze sonde cu diametru de 50 mm. Dar cu tehnica de foraj existenta, forarea unei gauri ar costa asa de mult, incat nu ar fi rentabila. in asemenea cazuri se prefera astazi reducerea vitezei de circulatie a apei in sonda, lucrand cu variatii mai mari de temperatura. Mai multe informatii despre acest subiect gasiti in buletinul informativ „Validarea programului de sonde geotermale si optimizarea lungimii sondei“.in prezent, 40% din toate sondele geotermale instalate sunt cu diametrul de 40 mm. in alte tari, aceasta tendinta nu se manifesta. La case familiale, o sonda mai adanca poate reduce costurile investitiei: Daca este nevoie doar de o singura sonda, nu este nevoie de colector-distribuitor. Cele doua tururi respectiv retururi se leaga printr-o piesa de bifurcatie si se leaga direct la pompa termica. Piesa de bifurcatie se poate utiliza si in cazul instalatiilor cu mai multe sonde, astfel fiind nevoie de colector-distribuitor mai mic si mai ieftin.RacireInstalatii geotermale folosite numai pentru racire sunt relativ rare in prezent. insa potentialul nu este de neglijat. Pe langa climatizarea cladirilor, sistemul poate fi utilizat si pentru racirea proceselor tehnologice. Instalatii experimentale pentru utilizarea „racorii“ Pamantului la racirea proceselor au fost construite deja in anii ’90, si au fost studiate in decursul anilor. Primele instalatii industriale de racire au fost construite in Germania in anul 2002. Geologia joaca un rol important in aceasta utilizare. Straturi de apa in miscare maresc eficienta, facand posibil un transfer mai bun de caldura. in astfel de instalatii se folosesc in principiu sonde mai scurte, pana la 100 m.Incalzire/RacireUtilizarea dubla a sondelor geotermale, pentru incalzire si racire, deci pentru climatizare, castiga tot mai mult teren. Tocmai la cladiri care adapostesc birouri, necesarul de incalzire scade datorita marelui numar de calculatoare, copiatoare, imprimante, corpuri de iluminat. in schimb sarcina de racire este insemnata. Fatadele din sticla mai maresc aceasta sarcina. Prin utilizarea dubla a sondei geotermale se gaseste o solutie avantajoasa acestei probleme. incalzirea se realizeaza printr-o pompa termica. Racirea se face primordial prin procedeul „freecooling“. Numai daca acesta nu face fata, se pune in functiune o pompa termica reversibila. Astfel se reduce la minim consumul de energie primara. Deja se pregatesc foarte multe obiective care vor fi climatizate utilizand caldura Pamantului. Vom prezenta trei din ele. Servicul German de Siguranta Zborurilor (DFS) in Langen, Centrala Casei de Economii din Donaueschingen si Centrul de perfectionare a Bancii nationale Elvetiene in Gerzensee. Obiectivul DFS Langen dispune de cea mai mare instalatie geotermala in Europa Centrala. Cu 154 de sonde cu adancimea de 70 m fiecare, se obtine o capacitate de incalzire de 340 kW. La o putere de 330 kW, instalatia de sonde geotermale asigura necesarul de baza pentru incalzire. Centrala Casei de Economii din Donaueschingen este un obiectiv mult mai mic. Cu 56 de sonde avand adancimea de 100 m, se realizeaza o capacitate de racire de 275 kW. Pompa termica acopera si aici necesarul de baza pentru incalzire, avand puterea de 110 kW. in 2002, la Centrul de Perfectionare a BNE in Grenzensee, instalatia de pompa termica aer/apa a fost inlocuita cu sonde geotermale. S-au instalat 33 de sonde de 145 adancime, racordate la doua pompe termice de cate 135 kW. Se incalzeste o suprafata de 4.900 mp. in plus, prin freecooling, se climatizeaza o sala polivalenta. StocareIn Europa exista deja cateva instalatii de stocare a energiei termice in pamant. Se stocheaza energia solara in pamant, si se foloseste pentru incalzire in cursul anului. Primul obiectiv s-a executat in Neckarsulm-Amorbach (fig. 4). 528 sonde cu adancimea de 30 m stocheaza caldura in 630.000 metri cubi de pamant. Alte instalatii sau construit in Mol (Belgia) cu 144 de sonde si in Anneberg (Suedia) cu 100 de sonde.O instalatie hibrid a fost realizata in Attenkirchen. Partea centrala este un rezervor de apa, inconjurat de 90 de pompe geotermale. Astfel, caldura cedata de rezervor este preluata de sonde. O instalatie de stocare este in curs de proiectare in Elvetia. in instalatiile de stocare pot rezulta temperaturi de peste 90 °C. Cum s-a precizat mai devreme, polietilena nu se mai poate utiliza la aceasta temperatura, s-ar degrada prea repede. De aceea, sondele in acest caz se confectioneaza din polibutena. Piloane de energiePiloanele de energie se utilizeaza ca si sondele geotermale. Daca din cauza solului este necesara utilizarea de piloane, nu are nici un sens sa se foreze alaturi pentru sonde. Piloanele insasi pot fi utilizate direct pentru incalzire si racire. in piloane se incorporeaza tevi din PE. Acesta se realizeaza la confectionarea prefabricatului sau la fata locului pe santier, depinzand de tipul pilonului:• Pilonii de batut se prevad din fabrica cu fascicol de tevi din polietilena. La piloni de diametru mic se va tine seama de raza minima de curbare a tevii din polietilena. • Pilonii de batut turnati centrifugal au un orificiu cilindric in mijloc. Dupa baterea pilonului, in acest orificiu poate fi intodus 

un fascicol de tevi preconfectionat. La sfarsit se umple spatiul cu nisip cuartos. • in cazul pilonilor turnati pe santier sau forati, armatura se prevede cu tevi din PE inainte de asezare pe pozitie. Capetele tevilor la partea de sus a pilonului se protejeaza printr-un tub de protectie. Pe langa piloni, si palplansele pot fi utilizate in scop energetic.La piloni de energie se va acorda atentie deosebita razelor de incovoiere. O raza prea mica poate duce la ruperea tevii, deci la scoaterea din functiune definitiv a pilonului de energie. La piloni de diametru mic se pot utiliza piese speciale de intoarcere. in acest context se vorbeste despre fascicol de tevi pentru piloni de energie.

O sonda geotermala instalata corect are o durata de functionare de 100 de ani. insa in majoritatea cazurilor, conductele si distribuitoarele nu se calculeaza pentru o astfel de durata, desi ar fi posibil. Adesea se utilizeaza materiale si elemente de legatura care nu satisfac in totalitate cerintele pentru utilizare in circuit de sola. Si azi se utilizeaza frecvent distribuitoare produse pentru sisteme de incalzire, in circuitele de sola. Acestea nu sunt proiectate corespunzator din punct de vedere hidraulic, si nici nu rezista la condensat. Adesea trebuie inlocuite dupa 15 ani, pentru ca nu mai sunt etanse. Exista piese speciale confectionate din materiale plastice, elaborate pentru circuite de sola. Acestea au o sectiune destul de mare ca sa nu provoace caderi de presiune la debite mari. Sunt confectionate din polietilena, acelasi material din care se confectioneaza sondele si conductele de transport. Durata de viata a acestora se poate calcula la 100 de ani. Pentru sonde mai mici se utilizeaza distribuitoare cu diametrul de 53 mm. De la 4 sonde in sus trebuie un diametru de 90 mm. Pentru obiective foarte mari se utilizeaza distribuitoare speciale.

Energia geotermala este o energie ecologica, regenerabia si inepuizabila, rezultata din transformarea

apei calde sau a aburilor fierbinti, captati in zone cu vulcanism accentuat, in energie termica sau

electrica. Principiul de functionare si obtinere a energie geotermale este destul de simplu si este de

doua tipuri:

Fie exploatarea directa a apei calde, din rezervorul geotermal,insa aceasta este o metoda cu un

randament destul de scazut din cauza ca apa rezultata va avea o temperatura mult diminuata;

Fie prin utilizarea unui sistem mecanic prin care in crapaturile din zonele calde ale

scoartei terestre se injecteaza apa, sub presiune, la cativa kilometri adancime. La

capatul opus, apa incalzita, in stare gazoasa, este extrasa si captata pentru a fi

transformata in energie termica sau secundar in energie electrica.

Spre deosebire de alte energii verzi, conditionate de factorii atmosferici si ciclul zi/noapte, obtinerea de

energie geotermala se poate face indiferent de anotimp, ciclu zi/noapte, precum si alti factori fizico-

geografici.

Desi la nivel mondial potentialul este deosebit de ridicat, la nivelul anului 2007 doar 1% din potentialul

geotermal total era exploatat.

Pana la o adancime de aproximativ 3m, temperatura solului este constanta, avand o valoare medie

cuprinsa intre 10-16 grade C. Pe parcursul iernii temperatura solului este mai ridicata decat a aerului de

deasupra, in timp ce vara fenomenul este invers. Tocmai aceste caracteristici sunt exploatate la maxim

de instalatiile geotermale pentru a incalzi sau raci spatiile locuibile.

Instalatiile geotermale, pompele termice, sunt compuse din trei parti:

Unitatea de schimb de caldura cu solul: este format dintr-un asamblu de tevi dispuse in spirala si

amplasate in partea superioara a solului. In interiorul tevilor circula un fluid, fie apa, fie o solutie de apa

cu antigel, care are rolul de a absorbi sau ceda caldura.

Iarna pompa transmite energia captata si retinuta de fluid, vara procesul se inverseaza, racind interiorul

cladiriilor.

Pompa termica: este un dizpozitiv creat pentru a folosi puterea caldurii apei sau aburului din scoarta

terestra pentru a climatiza un mediu (fie a ridica sau cobori temperatura).

Sistemul de alimentare cu aer.

Avantajele unei astfel de instalatii:

Eficienta ridicata in ceea ce priveste consumul energetic necesar utilizarii instalatiei, 25-30% consum

mai mic in comparatie cu sistemele de incalzire/racire obisnuite.

Costuri de mentenanta scazute.

Sunt instalatii fiabile, cu o durata medie de exploatare de 20-25 ani.

Nu depind de conditiile atmosferice externe, anotimp, sau alti parametri fizici.

Singurul dezavantaj major il reprezinta costurile mari de instalare.

Sistemul de pompa geotermala pentru obtinerea de energie geotermala

Pe baza energiei geotermale, cu ajutorul instalatiilor adecvate, putem transforma puterea aburului sau

a apei geotermale pentru obtinerea de energie electrica.

Exista trei mari tipuri de centrale care transforma energia geotermala in energie electrica, in functie de

starea de agregare a apei fierbinti: gazoase sau lichida:

Centrale „uscate”;

Centrale „flash”;

Centralele cu ciclu binar.

Centralele uscate folosesc puterea

aburului din izvoarele geotermale. Sunt primele tipuri de centrale geotermale care au aparut pe piata.

Centralele „flash” se bazeaza pe puterea calorica a apelor geotermale cu o temperatura de 182 grade

C, pompata si introdusa in instalatie la presiuni inalte. Aburul fie se obtine direct, fie se obtine prin

presurizarea si vaporizarea apei fierbinti. Aburii rezultati vor pune in miscare palele turbinei,

obtinuandu-se in acest mod energie electrica.

Centralele cu ciclu binar. Spre deosebire de cele anterioare, in cazul acesteia centrale aburul sau apa

fierbinte nu intra in contact direct cu turbina. Apa folosita are o temperatura medie care depaseste 200

grade C.

Principiul de functionare al acestor centrale: sistemul de captare este dublat de un sistem de lichide

care absorb caldura cedata de abur sau de apa geotermala. Aceste lichide sunt reprezentate de

hidrocarburi inferioare precum izobutanul sau izopentanul. Acest lichid se evapora si pun in miscare

palele turbinei generand energie geotermala.

Avantajul unui astfel de sistem este faptul ca functioneaza cu sistem inchis, ceea ce elimina aproape la

zero emanatiile de gaze cu efect daunator asupra stratului de ozon.

Avantajele centralelor care folosesc energia geotermala:

Sursa de energie ecologica, curata si regenerabila

Din punct de vedere economic, energia termica/electrica obtinuta din energia geotermala este mult mai

ieftina decat cea obtinuta pe baza de combustibili fosili.

Nu depind de conditiile meteorologice.

Dezavantajele acestor sisteme:

Instabilitatea solului datorita forajelor si injectarilor de fluide si extragerea lor. Se poate vorbi in unele

cazuri de mici cutremure.

Chiar daca este o sursa inepuizabila, are nevoie de un anumit interval de timp pentru regenerarea

rezervei, mai precis reincalzirea zonei si regenerarea rezervei de ape geotermala.

Energia geotermala, in functie de consumator si suprafata incalzita/luminata, poate sau nu sa fie

singura sursa de alimentare cu energie a locatiei. In general, este nevoie de existenta unui sistem

secundar de alimentare cu energie electrica.

Despre noi            |         Dotari      |         Aplicatii         |         Preturi         |         Referinte

   

Copyright © VISA PAN 2008-2009