Universitatea “Politehnica” din TimişoaraFacultatea de Electrotehnică şi Electroenergetică Facultatea de Electrotehnică şi Electroenergetică

Departamentul de Electroenergetică

Curs 6Curs 6

HidrogenulEnergiile regenerabile:

• Energia solară• Energia hidraulică• Energia eoliană• Energia oceanicăEnergia oceanică• Energia geotermică

Titular disciplină: Ş.l.dr.ing. Ioan BORLEA

Hidrogenul este elementul cel mai răspândit în Univers reprezentând Hidrogenul este elementul cel mai răspândit în Univers reprezentând aproximativ 75 % din materia existentă, dar concentraţia lui pe Pământ este mai scăzută — 0.9 % din masa planetei noastre —fiind prezent mai ales în apă (legat chimic cu oxigenul) şi în fiind prezent mai ales în apă (legat chimic cu oxigenul) şi în substanţele organice (combinaţii chimice cu carbonul, azotul etc.).

Hidrogenul este un element chimic incolor, inodor, insipid, i fl bil â d i i lă t t ă hi i ă t t ă inflamabil, având cea mai simplă structură chimică, structură referită ca protiu: nucleul format de regulă dintr-un proton şi un electron care se roteşte în jurul nucleului.

Izotopii hidrogenului sunt: deuteriul sau hidrogenul greu, a cărui nucleu conţine pe lângă un proton şi un neutron şi tritiul având în nucleu doi neutroni.

În natură concentraţia deuteriului în raport cu protiul este de 0.015 %. Proprietăţile chimice ale izotopilor hidrogenului sunt identice, însă reactivitatea scade cu creşterea maseireactivitatea scade cu creşterea masei.

pentru producerea prin sinteză chimică a amoniacului şi l lmetanolului;

la desulfurarea ţiţeiului;

la hidrogenarea catalitică a compuşilor organici pentru producerea solvenţilor, a unor alimente (margarina) etc.;

la reducerea aldehidelor şi acizilor graşi pentru obţinerea alcoolilor corespunzători;

l d b l i di ţ l i i il d t t i libd la reducerea carbonului din oţel şi oxizilor de tungsten şi molibden la forma metalică;

sub formă lichidă în tehnologiile care necesită temperaturi extrem sub formă lichidă în tehnologiile care necesită temperaturi extrem de joase;

ca şi combustibil pentru motoarele rachetelor.ca şi combustibil pentru motoarele rachetelor.

Tehnologii de obTehnologii de obţţinere a hidrogenuluiinere a hidrogenului

Cracarea catalitică a hidrocarburilor în prezenţa vaporilor de apă — este un procedeu fără perspectivă fiindcă apelează la resursa energetică cea mai folosită. Singura justificare este legată de valorificarea reziduurilor din petrochimie şi a şisturilor bituminoase şi nisipurilor asfaltice în condiţii de poluare minimă.Oxidarea parţială la presiune ridicată a hidrocarburilor are acelaşi dezavantaj ca şi metoda anterioară.Separarea prin difuzie gazoasă a gazului de sinteză, cu ajutorul unei membrane de poliester prin care doar hidrogenul poate să treacă; este o metodă eficientă din punct de vedere comercial. Gazul de sinteză se obţine prin gazeificarea p ţ p gcărbunelui (trecerea vaporilor de apă peste cărbune încălzit la incandescență într-o atmosferă săracă în oxigen) sau a biomasei.Descompunerea soluţiilor apoase de sare prin electroliză — energia electrică provenind p ţ p p g pdin resurse fosile sporadice sau de la surse regenerabile (solară, eoliană etc.). La această tehnologie problema principală o constituie eficienţa procesului de electroliză care se obţine la o densitate mare a curentului și care este condiţionată ţ ș ţde prezenţa catalizatorilor şi a presiunii şi temperaturii ridicate în cuva de electroliză.Reacţia acidului sulfuric cu zincul sau alt metal este o tehnică foarte veche, dar care ţ f ,se foloseşte doar pentru producerea unor mici cantităţi de hidrogen necesară pentru scopuri de laborator.

Avantaje:căldura sa de ardere este mare: 80 MJ/Nm3, dublă faţă de cea a benzinei (40 MJ/Kg);

t l t d fii d “ tă” â d “ id ” î hid i l l nu este poluant, arderea sa fiind “curată” generând ca “reziduu” apa, care închide ciclul de folosire al lui;ca şi gazul metan, hidrogenul se poate utiliza în toate maşinile termice actuale, fără modificări esenţiale ale sistemelor lor de alimentare cu combustibil;modificări esenţiale ale sistemelor lor de alimentare cu combustibil;în pilele de combustie poate fi folosit pentru obţinerea directă de electricitate pe cale electrochimică, cu randamente energetice globale foarte ridicate de peste 70 %;se poate stoca şi transporta în condiţii similare cu cele ale celorlalţi combustibili gazoşi.se poate stoca şi transporta în condiţii similare cu cele ale celorlalţi combustibili gazoşi.

Dezavantaje:este extrem de inflamabil;este extrem de inflamabil;mare pericol de explozie în urma amestecării sale cu oxigenul atmosferic;datorită faptului că este elementul chimic cel mai uşor, cu molecula foarte mică, se strecoară foarte simplu chiar prin pereţii vaselor care-l conţin; cea mai sigură formă de p p p ţ ţ ; gstocare a lui este sub forma combinaţiilor sale chimice cu alte substanţe, în acest sens un rol deosebit de important avându-l hidrurile — rezultate din reacţia dintre hidrogen şi metalele alcaline;tehnologii de obţinere destul de complicate şi costisitoare cu consum mare de energie primară, ceea ce conduce la actualul preţ de cost relativ ridicat.

F l i hid l i i b tibil l l ă d ibili Folosirea hidrogenului ca şi combustibil nuclear este legată de posibilitatea controlării reacţiei de fuziune nucleară.

Este un domeniu de vârf al cercetării ştiinţifice actuale, realizările obţinute ş ţ , ţpână acum rezolvând doar parţial şi incomplet problema.

Cu toate că în natură concentraţia deuteriului faţă de protiu este modestă, totuşi speranţele generate de progresele obţinute în această direcţie totuşi speranţele generate de progresele obţinute în această direcţie justifică aprecierea că în următoarele decenii omenirea va avea la dispoziţie tehnologia energetică care va asigura consumul pentru cel puţin câteva milenii datorită faptului că reacţia de fuziune nucleară este puţin câteva milenii datorită faptului că reacţia de fuziune nucleară este extrem de eficientă şi că hidrogenul are o pondere importantă în Univers.

E i i l ă i ă i l i l ă l

SOARELESOARELE

Este principala sursă energetică a sistemului nostru planetar, are următoarele date caracteristici:raza R=6.9 105 km, aproximativ dublul distanţei medii Pământ – Lună;masa 2 1030 t — de 330000 masa Pământului — este compusă în principal din 73.5 % hidrogen, 24.9 % heliu;energia radiată este apreciată la 3,6 1014 TW, produsă prin reacţiilor de energia radiată este apreciată la 3,6 10 TW, produsă prin reacţiilor de fuziune nucleară prin care în fiecare secundă 657 milioane t de hidrogen se transformă în 653 milioane t heliu.temperatura in interior este de 15 ÷ 20 106 K iar la suprafaţă este de 5700 K;temperatura in interior este de 15 ÷ 20 106 K, iar la suprafaţă este de 5700 K;temperatura de culoare 5780 K;intervalul lungimilor de undă pentru radiaţiei solare este 380 ÷ 780 nm;constanta solară reprezentând fluxul de energie mediu pentru 1 m2 la limita superioară a atmosferei este de aprox. 1,361 kW/m2 (variază în raport cu anotimpul şi cu latitudinea geografică); la suprafața terestră fluxul energetic p ş g g ) p ț gsolar depinde de starea atmosferei (nori).

nu este poluantă;nu are preţ de cost, însă punerea ei în valoare prin captare şi concentrare necesită investiţii destul de mari ceea ce face ca utilizarea ei să fie scumpă;necesită investiţii destul de mari ceea ce face ca utilizarea ei să fie scumpă;este intermitentă datorită ciclului diurn ceea ce presupune ca fiecare utilizator să aibă posibilitatea de a stoca această energie pentru ai satisface necesităţile pe durata nopţiipe durata nopţii;este fluctuantă depinzând de ora din timpul zilei şi de nebulozitatea atmosferică.

Energie termică: Energie electrică produsă prin:

Energia solarEnergia solarăă se utilizeazse utilizeazăă sub formsub formăă de:de:

pentru climatizarea locuinţelorprepararea apei calde menajereîn procesele industriale la

conversie pe cale clasică (ciclul apă – abur, sau cel bazat pe amoniac, freon etc.)în procesele industriale la

temperaturi joase:uscareî ăl i â ă l 150 dC

conversie directă cu celule fotovoltaice

încălzire până la 150 grdCproducerea gheţii

Rezerva de apă la suprafaţa planetei este apreciată la 1,4 miliarde km3 din care:

90 % o reprezintă apa mărilor şi a oceanelor, care acoperă 70 % din suprafaţa globului

10 % rezervele de apă dulce din lacuri, râuri şi calotele glaciare. p , ş g

În atmosferă se apreciază existenţa a 12.300 km3 apă sub formă de vapori.

Solul şi apele freatice conţin aproximativ 7 ÷ 10 km3 apă dulce, iar 20 ÷ 30 km3 apă dulce se găseşte în apele curgătoare ale căror potenţial energetic interesează.

Circuitul exterior al apei în natură cuprinde următoarele faze (etape):

1. evaporarea care are ca suport energetic energia solară;

2. condensarea care dă naştere la precipitaţii sub formă de ploaie şi ninsoare; precipitaţiile conduc la infiltrarea apei în sol şi la scurgeri care se colectează în râuri, fluvii şi apa p ş g , ş pmărilor, urmând apoi o nouă evaporare.

Într-un an de zile, volumul total al ploilor şi ninsorilor este apreciat în jur de 520.000 km3

de apă ceea ce înseamnă că într-un an au loc 42 de cicluri ale apei de apă, ceea ce înseamnă că într-un an au loc 42 de cicluri ale apei.

Această energie este gratuită, însă insuficientă pentru consumul actual al planetei. Punerea în valoare este legată de mari investiţii şi deci ea este accesibilă p g ţ şîn mod condiţionat.

Fluviile cu afluenţii lor provin din izvoare care sunt puncte de descărcare a apelor freatice iar zona din care provine şi din care se colectează apa pentru un apelor freatice, iar zona din care provine şi din care se colectează apa pentru un fluviu poartă numele de bazin hidrografic. Suprafaţa bazinelor hidrografice depinde de condiţiile de relief şi poate atinge valori de milioane de km2.

P i l l di l h i j bil i l 1 7 2 3 TW Di d Potenţialul mondial tehnic amenajabil este apreciat la 1,7 ÷ 2,3 TW. Din punct de vedere economic potenţialul hidro-amenajabil este mult mai redus, 0,5 ÷ 0,8 TW, care ar produce într-un an o energie de 4,2 miliarde MWh.

Media mondială de utilizare a potenţialului hidroenergetic este de circa 21 %, însă există ţări cum ar fi Norvegia, Elveţia care au 90 % din potenţial deja amenajat, Canada, Italia 80 %, Franţa, Suedia, Germania, Spania, Finlanda 60 %.

Nr.crt

Țara[2009]

Producția anuală de 

energie electrică

Putere instalată

Factor de utilizare a puterii

% din puterea totală instalată acrt.  [2009]  energie electrică 

[TWh] [GW] 

puterii nominale

instalată a țării

1  China  652.05  196.79  0.37  22.25 

2  Canada  369.5  88.974  0.59  61.12 

3  Brazilia  363.8  69.080  0.56  85.56 

4  Statele Unite  250.6  79.511  0.42  5.74 

5  Rusia  167.0  45.000  0.42  17.64 

6  Norvegia  140.5  27.528  0.49  98.25 

7  India  115.6  33.600  0.43  15.80 

8  Venezuela  85.96  14.622  0.67  69.20 

9  Japonia  69.2  27.229  0.37  7.21 

10  Suedia  65.5  16.209  0.46  44.34 

Cea mai mare hidrocentrală din lume se află pe fluviul Yangtze (China) Cea mai mare hidrocentrală din lume se află pe fluviul Yangtze (China), se numeşte Barajul celor trei defilee şi are o putere instalată de 22,5 GW. Barajul are o lungime de 2.335 m și o înălțime de 185 m. Lungime lacului de acumulare este de 660 km cu o capacitate de 39 3 km3lacului de acumulare este de 660 km cu o capacitate de 39,3 km3.

Alte hidrocentrale mari se găsesc la: Itaipu (Brazilia-Paraguay) 12,6 GW, Grand Coule (S.U.A.) 6,3 GW, Krasnoiarsk (C.S.I.) 6 GW, Churchill Falls( ) , , ( ) ,(S.U.A.) 5,6 GW, Bratsk (C.S.I.) 4,5 GW, Volgograd (C.S.I.) 2,5 GW, Kuibâşev(C.S.I.) 2,3 GW, John Day (Canada) 2,2 GW, Porţile de Fier I (România) 2,1 GW etc.GW etc.

Ţara noastă are 25 de râuri mari, 8 sunt îndreptate spre Câmpia Panonică şi 17 în exteriorul arcului carpatin, toate aparţinând bazinului hidrografic

l D ii al Dunării.

Resursele de apă ale ţării noastre sunt modeste (locul 21 între cele 34 de ţări europene) Într-un an avem la dispoziţie 37 miliarde m3 apă (1600 ţări europene). Într un an avem la dispoziţie 37 miliarde m apă (1600 m3/locuitor/an) faţă de ţările bogate în resurse de apă (Norvegia) au peste 20.000 m3/locuitor/an, respectiv cele cu rezer-ve medii între 3000 ÷7000 m3/locuitor/an 7000 m /locuitor/an.

Potenţialul hidroenergetic anual al ţării este de 70 TWh (miliarde kWh) din care pe râurile interioare 52,7 TWh, respectiv 16,4 TWh pe Dunăre.

Potenţialul anual tehnic amenajabil este de 40 TWh din care 30,6 TWh în Potenţialul anual tehnic amenajabil este de 40 TWh din care 30,6 TWh în interior şi restul pe Dunăre. Cu acest potenţial s-ar putea amenaja 855 hidrocentrale având o putere totală de 13 TW. În 1982 erau construite hidrocentrale însumând 3,7 TW şi care produceau 20 % din energia electrică , ş p % gdin ţară. În 1985 prin darea în funcţiune a unor noi hidrocentrale s-a ajuns la 45 % din potențialul tehnic amenajabil. În prezent aprox. 50 % din potențialul tehnic amenajabil este deja realizat.p ț j j

La noi în ţară sunt instalate în jur de 220 de microhidrocentrale. Acestea sunt instalate în principal pe râurile Bistriţa, Argeş, Olt, Someş.

Cele mai mari hidrocentrale din ţara noastă sunt: Porţile de Fier I (2100 MW din care partea română 1100 MW) ÷ locul 10 în lume, Porţile de Fier II (400 MW), Lotru (600 MW), Râul Mare (300 MW), Stejarul Bistriţa (220 MW), Vidraru Argeş (220 MW), Mărişelul (pe Someş), Şugag, Gâlceag etc.

În viitorul apropiat se prevede construirea unei hidrocentrale cu pompaj pe valea Someșului la Mărișelul (jud Cluj) cu o putere instalată de 1000 MWvalea Someșului la Mărișelul (jud. Cluj) cu o putere instalată de 1000 MW.

Potenţialul energetic eolian mondial este estimat la circa 15 miliarde GWh/an, din care suprafeţei continentale îi revine 1.7 miliarde GWh/an. Zonele cele mai favorabile p ţ /sunt tropicele străbătute de alizee şi zonele musonice (India, Indochina). În ţara noastră potenţialul energetic eolian este apreciat la 120 ÷ 150 TWh/an, zonele favorabile folosirii energiei eoliene fiind: Dobrogea, Bărăganul şi sudul Banatului g g g(Moldova Nouă).Potenţialul energetic eolian este amenajat în foarte mică măsură în prezent (sub 1 %) dar se cosntată o creștere spectaculoasă a puterii instalate în acest sector.

Principalele caracteristici ale energiei eoliene sunt:fluxul energetic al unui curent de aer este proporţional cu viteza sa la cub;fluxul energetic al unui curent de aer este proporţional cu viteza sa la cub;densitatea redusă a fluxului de energie 0 ÷ 4000 kWh/an/m2;randamentul global al conversiei energiei eoliene în electricitate este de 30 ÷ 40 %. energia eoliană este intermitentă şi fluctuantă viteza vântului fiind variabilă în timp;energia eoliană este intermitentă şi fluctuantă, viteza vântului fiind variabilă în timp;vântul este o sursă energetică naturală fără preţ de cost, însă instalaţiile pentru valorificarea sa sunt relativ costisitoare datorită structurilor foarte înalte; r nt bilit t ntr l l r r l tri t igur tă num i p ntru ânturil ăr r rentabilitatea centralelor aeroelectrice este asigurată numai pentru vânturile a căror viteză depăşeşte valoarea de 15 km/h.

La sfârșitul anului 2006, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 73.904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electricăacestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrică.

Deși încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea țărilor, producția energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 și 2006, ajungându-se ca, în unele țări ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ:unele țări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%), Germania (6%).

Oceanul planetar este un gigantic acumulator de energie.

Formele accesibile de energie de provenienţă oceanică sunt foarte diverse şi Formele accesibile de energie de provenienţă oceanică sunt foarte diverse şi cuprind:

purtătorii de energie care se găsesc în oceane sau pe fundul acestora, cum g gar fi: deuteriul, tritiul, thoriul, uraniul, biomasa, petrol, gaze naturale etc., deja prezentaţi;

forme specifice de energie: mareele; curenţii marini; valurile; forme specifice de energie: mareele; curenţii marini; valurile;

căldura sensibilă acumulată prin diferenţă de temperatură: gradientul salinităţii.

Potențialul teoretic global al energiei oceanice

Capacitate(GW)

Anual generat(TW h) Formă(GW) (TW·h) Formă

5.000 50.000 Curenți marini1.000 10.000 Energie termică90 800 E i l90 800 Energia mareeleor1.000—9.000 8.000—80.000 Energia valurilor

Datorită forţelor de atracţie dintre Lună – Pământ şi Soare – Pământ (de circa 2,2 de ori mai mică ca şi prima) combinate cu forţa centrifugă cauzată de mişcarea de rotaţie a Pământului în jurul axei sale, pe planeta noastră, se înregistrează fenomenul cunoscut

b l d fl i fl i t A t f tă î difi sub numele de flux şi reflux sau mai pe scurt maree. Acest fenomen constă în modificarea periodică a nivelului mărilor şi oceanelor, existând două fluxuri şi două refluxuri pe durata unei zile.

În funcţie de condiţiile geografice concrete în zonele în care se înregistrează maree puternice În funcţie de condiţiile geografice concrete, în zonele în care se înregistrează maree puternice, diferenţele de nivel pot ajunge de 5 ÷ 15 m.

Potenţialul energetic datorat mareelor este foarte important, la nivel mondial fiind apreciat la 10.000 GW, din care însă poate fi valorificat economic doar un procent redus.p p

Ideea de bază pentru a se putea valorifica diferenţa de nivel datorată mareelor constă în crearea unor incinte acvatice în care apa să se găsească la un nivel diferit faţă de nivelul mării din timpul fluxului, respectiv refluxului.

Există două situaţii în care amenajarea unei incinte acvatice este realizabi-lă cu un efort mai redus:

îndiguind estuarul unui fluviu important;d l l l l l lprin construirea unor diguri între insulele situate în apropierea litoralului şi ţărmul

acestuia.Preţul de cost al energiei produse este mare în raport cu alte tipuri de centrale datorită

investiţiilor foarte importante necesare construcţiei amenajării hidrologiceinvestiţiilor foarte importante. necesare construcţiei amenajării hidrologice.

După ciclul de funcţionare deosebim CMME cu:simplu efect când există trei faze de lucru ale bazinului: umplere când pe durata fluxului apa pătrunde din mare în bazin, golirile fiind deschise;

â d li il î hid â d fl laşteptare când golirile se închid aşteptându-se refluxul;producere de energie electrică când apa părăseşte bazinul trecând în mare prin turbinele ce funcţionează într-un singur sens;dublu efect utilizează şi ciclul de umplere al bazinului pentru producerea de energie electrică.f ş p p p g

După numărul de bazine folosite, centralele electrice mareomotrice (CMME) există centrale cu:centrale cu:

un bazin;două bazine conjugate;două bazine asociate.

În prezent, în lume doar Franţa — prin prima CMME construită la Rance cu o putere de 240 MW — Canada şi C S I au în exploatare astfel de centraleputere de 240 MW Canada şi C.S.I. au în exploatare astfel de centrale.

Referitor la ţara noastră se menţionează că ea nu dispune de condiţiile necesare pentru amenajarea unei CMME, deoarece în Marea Neagră fenomenul de flux şi reflux este foarte slab diferenţele de nivel fiind sub 50 cmşi reflux este foarte slab, diferenţele de nivel fiind sub 50 cm.

În zona tropicelor, diferenţa de temperatură de aproximativ 20oC existentă între temperatura apei de la suprafaţa oceanului planetar unde ea atinge valori de 25oC şi cea de 4oC a apei aflate la adâncime poate fi exploatată pentru producerea energiei electrice de 4oC a apei aflate la adâncime, poate fi exploatată pentru producerea energiei electrice folosind tehnologia clasică bazată pe ciclul termodinamic, având ca agent termic amoniacul sau alte substanţe folosite în instalaţiile frigorifice.Cu toate că randamentul teoretic al conversiei este mic, sub 7 %, totuşi potenţialul Cu toate că randamentul teoretic al conversiei este mic, sub 7 %, totuşi potenţialul energetic al acestei surse regenerabile fiind imens — de ordinul zecilor de Mtep — şi gratuit constituie pentru viitor o provocare tehnologică deosebită. Aici este cazul însă să fie remarcate implicaţiile deosebite, de natură ecologică, legate de posibila perturbare a

hilib l i t i l l d difi lt t li ă ii i t l ţii î l l ă ii echilibrului termic al oceanelor, de dificultatea realizării unor instalaţii în largul mării într-un mediu cu puternice acţiuni corozive.

Curenţii marini sunt adevărate fluvii în interiorul oceanelor şi mărilor Ei sunt generaţi prin Curenţii marini, sunt adevărate fluvii în interiorul oceanelor şi mărilor. Ei sunt generaţi prin două mecanisme :

diferenţa de densitate pe verticală între straturile de lichid: cu cât scade temperatura apei spre valoarea de 4oC cu atâta creşte densitatea ei. Dacă sunt în contact, în cantitate mare, apele de pdensităţi diferite nu se amestecă între ele ci tind să treacă una peste cealaltă, cea de densitate mai mare sub cea de densitate mai micăacţiunea vântului se petrece asupra moleculelor de la suprafaţa apei, mişcare transmiţându-se din aproape în aproape asupra straturilor mai profunde. Mişcarea este sub forma spiralei lui Ekman. p p p p p p ş pDe la o anumită adâncime sensul de mişcare se inversează. Cele mai importante vânturi care contribuie la generarea curenţilor marini sunt alizeele tropicale.

Principalele tipuri de curenţi marini sunt:de coastă unde apa execută o mişcare nu numai pe orizontală dar şi pe verticalăde adâncime mişcarea unde însă mişcarea apei este foarte lentă: 0.03 cm/s

Asupra mişcării curenţilor marini se suprapune forţa Coriolis cauzată de rotaţia Asupra mişcării curenţilor marini se suprapune forţa Coriolis cauzată de rotaţia Pământului care provoacă o deviaţie în raport cu direcţia vântului:spre dreapta în emisfera nordică

tâ î i f di ăspre stânga în emisfera sudică

Există curenţi marini la suprafaţă şi în adâncime, descendenţi şi ascendenţi. Cel ţ p ţ ţ ţmai cunoscut curent marin este Gulf Stream-ul, o masă de apă cu o viteză medie de 6.5 km/h şi un debit 30 milioane m3/s cu o adâncime de 800 m.

Valorificarea resurselor energetice ale curenţilor marini este extrem de dificilă, se găseşte doar în fază de studiu şi cercetare având implicaţii ecologice nebănuite încă.

Valurile sunt produse de următoarele cauze:acţiunea vântului (permanente)acţiunea vântului (permanente)cutremure (aleatorii)dislocarea sedimentelor pe fundul mărilor şi oceanelor (aleatorii)

Potenţialul energetic al unui val depinde de înălţimea lui. Valurile pot atinge înălţimi până la 10÷15 m. Pentru valuri de 4 ÷ 5 m înălţime potenţialul unui ţ p ţ p ţval este apreciat la 30 kW/m. Potenţialul energetic teoretic al valurilor a fost apreciat la 700 TWh/an, doar circa 10 % fiind tehnic amenajabil.

Valorificare energiei valurilor se poate face prin două metode:Valorificare energiei valurilor se poate face prin două metode:1. Transformând mişcarea oscilatorie a suprafeţei apei într-o mişcare liniară sau

circulară cu ajutorul unor dispozitive special concepute în acest scop.2 F l i d f ţ d i bi l il î t t t it hi l l ă ii2. Folosind forţa de izbire a valurilor într-un perete construit chiar pe malul mării.La noi în ţară au fost făcute studii dedicate valorificării energiei valurilor. Cele mai

promiţătoare rezultate sunt legate de folosirea forţei de izbire a valurilor. Utilizarea unei astfel de metode protejează ţărmul litoralului românesc contra unei intense eroziuni la care este supus din partea mării.

Sistemele geotermale pot fi clasificate corespunzător după:

1 M d l d ăld ii

sisteme hidrogeotermalesisteme hipertermale cu vapori:sisteme semitermale cu lichid în

d i1. Modul de propagare a căldurii:sisteme geotermoconductivesisteme geotermoconvective

starea de saturaţie.

3. Starea componentelor:i t t lid

2. Natura componentelor:sisteme cu roci fierbinţi uscate sisteme de roci nefisurate

sisteme cu componente solidesisteme de topituri fără degajări de gaze sau vaporisisteme de topituri cu degajări de sisteme de roci nefisurate

(închise)sisteme de roci fisurate (deschise)sisteme magmatice

sisteme de topituri cu degajări de gaze sau vapori

sisteme magmaticesisteme subvulcanicesisteme vulcanice

Energia geotermică poate fi extrasă din sistemele geotermale folosind agenţi de g g p x g f g ţschimb termic şi transport (apă, vapori sau alte fluide) care pot exista sau pot fi introduşi artificial în sistem cu ajutorul unor foraje de injecţie şi apoi (re)aduşi la suprafaţă prin foraje de producţie. Pentru sistemele de roci fierbinţi uscate este p f ţ p f j p ţ ţnecesară ca în prealabil să se realizeze fracturarea artificială a rocilor pentru mărirea permeabilităţii lor.

Factorul de recuperare a energiei geotermice definit ca raportul dintre cantitatea Factorul de recuperare a energiei geotermice, definit ca raportul dintre cantitatea de căldură ce poate fi extrasă şi căldura totală a sistemului geotermal respectiv variază funcţie de caracteristicile sistemului, ajungând până la valori de 25%.

Principalele tipuri de utilizatori ai energiei geotermice sunt: instalaţiile de forţă cu abur folosite pentru furnizarea de lucru mecanic sau electricitate,

l d ăld ă hi băt l d ăld ă d i d t i l i t l ţii d pompele de căldură, schimbătoarele de căldură ce deservesc procese industriale sau instalaţii de termoficare a locuinţelor şi prepararea apei calde menajere, încălzirea serelor în agricultură etc.,

instalaţiile frigorifice.

La ora actuală în lume, puterea instalată în centralele electrice bazate pe energia geotermică depăşeşte 1000 MW. Prima centrală electrică de acest tip a fost construită în Sicilia, localitatea Lardarelllo, încă la începutul secolului XX.

Z î l t ă i t i t i ă t I l d S U A Zone în care se exploatează intens energia geotermică sunt: Islanda, S.U.A. (Geysers), Kamciatka, centura vulcanică a Pacificului etc.

ÎÎn România zonele favorabile utilizării energiei geotermice sunt: anomalia geotermică din Carpaţii Orientali (estul Transilvaniei);anomalia geotermică central Vestică a Munteniei şi Olteniei; g ş ;anomalia geotermală din Câmpia de Vest care se întinde din sud de la Orşova, Herculane, Oradea până în nord la Satu Mare.

La noi în ţară domeniul de utilizare a energiei geotermice ocupă toată gama de posibilităţi mai sus menţionate:

d l i i ă ii b i i li ă il b i l pentru producerea electricităţii trebuie menţionate realizările obţinute la Oradea;pentru alimentarea cu căldură a consumatorilor industriali şi casnici sunt

l l b dreprezentative rezultatele obţinute în zona de vest a ţării;cele mai cunoscute staţiuni balneare ce folosesc tratamentul cu ape geotermale sunt : Felix, Herculane, Borsec, Căciulata – Cozia etc.

• Cap. 3. Prognoza consumului de energie