C’è una fonte naturale di energia che si trova sotto la superficie della terra che esiste da secoli. Sottoterra, molto sotto di noi, ci sono pozze d’acqua riscaldate dal magma (o rocce fuse). Queste pozze d’acqua costituiscono i nostri serbatoi geotermici. Sfruttare la potenza delle temperature della terra per alimentare, riscaldare o raffreddare le nostre case e le nostre aziende è l’essenza dell’energia geotermica.,
Ci sono attualmente impianti geotermici in oltre 80 paesi secondo la Geothermal Energy Association e sebbene gli Stati Uniti siano attualmente il leader globale dell’energia geotermica, altri paesi come Indonesia, Turchia e Kenya sono tutti in procinto di espandere le loro capacità di energia.
Il primo impianto geotermico negli Stati Uniti è stato costruito da Pacific Gas and Electric nel 1960 in un’area chiamata Geyser. Situato nelle montagne Mayacamas a nord di San Francisco, la California è il più grande campo geotermico del mondo., Oggi ospita 22 centrali geotermiche, conosciute come il Complesso dei Geyser, ed è considerato il più grande impianto geotermico del mondo.
L’energia geotermica non richiede la combustione di combustibili fossili. L’acqua calda o vapore utilizzato viene restituito al suolo dopo che è stato utilizzato dove può essere utilizzato di nuovo, che lo rende una fonte di energia rinnovabile pure.
Centrali geotermiche
Esistono tre tipi principali di centrali geotermiche che generano energia in modi leggermente diversi.,
Gli impianti a vapore secco sono i tipi più comuni di centrali geotermiche, che rappresentano circa la metà degli impianti geotermici installati. Lavorano convogliando il vapore caldo dai serbatoi sotterranei direttamente nelle turbine dai serbatoi geotermici, che alimentano i generatori per fornire elettricità. Dopo aver alimentato le turbine, il vapore si condensa in acqua e viene convogliato nuovamente nella terra tramite il pozzo di iniezione.
Gli impianti a vapore flash differiscono dal vapore secco perché pompano acqua calda, piuttosto che vapore, direttamente in superficie., Questi impianti a vapore flash pompano acqua calda ad alta pressione da sotto la terra in un “serbatoio flash” sulla superficie.
Il serbatoio flash è a una temperatura molto più bassa, causando il fluido a “flash” rapidamente in vapore. Il vapore prodotto alimenta le turbine. Il vapore viene raffreddato e condensato in acqua, dove viene pompato nel terreno attraverso il pozzo di iniezione.
In questi impianti a ciclo binario, la differenza principale è che l’acqua o il vapore da sotto terra non entrano mai in contatto diretto con le turbine., Invece, l’acqua dei serbatoi geotermici viene pompata attraverso uno scambiatore di calore dove riscalda un secondo isobutene simile a un liquido (che bolle a una temperatura inferiore all’acqua.)
Questo secondo liquido viene riscaldato in vapore, che alimenta le turbine che azionano un generatore. L’acqua calda dalla terra viene riciclata nella terra attraverso il pozzo di iniezione, e il secondo liquido viene riciclato attraverso la turbina e di nuovo nello scambiatore di calore dove può essere riutilizzato.,
Pompe di calore geotermiche
Alimentare la vostra casa con una pompa di calore geotermica consente di sfruttare le temperature sotto la superficie della terra per riscaldare o raffreddare una struttura. Anche se le temperature fuori terra fluttuano durante le stagioni nel corso degli anni, la temperatura al di sotto della superficie rimane costante tra 50F – 60F tutto l’anno.
Esistono quattro tipi di pompe, tre sistemi ad anello chiuso e sistemi ad anello aperto. Ciascuno dipende dal tipo di terreno, dalle condizioni climatiche e dai terreni disponibili.,
I sistemi orizzontali ad anello chiuso sono i più convenienti per le aree residenziali. Per gli edifici commerciali più grandi, i sistemi verticali ad anello chiuso sono più spesso utilizzati. Questi a volte possono scendere a 400 piedi di profondità. I loop chiusi costruiti sotto o in uno stagno o in un lago sono di solito i più economici.
Nei sistemi ad anello chiuso, una miscela acqua/antigelo circola attraverso un anello di tubi sotterranei (o sotto un corpo idrico) e in un edificio. In inverno (come mostrato sopra), le temperature sotterranee sono più calde dell’aria, quindi il pompaggio del fluido è più caldo., Quindi i compressori elettrici e gli scambiatori di calore trasferiscono il calore attraverso i condotti nell’edificio.
In estate, i tubi aspirano calore dall’edificio e viene assorbito nella terra o nell’acqua. Poiché il fluido è già fresco in estate e più caldo dell’aria in inverno, il sistema di riscaldamento/AC non deve funzionare altrettanto duramente.
Nei sistemi ad anello aperto, l’acqua viene prelevata direttamente da una fonte d’acqua e nella pompa di calore dove può essere riciclata nella stessa fonte o pompata in un’altra fonte d’acqua (senza inquinare)., L’unica differenza con l’acqua che entra ed esce è un leggero cambiamento di temperatura. Anche se questi possono essere più economici, richiedono anche un flusso costante di acqua in grado di alimentare la vostra casa.
Questi quattro tipi di pompe di calore geotermiche possono essere utilizzati in tutto il paese a causa della temperatura costante sotto la superficie, ma variano in efficienza e risparmio sui costi.
Uno dei grandi progressi per il futuro dell’energia geotermica è chiamato Enhanced Geothermal System (EGS)., Tradizionalmente, l’energia geotermica deve essere presa dove esistono serbatoi geotermici, che è principalmente negli Stati Uniti occidentali. Infatti, l’energia geotermica fornisce già circa il 60% della potenza lungo la costa settentrionale della California, secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Quindi, EGS crea serbatoi geotermici ingegnerizzati pompando acqua fredda a migliaia di piedi sottoterra per accedere all’acqua calda e produrre vapore necessario per alimentare le centrali in superficie.
Poiché l’energia geotermica è una risorsa naturale rinnovabile, pensala come un dono della terra che continua a dare., Sebbene nel tempo sia spesso necessario perforare ulteriori pozzi per mantenere i livelli di produzione di energia, la terra emana costantemente calore generato quando il nostro pianeta si è formato miliardi di anni fa. La prossima volta che vedi un geyser come Old Faithful nel Parco Nazionale di Yellowstone che spara vapore caldo e acqua alta nell’aria, immagina la stessa potenza utilizzata per generare elettricità.
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