L'energia geotermica è un'energia costantemente prodotta dal nostro pianeta a cui si può accedere attraverso appositi pozzi. L'enorme potenziale delle sorgenti geotermiche è testimoniato dal fatto che il 99% della Terra ha una temperatura superiore ai 1000°C. Non c'è da stupirsi che il calore della Terra sia da anni interessato alle energie rinnovabili, perché è una fonte di energia ecologica e alternativa al carbone e al petrolio greggio.
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Energia geotermica e possibilità del suo utilizzo
Più vicino al centro della Terra, più fa caldo
Un'enorme quantità di energia sotto forma di calore è immagazzinata all'interno della Terra. Tuttavia, non è distribuito uniformemente. La temperatura del nucleo del pianeta è vicina ai 7.000°C, mentre la superficie fresca è di soli 15°C in media. Solo lo strato più alto della Terra, spesso dieci chilometri, ha teoricamente un potenziale di energia termica 100.000 volte il fabbisogno energetico attuale. Parte del calore proviene dalla formazione del pianeta 4,7 miliardi di anni fa, ma la maggior parte (circa il 70%) dell'energia proviene dal decadimento degli isotopi radioattivi naturali nel mantello terrestre.
Tra i tanti tipi di fonti energetiche rinnovabili, l'energia geotermica è una delle più difficili da raggiungere. Le centrali geotermiche operano in oltre 60 paesi, finora in Polonia viene utilizzata solo acqua termale e in diversi luoghi viene fornita energia dalla Terra ai sistemi di riscaldamento. L'acqua termale proviene da fonti legate all'attività vulcanica e in alcuni centri termali della Polonia ha una temperatura media di 18°C.
Nella maggior parte delle regioni della Terra, le temperature a una profondità di circa 500 metri sono di 25-30 ° C. Scendendo a 1000 m, la temperatura sale a 35-45 ° C. In determinate condizioni geologiche, a questa profondità può raggiungere i 100-200 °C. L'energia termica immagazzinata nel suolo, nelle rocce e nei fluidi nelle fessure delle rocce può essere utilizzata come sostituto ecologico dei combustibili fossili.
Applicazione e tipi di energia geotermica
A seconda della temperatura dell'acqua o della roccia e della tecnologia di ottenimento dell'energia, viene fatta una distinzione tra energia geotermica a bassa e alta temperatura. Il principio di funzionamento dei dispositivi che utilizzano il calore degli strati vicini alla superficie del terreno si basa su pompe di calore geotermiche. La temperatura della fonte di calore è stabile ma relativamente bassa e richiede il trasferimento di calore a un livello termodinamico superiore. Le pompe di calore forniscono il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici, nonché il riscaldamento dell'acqua sanitaria.
L'uso dell'energia geotermica ad alta temperatura è molto più grande in termini di scala. Temperature dell'acqua termale di 100°C consentono di alimentare centrali termiche geotermiche e piscine ricreative. Il modo più importante e sempre più importante in futuro di utilizzare l'energia geotermica contenuta nel vapore acqueo e nell'acqua surriscaldata ottenuta da pozzi profondi è una centrale geotermica.
La prima centrale geotermica sperimentale è stata realizzata all'inizio del XX secolo in Italia. Il vapore proveniente dall'interno della terra è stato utilizzato per generare elettricità. Attualmente, tali centrali elettriche operano in molti paesi e la loro capacità installata è ancora in crescita. L'energia geotermica, come il fotovoltaico, il biogas e l'energia eolica sono tra le risorse dell'energia verde. La realizzazione di un impianto fotovoltaico o eolico è perfetta per l'alimentazione di case unifamiliari. Il sostegno a questo tipo di investimento da parte dello Stato (anche attraverso lo scambio sul posto) incoraggia i singoli consumatori ad abbandonare le fonti energetiche fossili. Il suddetto scambio sul posto è una forma favorevole di cooperazione tra il prosumer e il gestore della rete elettrica. Se stai cercando ulteriori consigli e informazioni, dai un'occhiata anche tu articoli sulle fonti energetiche rinnovabili raccolti qui.
Principio di funzionamento di una centrale geotermica
Tipi di centrali geotermiche a seconda dei parametri del fluido di lavoro
La temperatura e le condizioni della cosiddetta geofita consentono di classificare le centrali ad essa alimentate in tre categorie:
- Centrale geotermica a vapore secco - è uno degli impianti tecnicamente più semplici e allo stesso tempo il più efficiente dal punto di vista energetico. Il vapore secco ottenuto dai fori ad una temperatura di oltre 200°C viene indirizzato ad una turbina a vapore e quindi condensato.
- Centrale geotermica a vapore umido - in questo caso dai pozzi sgorga una miscela di acqua e vapore ad alta pressione e temperatura. Il vapore secco rilasciato viene convogliato alla turbina.
- Centrale geotermica con un mezzo intermedio - gli impianti di questo tipo sfruttano il calore estratto dai pozzi con l'impiego di una sostanza intermedia a basso punto di ebollizione. Alla fine, il vapore viene diretto alla turbina, dove aziona il generatore.
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Prospettive per le centrali geotermiche in Polonia
Contrariamente ai paesi nell'area dell'attività vulcanica, come Filippine, Indonesia, Nuova Zelanda, Stati Uniti o Islanda, in Polonia le acque geotermiche hanno una temperatura di posa, solo in depositi profondi, superiore a 100°C. Ciò si traduce in una scarsa efficienza dell'installazione.
Le località analizzate (tra cui Cieplice, Konin, Łowicz, Stargard) mostrano la possibilità di utilizzare acqua a temperatura inferiore a 90°C. La centrale geotermica dovrebbe essere del terzo tipo con il mezzo di lavoro. Le fonti geotermiche domestiche utilizzate negli impianti di riscaldamento possono essere utilizzate anche per generare energia elettrica negli impianti a bassa temperatura.
Le fonti a media e bassa temperatura in Polonia consentono la generazione di elettricità, ma la loro potenza ed efficienza non saranno troppo elevate. I più adatti a questo scopo sono i letti a vapore e ad acqua calda ad alta temperatura. Il calore viene convertito prima in energia meccanica e poi in elettricità.
Vantaggi e svantaggi dell'energia geotermica
Non c'è dubbio che l'energia rinnovabile ha un brillante futuro davanti a sé. Il fotovoltaico, l'energia eolica, il biogas e altre forme di energia verde sostituiranno i combustibili fossili dannosi per l'ambiente e impoveriti. In Polonia e nel mondo, anche le fonti geotermiche stanno guadagnando valore. I loro vantaggi includono la potenza uniforme indipendentemente dalla stagione e l'energia geotermica superficiale può essere utilizzata nelle case unifamiliari.
Lo svantaggio principale è la possibilità di utilizzare il calore dall'interno della Terra non in ogni area. La costruzione di pozzi molto profondi non è redditizia e inoltre le fonti non sono ugualmente efficaci ovunque.Il lato negativo dell'energia geotermica è l'alto costo dell'intero sistema di perforazione.
