A energia geotérmica é útil para obter energia térmica. Em uma pequena instalação, é usado para fornecer água quente e aquecimento, por exemplo. No entanto, existem usinas geotérmicas que aproveitam o calor subterrâneo para gerar vapor de alta temperatura e gerar eletricidade.
O termo energia geotérmica é a energia que pode ser recuperada de reservatórios geotérmicos localizados no interior da Terra e utilizada para fins energéticos ou outros.
A energia geotérmica é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável.
As emissões de gases de efeito estufa de usinas geotérmicas em média 45 gramas de dióxido de carbono por quilowatt-hora de eletricidade, ou menos de 5% da quantidade de usinas convencionais de carvão.
Como a energia geotérmica pode ser convertida em energia elétrica?
Uma das aplicações mais utilizadas da energia geotérmica é a geração de eletricidade. A escolha da tecnologia para a produção de eletricidade depende do tipo de reservatório geotérmico.
O tratamento de vapor adicional é o mesmo que em uma usina convencional: o vapor é alimentado a uma turbina a vapor, que aciona o rotor de um gerador elétrico. Depois que a turbina a vapor entra no condensador, ela é condensada para retornar a água assim obtida à fonte geotérmica.
A energia geotérmica usa vapor para acionar a turbina a vapor. O vapor (úmido ou seco) pode ser obtido diretamente do reservatório, e também pode ser produzido artificialmente em rochas quentes e secas, os chamados sistemas geotérmicos avançados.
Em leitos com temperaturas de fluido mais baixas, o vapor para acionar as turbinas é obtido indiretamente pelo aquecimento do fluido de trabalho com ponto de ebulição menor que o ponto de ebulição da água.
A turbina a vapor é conectada a um gerador elétrico que converterá o movimento circular em energia elétrica.
Tipos de usinas geotérmicas
As usinas geotérmicas podem ser divididas em três tipos básicos:
-
Plantas de vapor seco.
-
Plantas de evaporação (simples e duplas).
-
plantas binárias.
Usinas geotérmicas a vapor seco
As usinas a vapor seco são o primeiro tipo de usina geotérmica a atingir o status comercial.
O vapor pode ser alimentado diretamente na turbina a partir do poço de produção e descarregado na atmosfera após a expansão. Vapor superaquecido é geralmente gerado e contém apenas pequenas quantidades de outros gases.
Esse ciclo de condensação direta é a opção mais simples e barata para produzir eletricidade. Eles são usados nos casos em que o vapor contém uma grande proporção de gases não condensantes.
Usinas geotérmicas evaporativas
A tecnologia de usinas geotérmicas evaporativas é aplicada em leitos de água dominantes. A energia neste caso é água pressurizada. Como a pressão no poço é geralmente menor do que a pressão no poço, a água sob pressão no poço flui para a superfície.
Como resultado da queda de pressão, uma certa porção do líquido evapora e o poço produz água quente e vapor ao mesmo tempo.
A planta de evaporação dupla é uma melhoria em relação à planta de evaporação simples, proporcionando 15-25% mais produção.
usinas geotérmicas de ciclo binário
As usinas geotérmicas de ciclo binário são as mais próximas das usinas térmicas convencionais (combustíveis fósseis ou nucleares).
O fluido de trabalho está dentro de um ciclo fechado. O fluido de trabalho selecionado recebe calor da Terra através do fluido geotérmico, evapora, expande na turbina, condensa e retorna ao evaporador por meio de uma bomba de alimentação.
As usinas binárias permitem a conversão de calor geotérmico em eletricidade a partir de reservatórios de água quente de baixa temperatura com temperaturas acima de 85 graus Celsius.
O uso de plantas binárias foi aprimorado com a introdução da tecnologia Kalina. Uma mistura de água e amônia evapora dentro de uma faixa de temperatura finita, produzindo vapor de dois componentes (por exemplo, 70% de amônia e 30% de água). Em contraste, o ciclo orgânico Rankine é baseado em fluidos puros que evaporam a uma determinada temperatura de evaporação.
