Energia Geotérmica

Planta geotérmica

Planta geotérmica

As usinas de energia geotérmica são as plantas responsáveis ​​pela conversão da energia geotérmica em eletricidade. Uma usina geotérmica é uma instalação onde a eletricidade é gerada pela energia geotérmica.

A energia geotérmica é a energia térmica contida no interior da Terra. Estas instalações realizam uma troca termodinâmica a uma certa profundidade das camadas terrestres para aquecer um fluido. Esse calor é usado para gerar eletricidade. Como o calor dentro da Terra é inesgotável, pode-se dizer que essa forma de geração de eletricidade é uma fonte de energia renovável.

As usinas de energia geotérmica são semelhantes a outras usinas de turbinas a vapor. Em todas as usinas termelétricas, o calor é gerado de uma maneira ou de outra para aquecer um fluido e gerar vapor. Com o vapor gerado, uma turbina a vapor conectada a um gerador elétrico é operada. Desta forma, a eletricidade é gerada. Subsequentemente, o fluido é resfriado e retornado à fonte de calor. A diferença entre as diferentes usinas termoelétricas é baseada na maneira pela qual o calor inicial é obtido. Nas termelétricas, elas são obtidas através da combustão de combustíveis fósseis, geralmente carvão ou gás natural. Em usinas nucleares, o calor é obtido por reações de fissão nuclear dos átomos. No caso das usinas de energia geotérmica, o calor é obtido a partir das camadas internas da Terra.

Três tipos de usinas geotérmicas podem ser distinguidos dependendo da temperatura, profundidade e qualidade da água e do vapor extraído.

  • Centrais geotérmicas de ciclo binário
  • Plantas geotérmicas a vapor seco.
  • Usinas de energia geotérmica a vapor flash ou usinas de energia a vapor flash.

Plantas geotérmicas de ciclo binário

As usinas hidrelétricas de ciclo binário geotérmico são o desenvolvimento mais recente. Este tipo de usinas termoelétricas pode trabalhar com temperaturas não muito altas, de apenas 57 graus Celsius. A principal característica deste tipo de planta é que a água moderadamente quente é passada junto com outro fluido com um ponto de ebulição muito menor que o da água. Como o fluido secundário tem um ponto de ebulição tão baixo, ele rapidamente se vaporiza e pode ser usado para alimentar as turbinas a vapor.

Este é o tipo mais comum de usina de energia geotérmica dentro dos projetos atualmente em construção. Tanto o ciclo Rankine quanto o ciclo Kalina são usados. A eficiência térmica das usinas geotérmicas de ciclo binário é de aproximadamente 10-13%.

Centrais geotérmicas a vapor a seco

As usinas geotérmicas de vapor seco são as usinas geotérmicas de projeto mais simples e antigo. Eles usam diretamente vapor geotérmico a 150 graus Celsius ou mais para mover as turbinas a vapor.

As usinas geotérmicas de vapor seco aproveitam diretamente o vapor que sai das fraturas do solo e movimentam uma turbina que gera eletricidade.

Usinas de energia a vapor geotérmica flash ou flash

O flash geotérmico ou flash usaram a água das profundezas da Terra. Esta água está a uma temperatura em torno de 200 graus Celsius ou 473 graus Kelvin devido à energia térmica transmitida pelo magma.

As usinas de vapor a vapor fazem a água quente subir a alta pressão através de poços e introduzi-la em tanques de baixa pressão. Devido a esta mudança de pressão, o processo termodinâmico ocorre pelo qual a água líquida se transforma em vapor.

Como o centro da Terra está em alta pressão, a água a esta temperatura é mantida em estado líquido graças às leis de pressão e termodinâmicas. No momento em que a água líquida é bombeada para fora, onde a pressão é a pressão atmosférica, ela se torna vapor.

O vapor gerado na saída é usado para mover a turbina a vapor conectada a um gerador elétrico. Desta forma, a energia elétrica é gerada.

O resto da água que não foi vaporizada é devolvido à reserva. A água líquida restante e o vapor condensado podem ser injetados novamente nos tanques geotérmicos. Essa ação ajuda a transformar o processo em um processo mais sustentável.

Eficiência energética e fator de carga de usinas geotérmicas

A eficiência energética das usinas geotérmicas é baixa, aproximadamente 10 a 23%, porque os fluidos geotérmicos estão em baixas temperaturas em comparação com as caldeiras a vapor. Pelas leis da termodinâmica, essa baixa temperatura limita a eficiência das máquinas térmicas.

Na extração de energia útil durante a produção de eletricidade, o calor desperdiçado é perdido a menos que possa ser usado diretamente e localmente, por exemplo, em estufas, serrarias ou aquecimento urbano. A baixa eficiência energética do sistema não afeta os custos operacionais tanto quanto um carvão ou outra usina de combustível fóssil, mas pesa sobre a viabilidade da usina. Para produzir mais energia do que a consumida pelas bombas de calor, a geração de eletricidade requer campos geotérmicos de alta temperatura e ciclos térmicos especializados.

Como a energia geotérmica não é baseada em fontes de energia intermitentes, como outras fontes de energia renovável, como energia eólica ou solar, seu fator de carga pode ser muito alto.

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Última revisão: 2 de julho de 2019