Géothermie

Énergie géothermique

Énergie géothermique

L'énergie géothermique est un type d'énergie renouvelable à une échelle humaine qui provient de la chaleur de l'intérieur de la Terre. L'énergie thermique équestre peut être obtenue sans la combustion d'aucun matériau, c'est donc une forme d'énergie propre sans émissions de dioxyde de carbone.

La température dans les couches intérieures de la Terre reste constante pendant les différentes saisons de l'année. En général, les couches intérieures sont plus chaudes que la surface en hiver et plus fraîches en été. En effet, les couches superficielles sont chauffées et refroidies plus facilement selon les lois de la thermodynamique.

Parfois, cette énergie géothermique est liée à d'autres phénomènes géologiques tels que la présence de geysers, de volcans ou de sources thermales. Ces phénomènes facilitent grandement la possibilité d'extraire de l'énergie thermique dans des installations situées à proximité de ces zones.

Pour tirer parti de l'énergie géothermique, un fluide traverse la zone chaude, ce qui le chauffe suffisamment pour le transformer en vapeur. Cette vapeur, avec une énergie interne élevée, peut être utilisée pour la transformer en énergie mécanique au moyen d'une turbine à vapeur et plus tard en énergie électrique.

Applications de l'énergie géothermique

Les applications de l'énergie géothermique reposent sur l'utilisation de l'énergie thermique et la production d'électricité. Plus concrètement, certaines des applications de cette énergie renouvelable sont les suivantes:

  • Air conditionné en été. Dans une maison avec chauffage au sol, vous pouvez faire circuler le fluide de chauffage dans le sous-sol. Cette eau acquiert une température d'environ 15 ° C qui facilitera le refroidissement de la maison.
  • Chauffage en hiver. Pour la même raison que dans le cas de la climatisation. Dans ce cas, nous utiliserons une pompe à chaleur pour faire passer les 15 ° C à 19 ou 20 ° C dans lesquels nous souhaitons mettre le chauffage. Ce modèle est également applicable aux serres, aux élevages d'animaux, etc.
  • Production d'eau chaude sanitaire pour la douche, le lavage des vêtements, la vaisselle, etc.
  • Production d'électricité dans les centrales électriques.
  • Production de chaleur pouvant être appliquée à des procédés industriels tels que le chauffage, le séchage, l'évaporation, la distillation, la stérilisation, le dégivrage, le lavage et l'extraction de sels

Production d'énergie géothermique

Le système de production d'énergie géothermique repose sur la différence de température entre le sous-sol et la surface. L'énergie est échangée sous forme de chaleur - énergie thermique - à travers deux circuits d'eau fermés qui les relient. Pour plus de chaleur en hiver, l'eau dans le circuit de la sonde géothermique, qui est un circuit en matière plastique disposé dans des trous verticaux qui atteignent entre 80 et 200 mètres de profondeur, tourne, entraîné par un sous-sol de la pompe à chaleur, l'eau de chaleur le circuit émetteur de rayonnement, un circuit fermé qui fournit la chaleur dans le bâtiment. En été, l'opération est analogue, mais la chaleur se déplace dans la direction opposée. L'efficacité de l'énergie géothermique est d'autant plus grande que le circuit du sous-sol est profond, car la différence de température est plus grande.

Pour obtenir de l'eau chaude, le circuit de collecte chauffe l'eau chaude d'un circuit ouvert provenant du réseau d'eau et pouvant être stocké dans un ou plusieurs réservoirs. L'eau chaude peut également être utilisée pour déplacer une turbine, transformant ainsi l'énergie géothermique en énergie mécanique, en l'occurrence l'énergie cinétique. L'énergie mécanique peut être utilisée pour déplacer des machines ou pour la transformer en énergie électrique: l'électricité.

Pour les petites puissances des énergies renouvelables (sortie de jusqu'à 30 kilowatts (kW)) Dialects est possible d'agencer les capteurs à tubes d'eau à l'horizontale et peu profonde de la chaleur, soit entre un et cinq mètres, généralement entre un et demi et deux, par exemple sous un jardin. La pompe à chaleur est la taille d'un réfrigérateur mais elle est très silencieuse et peut être installée dans le garage, par exemple.

Type de source géothermique

L'énergie géothermique est obtenue par l'extraction de la chaleur interne de la Terre. Il y a plusieurs zones avec des eaux thermales. Ces eaux thermales peuvent être celles utilisées dans les spas ou autres centres. Ces eaux sont réchauffées par la température à l'intérieur de la Terre. Dans les zones où les sources chaudes sont très chaudes, le forage peu profond se fait à travers des fractures naturelles.

L'eau chaude et / ou la vapeur, qui ont une certaine quantité d'énergie interne, peuvent s'écouler naturellement par les impulsions de l'eau et des flux de vapeur, mais aussi par pompage. Vous devez sélectionner la méthode à utiliser en fonction de la méthode la plus rentable. Il n'existe pas une méthode unique pour tirer parti de ce type d'énergie, car certains projets ont dû être rejetés dans certains pays en raison de leur impossibilité économique.

Magma - énergie géothermique

Le magma (roche en fusion) est une grande source d'énergie géothermique, puisque les roches ne se trouvent à l'état liquide qu'à des températures extrêmement élevées. Malgré cela, avec la technologie disponible à l'heure actuelle, il n'est pas possible de tirer parti de ce type de source d'énergie renouvelable, c'est économiquement irréalisable.

Les exploitations d'extraction de l'eau chaude ont généralement un nombre pair de puits, car l'eau chaude est extraite et l'autre injecte de l'eau dans l'aquifère une fois qu'il a refroidi. Ce système présente plusieurs avantages:

  • Il y a peu de chances que l'eau du réservoir s'épuise, puisque le volume reste constant lorsque l'eau est injectée en continu.
  • Il n'y a pas d'émissions de gaz dissous, car le circuit d'eau est fermé, ce qui évite une éventuelle contamination à l'extérieur.

Type de dépôts en fonction de la température de l'eau

Les différents types de dépôts d'énergie géothermique sont classés en fonction de la température de leur source thermodynamique. De cette façon, nous avons l'énergie géothermique de haute température, de température moyenne et d'énergie géothermique à basse et très basse température.

 

Énergie géothermique à haute température

Ce type d'énergie renouvelable se trouve dans les zones où la couche de croûte est encore active et dont la température varie entre 150 ° C et 400 ° C. Dans ces cas, la vapeur arrive à la surface par une turbine à vapeur qui produit de l'électricité. être déplacé par la force de la vapeur. Pour trouver une zone d'où extraire de l'eau chaude, une zone géothermique, vous devez trouver une couche supérieure composée de:

  • Couverture des roches imperméables, qui permettent la filtration de l'eau.
  • Aquifère ou dépôt à haute perméabilité, entre 300 m et 2 km de profondeur.
  • Sol fracturé, permet la circulation des fluides par convection, donc le transfert de chaleur atteint la surface.
  • Source de chaleur magmatique, à une profondeur comprise entre 3 km et 15 km et à une température comprise entre 500 ° C et 600 ° C

Les perforations à faire pour extraire l'eau chaude sont presque égales à celles qui permettent d'extraire le pétrole des puits.

Énergie géothermique à température moyenne

Dans les centrales géothermiques à température moyenne, la température des fluides aquifères se situe à des températures nettement inférieures, à des températures comprises entre 70 ° C et 150 ° C, pour lesquelles les performances de conversion de vapeur l'électricité est assez mineure, dans ce cas il faut ajouter un composant volatil. Ce type d'énergie géothermique peut être transformé en petites centrales électriques, mais c'est dans la distribution à travers le réseau urbain où l'utilisation est maximale, qu'il est utilisé pour le chauffage et le refroidissement, avec des machines à absorption. Ceci est utilisé pour la production d'électricité, il faut que le fluide soit entre 120 ° C et 180 ° C

à basse température géothermique

Il est utilisé dans de grandes surfaces, plus grandes que le travail à des températures élevées ou les zones intermédiaires. Se trouve dans les bassins sédimentaires, le bassin de fluide de fuite est à une température comprise entre 50 ° C et 70 ° C

Énergie géothermique à très basse température

Il est utilisé pour répondre aux besoins domestiques, urbains et agricoles. Les fluides que l'on peut trouver sont à des températures comprises entre 20 ° C et 50 ° C.

L'énergie géothermique à basse température et l'énergie géothermique à très basse température sont très utiles pour les systèmes de chauffage urbain, à travers des circuits fermés.

Centrales géothermiques

Les centrales géothermiques ont pour fonction de générer de l'électricité à partir de l'énergie thermique de l'intérieur de la Terre. Pour cela, ils ont des échangeurs de chaleur dans le but de générer de la vapeur. Avec la pression de vapeur, une turbine à vapeur est activée pour obtenir de l'énergie mécanique. L'énergie mécanique obtenue par la turbine à vapeur peut facilement être convertie en énergie électrique par un générateur électrique.

La centrale géothermique principale est située en Toscane, près de la ville de Pise et s'appelle Central Geothermal Larderello. Une image du centre dans la partie centrale d'une vallée et la vision de kilomètres de tuyaux d'un mètre de diamètre qui vont vers la centrale thermique montrent l'impact de l'aménagement paysager généré.

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Dernier examen: 3 janvier 2018