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Géothermie

Centrales géothermiques : fonctionnement, types et efficacité

Centrales géothermiques : fonctionnement, types et efficacité

Les centrales géothermiques sont les centrales chargées de convertir l'énergie géothermique en électricité. Ces centrales puisent la chaleur des ressources géothermiques dans les couches internes de la Terre pour générer de la vapeur qui alimente un générateur qui produit de l' électricité.

QU'EST-CE QU'UNE ENTITÉ ? ...
QU'EST-CE QU'UNE ENTITÉ ? [comment la gérer]

La géothermie profonde est l' énergie thermique d'une ressource géothermique. Ces installations travaillent avec des puits de production oú de l'eau descend pour capter l'énergie géothermique en forme de chaleur. Après, sur la surface, le fluide géothermal réalise un échange thermodynamique pour produire de l'électricité. Finalement, l'eau géothermale est réinjectée dans le sous-sol.

La température à l'intérieur de la croûte terrestre augmente d'environ 25 à 30 degrés Celsius par kilomètre de profondeur. Cette variation de température s'appelle un gradient géothermique.

La centrale géothermique de Bouillante en Guadeloupe, a deux unités de production et est la première centrale productrice d'électricité en France. D'autres projets sont à l'étude en Guadeloupe, Martinique, Réunion et Mayotte. D'autres projets sont à l'étude en Martinique, Guadeloupe, Mayotte et Réunion.

Comment fonctionne une centrale géothermique ?

Le fonctionnement des centrales géothermiques pour la production d'électricité est similaire à celui des autres centrales à turbine à vapeur.

Dans toutes les centrales thermoélectriques, la chaleur est générée sous une forme ou une autre pour chauffer l'eau à l'aide d'un échangeur de chaleur et créer de la vapeur. Ensuite, une turbine à vapeur connectée à un générateur électrique produit un courant électrique grâce à la vapeur générée. Par la suite, l'eau chaude est refroidie et renvoyée à la source de chaleur.

La différence entre les différentes centrales thermoélectriques est basée sur la façon dont la chaleur initiale est obtenue. Par exemple, les centrales géothermiques utilisent des ressources hydrothermales. Pendant ce temps, les centrales thermiques conventionnelles obtiennent en brûlant des combustibles fossiles ou par des réactions nucléaires - les centrales nucléaires.

Dans le cas des centrales géothermiques, la chaleur est obtenue à partir de réservoirs géothermiques dans les couches internes de la Terre.

Types de centrales géothermiques

Il existe trois types de centrales géothermiques :

1. Centrales à cycle binaire

Les centrales à cycle binaire peuvent fonctionner à des températures peu élevées, à seulement 57 degrés Celsius. C'est le type le plus courant dans les nouveaux projets en construction.

De l'eau modérément chaude est passée avec un autre fluide avec un point d'ébullition beaucoup plus bas que l'eau. Comme le fluide secondaire à un point d'ébullition si bas, il se vaporise rapidement et peut être utilisé pour alimenter des turbines à vapeur.

Ils utilisent le cycle de Rankine et le cycle de Kalina. De plus, l'efficacité thermique des centrales géothermiques à cycle binaire est d'environ 10 à 13 %.

2. Centrales géothermiques à vapeur sèche

Une centrale électrique géothermique à vapeur sèche est la centrale géothermique la plus simple et la plus ancienne. Ils utilisent directement de la vapeur géothermique à 150 degrés Celsius ou plus pour entraîner des turbines à vapeur.

Les centrales géothermiques à vapeur sèche exploitent directement la vapeur des fractures du sol pour entraîner une turbine qui génère de l'électricité.

3. Centrales géothermiques à vapeur flash ou flash

Les centrales géothermiques à vapeur flash ou flash utilisent l'eau des profondeurs de la Terre. Cette eau est à une température d'environ 200 degrés Celsius ou 473 degrés Kelvin en raison de l'énergie thermique transmise par le magma.

Les centrales à vapeur instantanée élèvent de l'eau chaude à haute pression à travers des puits et dans des réservoirs à basse pression. En raison de ce changement de pression, le processus thermodynamique se produit par lequel l'eau liquide se transforme en vapeur.

Le centre de la Terre étant sous haute pression, l'eau à cette température est maintenue à l'état liquide grâce à la pression et aux lois thermodynamiques. Ainsi, lorsque l'eau liquide est pompée, où la pression est atmosphérique, elle se transforme en vapeur.

La vapeur générée en sortie entraîne la turbine à vapeur reliée à un générateur électrique. De cette manière, de l' énergie électrique est générée.

L'eau restante qui ne s'est pas vaporisée est renvoyée dans la réserve. L'excédent d'eau liquide et de vapeur condensée peut être réinjecté dans les réservoirs géothermiques. Cette action contribue à rendre le processus plus durable.

 

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Date de publication : 2 juillet 2019
Dernier examen : 15 octobre 2021