L'énergie géothermique est utile pour obtenir de l'énergie thermique. Dans une petite installation, il est utilisé pour fournir de l'eau chaude et du chauffage, par exemple. Cependant, il existe des centrales géothermiques qui exploitent la chaleur souterraine pour générer de la vapeur à haute température et produire de l'électricité.
Le terme énergie géothermique est l'énergie qui peut être récupérée à partir de réservoirs géothermiques situés à l'intérieur de la Terre et utilisée à des fins énergétiques ou autres.
L'énergie géothermique est considérée comme une source d'énergie renouvelable et durable.
Les émissions de gaz à effet de serre des centrales géothermiques sont en moyenne de 45 grammes de dioxyde de carbone par kilowattheure d'électricité, soit moins de 5 % de la quantité des centrales électriques au charbon conventionnelles.
Comment transformer l'énergie géothermique en énergie électrique ?
L'une des applications les plus utilisées de l'énergie géothermique est la production d'électricité. Le choix de la technologie de production d'électricité dépend du type de réservoir géothermique.
Le traitement ultérieur de la vapeur est le même que dans une centrale électrique conventionnelle : la vapeur est acheminée vers une turbine à vapeur, qui entraîne le rotor d'un générateur électrique. Une fois la turbine à vapeur entrée dans le condenseur, elle est condensée pour renvoyer l'eau ainsi obtenue à la source géothermique.
L'énergie géothermique utilise de la vapeur pour entraîner la turbine à vapeur. La vapeur (humide ou sèche) peut être obtenue directement du réservoir, et elle peut également être produite artificiellement dans des roches chaudes et sèches, appelées systèmes géothermiques avancés.
Dans les lits avec des températures de fluide plus basses, la vapeur pour entraîner les turbines est obtenue indirectement en chauffant le fluide de travail avec un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition de l'eau.
La turbine à vapeur est reliée à un générateur électrique qui convertira le mouvement circulaire en énergie électrique.
Types de centrales géothermiques
Les centrales géothermiques peuvent être divisées en trois types de base :
-
Centrales à vapeur sèche.
-
Installations d'évaporation (simples et doubles).
-
plantes binaires.
Centrales géothermiques à vapeur sèche
Les centrales à vapeur sèche sont le premier type de centrales géothermiques à atteindre le statut commercial.
La vapeur peut être introduite directement dans la turbine depuis le puits de production et rejetée dans l'atmosphère après détente. De la vapeur surchauffée est généralement générée et ne contient que de petites quantités d'autres gaz.
Un tel cycle de condensation directe est l'option la plus simple et la moins chère pour produire de l'électricité. Ils sont utilisés dans les cas où la vapeur contient une grande proportion de gaz non condensés.
Centrales géothermiques à évaporation
La technologie des centrales géothermiques à évaporation est appliquée dans les lits d'eau dominants. L'énergie dans ce cas est de l'eau sous pression. La pression dans le puits étant généralement inférieure à la pression dans le puits, l'eau sous pression dans le puits s'écoule à la surface.
À la suite de la chute de pression, une certaine partie du liquide s'évapore et le puits produit de l'eau chaude et de la vapeur en même temps.
L'installation à double évaporation est une amélioration par rapport à l'installation à simple évaporation, fournissant 15 à 25 % de production en plus.
centrales géothermiques à cycle binaire
Les centrales géothermiques à cycle binaire sont les plus proches des centrales thermiques conventionnelles (combustibles fossiles ou nucléaires).
Le fluide de travail est à l'intérieur d'un cycle fermé. Le fluide de travail sélectionné reçoit la chaleur de la Terre à travers le fluide géothermique, s'évapore, se détend dans la turbine, se condense et retourne à l'évaporateur au moyen d'une pompe d'alimentation.
Les centrales binaires permettent la conversion de la chaleur géothermique en électricité à partir de réservoirs d'eau chaude à basse température avec des températures supérieures à 85 degrés Celsius.
L'utilisation des plantes binaires a été améliorée avec l'introduction de la technologie Kalina . Un mélange d'eau et d'ammoniac s'évapore dans une plage de température finie, produisant une vapeur à deux composants (par exemple, 70 % d'ammoniac et 30 % d'eau). En revanche, le cycle organique de Rankine est basé sur des fluides purs qui s'évaporent à une température d'évaporation donnée.