Energia Geotermica
L'ENERGIA GEOTERMICA
L’energia geotermica è una forma di energia
rinnovabile che deriva dal calore della Terra; le
manifestazioni più evidenti dell’energia geotermica
sono i fenomeni vulcanici, le sorgenti
termali,soffioni,geyser.
Il calore
immagazzinato nella
crosta terrestre e
che fluisce verso
l’esterno con l’aiuto
di fluidi come l’acqua
e vapore, proviene
dal mantello e dal
nucleo del pianeta.
In media il calore
terrestre calcolato è
pari a 0,06 W/m,
quindi per tutta la
superficie terrestre si
arriva a valori di
30.000 miliardi di
watt; questa energia
termica costituisce il
flusso termico e viene
espressa in HFN (
Heat Flow Unit ).
Schema di sistema
geotermico
Gli altri usi del calore geotermico
Oltre che per generare elettricità, il calore
geotermico e' impiegato in applicazioni dirette, che
assicurano un risparmio d'energia producendo
acqua a temperature comprese tra i 20 e i
150ƒC.Accanto alle cure termali, l'acqua calda
geotermica viene usata per riscaldare serre per la
floricoltura e l'orticoltura, per pastorizzare il
latte, per essiccare cipolle o legname, per lavare la
lana.
Altro uso abbastanza diffuso e' rappresentato dal
riscaldamento di edifici, sia privati che pubblici, o
di interi quartieri.
I vantaggi per l'ambiente:
L'energia da fonte geotermica è generata senza
ricorrere a combustibili fossili, quindi non produce le
sostanze inquinanti associate a questi combustibili.
Le centrali geotermiche producono inoltre altri
inquinanti gassosi non condensabili, come idrogeno
solforato, metano, ed i reflui liquidi possono
contenere disciolte sostanze quali metalli pesanti e
silicati.
I moderni sistemi di controllo delle emissioni e le
tecniche di reiniezione nel sottosuolo hanno tuttavia
ridotto al minimo quest'impatto.
Le centrali Geotermiche
PROCESSO
DELL’ENERGIA
GEOTERMICA…
Le centrali geotermiche sfruttano il calore delle profondità
terrestri. Infatti queste centrali vengono costruite su un
territorio particolare detta area geotermica ovvero una zona di
origine vulcanica o soggetta a fenomeni sismici.
A grande profondità, l’interno della Terra è molto caldo. Il
calore deriva probabilmente dalle rotture degli strati
rocciosi,le acque e i vapori riscaldatisi in profondità salgono
verso la superficie e possono essere utilizzati come fonte di
calore oppure per produrre energia elettrica. Il getto di
vapore caldo che esce dalla terra viene portato in centrale per
mezzo di tubi detti vapordotti.Se il vapore è presente ad alta
temperatura (200°-300°C ) viene convogliato direttamente alla
turbina che ne trasforma l'energia cinetica in energia
meccanica. L'asse della turbina è collegato al rotore
dell'alternatore che, ruotando, trasforma l'energia meccanica
ricevuta in energia elettrica alternata che viene trasmessa al
trasformatore. Il trasformatore innalza il valore della tensione
(400.000.v) e la immette nella rete di distribuzione. Il vapore
uscente dalla turbina viene riportato alla stato liquido in un
condensatore, mentre i gas,contenuti nel vapore, vengono
dispersi nell'atmosfera.
Una torre di raffreddamento consente di raffreddare l'acqua
prodotta dalla condensazione del vapore e di fornire acqua
fredda al condensatore.
L'acqua condensata viene smaltita reiniettandola nelle rocce
profonde da cui il vapore e' stato estratto.
La turbina a vapore e' costituita da
due elementi principali:
Il rotore, un grosso asse d'acciaio
nel quale sono inserite molte "ruote",
costituite da file di palette.
La cassa, un involucro cilindrico di
acciaio all'interno del quale sono
fissate altre file di palette fisse
(ugelli). Queste non ruotano, ma
formano degli "anelli", che vanno ad
interporsi tra le file di palette del
rotore, e servono ad indirizzare nel
modo corretto il vapore da una fila di
palette mobili all'altra. La cassa e'
divisa longitudinalmente in due meta',
collegate da grossi bulloni, che
servono ad indirizzare nel modo
corretto il vapore da una fila di
paletta all'altra.
Il vapore, attraversando le successive
file di palette fisse e mobili da
un'estremita' all'altra della turbina,
trasforma la sua energia di pressione
in energia di velocita' che provoca la
rotazione della turbina stessa, infine
esce dallo scarico
L'alternatore e' un
generatore di corrente
elettrica. È costituito da
due parti fondamentali,
una fissa e l'altra rotante,
dette rispettivamente
statore e rotore, su cui
sono disposti avvolgimenti
di rame isolati. I due
avvolgimenti si dicono
induttore (sul rotore) e
indotto (sullo statore).
Il trasformatore e' una
macchina elettrica statica atta a
trasferire, sfruttando il
fenomeno dell'induzione
elettromagnetica, energia
elettrica a corrente alternata da
un circuito a un altro
modificandone le caratteristiche.
Schematicamente un
trasformatore e' costituito da
due avvolgimenti, ciascuno
formato da un certo numero di
spire di filo di rame avvolte
attorno a un nucleo di ferro di
elevata permeabilità magnetica,
dei quali uno riceve energia dalla
linea di alimentazione, mentre
l'altro e' collegato ai circuiti di
utilizzazione.
Il condensatore e' collegato
allo scarico della turbina ed
e' costituito sostanzialmente
da un volume vuoto, percorso
dal vapore, in cui viene
spruzzata uniformemente
acqua sotto forma di piccole
goccioline, in modo da
portare l'acqua ed il vapore
strettamente a contatto tra
loro. I gas incondensabili,
presenti nel vapore
geotermico, vengono evacuati
dal condensatore tramite
l'estrattore in modo da
mantenere il grado di vuoto
richiesto.
La torre di refrigerazione è una costruzione di cemento,altra
anche 100 metri,a forma di tronco di cono. L’acqua calda arriva
alla torre attraverso un grosso tubo e viene distribuita in
tubazioni con molti fori che la fanno cadere a pioggia. Il vapore
acqueo comincia a salire creando una forte corrente ascensionale.
L’aria esterna più fredda viene risucchiata dalla base della torre.
L’acqua fredda finisce nel serbatoio collocato sul fondo; poi esce
dalla torre per ritornare al condensatore, in circuito chiuso.
Nelle centrali, il vapore o l'acqua
calda forniscono la forza necessaria a
muovere le turbine che producono
elettricità.L'acqua di scarico delle
centrali geotermiche viene poi
reiniettata in profondità nel serbatoio,
attraverso appositi pozzi di
reiniezione, mantenendo così la
pressione del serbatoio ed evitando
l'inquinamento di falde o corsi d'acqua
in superficie.
L'acqua reiniettata sarà di nuovo
scaldata dalla Terra.
È della stessa tipologia
dei pozzi petrolifici.
Internamente è
rivestito da un tubo di
acciaio sino ad una
certa profondità,
lasciando il foro
scoperto nella parte
terminale. L'acqua
recuperata dallo scarico
della centrale o dai
separatori dei pozzi
viene convogliata al
pozzo di reiniezione
tramite appositi
acquedotti, e poi
rimmessa nel sottosuolo
direttamente o
mediante apposite
pompe.
Le tipologie di centrale:
Ci sono vari tipi di centrali geotermiche,in funzione
della temperatura e della pressione del serbatoio
che le alimenta:
-Sistemi ad alta temperatura
-Sistemi a temperatura moderata
•
Sistemi ad alta temperatura
I sistemi ad alta temperatura possono essere sistemi
"a vapore dominante", se il fluido geotermico si trova
sotto forma di vapore.
In questo caso, l'energia geotermica viene utilizzata
principalmente per produrre energia elettrica.
Nei sistemi cosiddetti "ad acqua dominante" il fluido
geotermico si trova nel sottosuolo in forma liquida ad
alta temperatura e sotto pressione.
Quando un pozzo geotermico viene perforato, la
pressione diminuisce bruscamente e l'acqua
vaporizza, risalendo in superficie come miscela di
acqua e vapore.
In questi casi, l'energia geotermica può essere
utilizzata sia per produrre energia elettrica,che
usata direttamente.
•
Sistemi a temperatura media
Per serbatoi che producono acqua a temperature
moderate abbiamo la tecnologia del ciclo binario è
la più redditizia.
In questi sistemi il fluido geotermico viene utilizzato
per vaporizzare, attraverso uno scambiatore di
calore, un secondo liquido, con temperatura di
ebollizione più bassa rispetto all'acqua.
Il fluido secondario si espande in turbina e viene
quindi condensato e riavviato allo scambiatore in un
circuito chiuso, senza scambi con l'esterno.
… Un po’ di storia
L'utilizzo delle acque geotermiche è antichissimo e
risale probabilmente al Paleolitico superiore.
Tuttavia, il suo sviluppo in chiave più
specificamente sanitaria, ha avuto origine in
Giappone e in Italia circa 2000 anni fa.
Solo a partire dal Rinascimento, però, il termalismo
viene trattato in maniera scientifica.
Gli usi energetici dei fluidi geotermici si
svilupparono più tardi di quelli termali.
A partire dagli anni '20, l'attività geotermica si
diffuse anche in Giappone, Islanda e Ungheria e
poi, dagli anni '50, nel resto del mondo.
Centrale di Lardarello…
Gli impianti di Lardarello (Pisa) hanno
un'origine datata ben prima della
metà dell'ottocento. I vapori
provenienti dal sottosuolo erano una
valida alternativa delle innovative
macchine a vapore industriali
dell'epoca ed avevano il pregio di non
utilizzare il costoso carbone per
alimentare le caldaie. Un vantaggio
che non passò inosservato agli
imprenditori toscani del primo
ottocento. Una tradizione toscana
che arriva fino ai nostri giorni e che
pone la regione Toscana ai primi
posti dello sfruttamento dell'energia
rinnovabile dalla geotermia. Non è un
caso che proprio a Lardarello si trovi
un "Museo dedicato al vapore".
Immagine...
La nostra Centrale...
Realizzato da:
-Alfonso Beatrice
-Ferdico Katia
-Lo Giudice Ornella
-Pace Eleonora