¿Qué es la energía geotérmica y cómo funciona?
Cantidades masivas de energía térmica, denominada energía geotérmica, se encuentra reservada bajo la corteza terrestre. Esto se ha producido a partir de la descomposición radiactiva de los minerales y elementos. El agua y el vapor transportan la energía geotérmica a la superficie de la Tierra.
La energía geotérmica es un buen recurso para aplicaciones de calefacción y refrigeración o para generar electricidad limpia, dependiendo de sus características. Sin embargo, para la generación de electricidad se necesitan recursos de alta o media temperatura (explotación de temperaturas superiores a 180°C). Este tipo de energía geotérmica generalmente se encuentra cerca de las regiones tectónicamente activas.
En las centrales eléctricas geotérmicas, el calor generado desde las profundidades de la tierra se utilizará para producir vapor para convertir la electricidad. A veces, la bomba de calor geotérmica aprovecha las reservas de calor de la superficie terrestre para utilizar diversas aplicaciones de calefacción.
¿Por qué es importante la energía geotérmica?
Es una fuente de energía que produce electricidad con un impacto ambiental mínimo.
Esta es una de las fuentes de energía renovables más prometedoras, una forma confiable, limpia y segura de producción de energía, y se están realizando diferentes avances y mejoras para hacerla más eficiente.
La energía geotérmica es un proceso que aprovecha el calor debajo de la superficie del planeta, por lo que no se requiere costo de calefacción.
En lo profundo de la corteza terrestre, hay magma fundido (piedras fundidas) que provocan un calor intenso. Esto puede calentar depósitos de agua y espacios de aire. Las temperaturas del agua son de aproximadamente 20 oC a 15 pies por debajo de la superficie de la tierra, pero será mucho más caliente a medida que descienda más profundamente de la superficie de la tierra.
Tipos de energía geotérmica:
- Sistemas de calefacción urbana y de uso directo.
- Plantas de energía geotérmica.
- Bombas de calor geotérmicas
Principales países productores de energía geotérmica:
- Estados Unidos de America
- Indonesia.
- Filipinas.
- Turquía.
- Nueva Zelanda.
- México.
- Italia.
- Islandia.
Tecnología en planta de energía geotérmica:
Las tecnologías para la producción de energía a partir del calor geotérmico disponibles en reservorios hidrotermales con permeabilidad han estado funcionando desde 1913. Hay varias tecnologías disponibles para aplicaciones en bombas de calor geotérmicas, calefacción urbana y pueden ser consideradas para el avance de la tecnología existente.
Varias plantas de energía en funcionamiento en estos días son plantas secas o plantas flash (simple, doble y triple) que explotan temperaturas superiores a 180 ° C. Pero las áreas de temperatura se utilizan cada vez más para la generación de electricidad o la generación combinada de calor en la tecnología de ciclo binario. En eso, el fluido geotérmico se utiliza a través del intercambiador de calor para calentar el fluido en una operación de ciclo cerrado. Además, se han desarrollado nuevas tecnologías, como Enhanced Geothermal Systems (EGS), que pueden estar en fase de demostración.
Las instalaciones pueden haberse realizado de dos formas. Uno es de carácter más sencillo, llamado "Uso directo", en el que se han perforado tuberías hasta el nivel freático para sacar el agua caliente que se usa en los hogares. Es necesario emplear una bomba específica en los casos para extraer el agua que se utiliza para alimentar el sistema de calefacción de aire en climas fríos. Este tipo de suministro representa aproximadamente el 70 por ciento, mientras que aproximadamente el 30% de su uso corresponde a energía eléctrica.
Otra forma es un poco más amplia en escala, en la que el agua se ha enviado a más profundidad al suelo a través de tubos. Se calienta a medida que el agua pasa a través de una red de tuberías, y el vapor se aprovecha para hacer girar las turbinas y generar electricidad. Este tipo está en auge en áreas con temperaturas subterráneas y más calientes, particularmente en lugares volcánicos geológicamente jóvenes o concurridos. Estas áreas generalmente tienen placas tectónicas y más líneas de concreto, lo que permite que más calor del subsuelo llegue a la superficie.
En lo profundo de la corteza terrestre, hay una roca fundida conocida como magma. Está en forma de piedra en la superficie exterior, pero se ha derretido en forma líquida debajo del suelo como consecuencia del calentamiento de la energía geotérmica. Este puede estar ubicado a unos 1800 km de profundidad bajo la superficie. Sin embargo, más cerca de la superficie, las capas de la piedra son comparativamente más calientes adecuadas para mantener el aire y el agua a una temperatura de aproximadamente 60 ° F. La energía geotérmica se beneficia de estas temperaturas cercanas a la superficie terrestre para generar electricidad.
En áreas con temperaturas más altas cercanas a la superficie terrestre. Se pueden perforar pozos y bombear agua. El agua corre por las grietas de las piedras y se calienta. Contribuye a la superficie como vapor y agua, en los que su energía se puede utilizar para impulsar generadores de energía y turbinas. Sin embargo, en la actualidad, no existe ninguna tecnología que permita a las personas aprovechar el calor de la roca fundida. Quizás en el futuro, podría serlo.
En diferentes áreas, se puede utilizar un sistema de bomba de calor geotérmica que consta de bombas y tuberías para calentar casas. Esto se logra abriendo la máquina, extrayendo el aire más caliente para nutrir el sistema de suministro de aire interior durante el invierno.
Bomba de calor geotérmica:
Una bomba de calor geotérmica (GHP) es un sistema de calefacción y / o enfriamiento centralizado o arreglos especiales de bombeo que transfieren el calor del suelo y se pueden utilizar siempre sin intermitencias, como un recurso de calor (en la temporada de invierno) o como un disipador de calor durante la temporada de verano).
WGisol, Ciclo de compresión de vapor, CC BY-SA 4.0
Lea también
- Energía nuclear a energía mecánica.
- ¿Se conserva la energía cinética en una colisión elástica?
- Ejemplo de energía radiante a energía cinética.
- ¿Se conserva la energía mecánica?
- Energía potencial elástica a energía cinética.
- ¿Por qué varía la densidad de energía en los campos electromagnéticos?
- Cómo calcular la energía eléctrica generada por un panel solar fotovoltaico
- Energía radiante a energía química.
- Cómo medir la energía potencial de un saltador de esquí en el punto de inicio del salto
- Cómo calcular la pérdida de energía en un sincrotrón
Soy Subrata, Ph.D. en Ingeniería, más específicamente interesado en los dominios relacionados con la ciencia nuclear y energética. Tengo experiencia en múltiples dominios, desde ingeniero de servicio para accionamientos electrónicos y microcontroladores hasta trabajos especializados de I + D. He trabajado en varios proyectos, incluida la fisión nuclear, la fusión con energía solar fotovoltaica, el diseño de calentadores y otros proyectos. Tengo un gran interés en el dominio de la ciencia, la energía, la electrónica y la instrumentación, y la automatización industrial, principalmente debido a la amplia gama de problemas estimulantes heredados de este campo, y cada día cambia con la demanda industrial. Nuestro objetivo aquí es ejemplificar estas materias científicas complejas y no convencionales de una manera fácil y comprensible al punto.