Qu'est-ce qu'une centrale géothermique et comment fonctionne-t-elle?

centrale géothermique

La géothermie est un type d'énergie renouvelable capable d'exploiter la chaleur du sous-sol terrestre pour chauffer les bâtiments et obtenir de l'eau chaude de manière plus écologique. C'est l'une des sources renouvelables les moins connues, mais ses résultats sont très remarquables.

Cette énergie Elle doit être générée dans une centrale géothermique, mais qu'est-ce qu'une centrale géothermique et comment fonctionne-t-elle?

Centrale géothermique

émissions de gaz d'une centrale géothermique

Une centrale géothermique est une installation où la chaleur est extraite de la Terre pour produire de l'énergie renouvelable. Les émissions de dioxyde de carbone dans l'atmosphère provenant de la production de ce type d'énergie sont d'environ 45 g en moyenne. Cette représente moins de 5% des émissions correspondant dans les centrales à combustibles fossiles, il peut donc être considéré comme une énergie propre.

Les plus grands producteurs d'énergie géothermique au monde sont les États-Unis, les Philippines et l'Indonésie. Il faut tenir compte du fait que la géothermie, bien que renouvelable, est une énergie limitée. Elle est limitée, non pas parce que la chaleur de la Terre va s'épuiser (loin de là), mais qu'elle ne peut être extraite de manière viable que dans certaines parties de la planète où l'activité thermique terrestre est plus puissante. Il s'agit de ces "points chauds" où plus d'énergie peut être extraite par unité de surface.

Étant donné que les connaissances sur l'énergie géothermique ne sont pas très avancées, la Geothermal Energy Association estime qu'elle est seulement exploitée actuellement 6,5% du potentiel mondial de cette énergie.

Ressources d'énergie géothermique

réservoir d'énergie géothermique

La croûte terrestre agissant comme une couche isolante, pour obtenir de l'énergie géothermique, la terre doit être percée de tuyaux, de magma ou d'eau. Cela permet l'émission de l'intérieur et son captage à travers les centrales géothermiques.

Production d'électricité géothermique nécessite des températures élevées cela ne peut venir que des parties les plus profondes de la terre. Afin de ne pas perdre de chaleur pendant le transport vers l'usine, des conduits magmatiques, des sources chaudes, une circulation hydrothermale, des puits d'eau ou une combinaison de tous doivent être construits.

La quantité de ressources disponibles à partir de ce type d'énergie il augmente avec la profondeur à laquelle il est percé et la proximité des bords des plaques. Dans ces endroits, l'activité géothermique est plus grande, donc il y a plus de chaleur utilisable.

Comment fonctionne une centrale géothermique?

L'exploitation d'une centrale géothermique repose sur une opération assez complexe qui fonctionne en un système de plantes sur le terrain. Autrement dit, l'énergie est extraite de l'intérieur de la Terre et transportée vers l'usine où l'électricité est produite.

Champ géothermique

zone de réservoir géothermique

Le champ géothermique où vous travaillez correspond à la superficie du terrain avec un gradient géothermique plus élevé que la normale. Autrement dit, une plus grande augmentation de la température en profondeur. Cette zone à gradient géothermique plus élevé est normalement due à l'existence d'un aquifère confiné avec de l'eau chaude et qui est stocké et limité par une couche imperméable qui conserve toute la chaleur et la pression. Ceci est connu comme un réservoir géothermique et c'est de là que la chaleur est extraite pour produire de l'électricité.

Les puits d'extraction de chaleur géothermique qui se connectent à la centrale électrique sont situés dans ces champs géothermiques. La vapeur est extraite par un réseau de tuyaux et est conduite à l'usine où l'énergie thermique de la vapeur est convertie en énergie mécanique puis en énergie électrique.

Processus de génération

Le processus de génération commence par l'extraction du mélange de vapeur et d'eau du réservoir géothermique. Une fois amenée à l'usine, la vapeur est séparée de l'eau géothermique à l'aide d'équipements appelé séparateur cyclonique. Lorsque la vapeur est extraite, l'eau est renvoyée à la surface vers le réservoir pour être réchauffée (c'est donc une source renouvelable).

La vapeur extraite est conduite à l'usine et active une turbine dont le rotor tourne à environ 3 tours par minute, qui à son tour active le générateur, où le frottement avec le champ électromagnétique transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. 13800 volts sortent du générateur qui, lorsqu'ils sont transférés aux transformateurs, ils sont convertis à 115000 XNUMX volts. Cette énergie est introduite dans les lignes à haute tension pour être acheminée vers les sous-stations et de là vers le reste des maisons, des usines, des écoles et des hôpitaux.

La vapeur géothermique est recondensée et réinjectée dans le sous-sol après avoir fait tourner la turbine. Ce processus rend l'eau réchauffée dans le réservoir géothermique et en fait une extraction d'énergie renouvelable, car une fois réchauffée, elle se transforme en vapeur et fait à nouveau tourner la turbine. Pour tout cela, on peut dire que la géothermie c'est une énergie propre, cyclique, renouvelable et durable, car avec la réinjection la ressource avec laquelle l'énergie est générée est rechargée. Si l'eau séparée et la vapeur condensée n'étaient pas réinjectées dans le réservoir géothermique, cela ne serait pas considéré comme une énergie renouvelable, car, une fois la ressource épuisée, plus de vapeur ne pourrait être extraite.

Types de centrales géothermiques

Il existe trois types de centrales géothermiques.

Installations à vapeur sèche

centrale géothermique à vapeur sèche

Ces panneaux ont un design plus simple et plus ancien. Ce sont ceux qui utilisent la vapeur directement à une température de environ 150 degrés ou plus pour entraîner la turbine et produire de l'électricité.

Installations à vapeur flash

Centrale géothermique à vapeur flash

Ces usines fonctionnent en élevant l'eau chaude à haute pression à travers les puits et en l'introduisant dans des réservoirs basse pression. Lorsque la pression est abaissée, une partie de l'eau se vaporise et se sépare du liquide pour entraîner la turbine. Comme dans les autres occasions, l'excès d'eau liquide et la vapeur condensée sont renvoyés dans le réservoir.

Centrales de cycle binaire

Centrale géothermique à cycle binaire

Ce sont les plus modernes et peuvent fonctionner à des températures de fluide seulement 57 degrés. L'eau n'est que modérément chaude et passe à côté d'un autre fluide qui a un point d'ébullition beaucoup plus bas que l'eau. De cette manière, lorsqu'il entre en contact avec de l'eau, même à une température de seulement 57 degrés, il se vaporise et peut être utilisé pour déplacer les turbines.

Avec ces informations, il n'y a sûrement aucun doute sur le fonctionnement d'une centrale géothermique.

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