O que é e como funciona uma usina geotérmica?

usina geotérmica

A energia geotérmica é um tipo de energia renovável capaz de aproveitar o calor do subsolo terrestre para aquecer edifícios e obter água quente de forma mais ecológica. É uma das fontes renováveis ​​menos conhecidas, mas seus resultados são muito notáveis.

Esta energia Tem que ser gerado em uma usina geotérmica, mas o que é uma usina geotérmica e como funciona?

Usina geotérmica

emissões de gás de uma usina geotérmica

Uma usina geotérmica é uma instalação onde o calor é extraído da Terra para gerar energia renovável. A emissão de dióxido de carbono para a atmosfera com a geração desse tipo de energia é de cerca de 45 g, em média. Esta é responsável por menos de 5% das emissões correspondente em usinas de queima de combustível fóssil, por isso pode ser considerada energia limpa.

Os maiores produtores de energia geotérmica do mundo são os Estados Unidos, as Filipinas e a Indonésia. Deve-se levar em conta que a energia geotérmica, embora renovável, é uma energia limitada. É limitado, não porque o calor da Terra vá se esgotar (longe disso), mas só pode ser extraído de forma viável em algumas partes do planeta onde a atividade térmica terrestre é mais potente. É sobre aqueles "pontos quentes" onde mais energia pode ser extraída por unidade de área.

Uma vez que o conhecimento sobre a energia geotérmica não é muito avançado, a Geothermal Energy Association estima que ela está apenas sendo aproveitada atualmente 6,5% do potencial mundial dessa energia.

Recursos de energia geotérmica

reservatório de energia geotérmica

Como a crosta terrestre atua como uma camada isolante, para obter energia geotérmica, a terra deve ser perfurada com tubos, magma ou água. Isso permite a emissão do interior e sua captação por meio de usinas geotérmicas.

Geração de eletricidade geotérmica requer altas temperaturas isso só pode vir das partes mais profundas da terra. Para não perder calor durante o transporte para a planta, devem ser construídos conduítes magmáticos, áreas de fontes termais, circulação hidrotérmica, poços de água ou uma combinação de todos eles.

A quantidade de recursos disponíveis a partir deste tipo de energia aumenta com a profundidade de perfuração e com a proximidade das bordas das placas. Nesses locais, a atividade geotérmica é maior, portanto, há mais calor aproveitável.

Como funciona uma usina geotérmica?

A operação de uma usina geotérmica é baseada em uma operação bastante complexa que funciona em um sistema de planta de campo. Ou seja, a energia é extraída do interior da Terra e transportada para a usina onde a eletricidade é gerada.

campo geotérmico

área do reservatório geotérmico

O campo geotérmico onde você trabalha corresponde à área terrestre com um gradiente geotérmico mais alto do que o normal. Ou seja, um aumento maior da temperatura em profundidade. Esta área com maior gradiente geotérmico deve-se normalmente à existência de um aquífero confinado com água quente e que é armazenado e limitado por uma camada impermeável que conserva todo o calor e pressão. Isso é conhecido como reservatório geotérmico e é de onde o calor é extraído para gerar eletricidade.

Os poços de extração de calor geotérmico que se conectam com a usina estão localizados nesses campos geotérmicos. O vapor é extraído por meio de uma rede de tubulações e conduzido até a planta onde a energia térmica do vapor é convertida em energia mecânica e, posteriormente, em energia elétrica.

Processo de geração

O processo de geração começa com a extração da mistura de vapor e água do reservatório geotérmico. Uma vez levado para a planta, o vapor é separado da água geotérmica por meio de equipamentos denominado separador ciclônico. Quando o vapor é extraído, a água retorna à superfície novamente para o reservatório para ser reaquecida (portanto, é uma fonte renovável).

O vapor extraído é conduzido para a planta e aciona uma turbina cujo rotor gira em aproximadamente 3 revoluções por minuto, que por sua vez aciona o gerador, onde o atrito com o campo eletromagnético transforma a energia mecânica em energia elétrica. 13800 volts saem do gerador que, quando transferidos para os transformadores, eles são convertidos para 115000 volts. Essa energia é introduzida nas linhas de alta tensão para ser enviada às subestações e daí para o restante das residências, fábricas, escolas e hospitais.

O vapor geotérmico é recondensado e reinjetado no subsolo após girar a turbina. Esse processo reaquece a água do reservatório geotérmico e a torna uma extração de energia renovável, pois quando reaquecida se transforma em vapor e volta a girar a turbina. Por tudo isso, pode-se dizer que a energia geotérmica é uma energia limpa, cíclica, renovável e sustentável, pois com a reinjeção o recurso com o qual a energia é gerada é recarregado. Se a água separada e o vapor condensado não fossem reinjetados no reservatório geotérmico, não seria considerada uma energia renovável, uma vez que, esgotado o recurso, não seria possível extrair mais vapor.

Tipos de usinas geotérmicas

Existem três tipos de usinas geotérmicas.

Plantas de vapor seco

planta geotérmica a vapor seco

Esses painéis têm um design mais simples e antigo. São aqueles que usam vapor diretamente a uma temperatura de cerca de 150 graus ou mais para acionar a turbina e gerar eletricidade.

Plantas de vapor instantâneo

usina de energia geotérmica a vapor flash

Essas usinas funcionam elevando a água quente em alta pressão através dos poços e introduzindo-a em tanques de baixa pressão. Quando a pressão é reduzida, parte da água vaporiza e se separa do líquido para acionar a turbina. Como nas demais ocasiões, o excesso de água líquida e o vapor condensado são devolvidos ao reservatório.

Centrais de Ciclo Binário

Usina de energia geotérmica de ciclo binário

Estes são os mais modernos e podem operar em temperaturas de fluido apenas 57 graus. A água é apenas moderadamente quente e é passada ao lado de outro fluido que tem um ponto de ebulição muito mais baixo do que a água. Dessa forma, ao entrar em contato com a água, mesmo em uma temperatura de apenas 57 graus, ele se vaporiza e pode ser utilizado para movimentar as turbinas.

Com essas informações, certamente não há dúvidas sobre o funcionamento de uma usina geotérmica.

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