Entendiendo la energía geotérmica

Entre las fuentes de energía renovable disponibles en la actualidad, la energía geotérmica es una de las más comunes. Es el calor derivado dentro de la subsuperficie de la tierra y es llevado a la superficie de la tierra por agua y/o vapor. La energía geotérmica se usa ampliamente para fines de calefacción y refrigeración o se aprovecha para producir electricidad limpia. Hoy conocerás la definición, aplicaciones, diagrama, historia, funcionamiento, ventajas y desventajas de la energía geotérmica. También conocerá cómo se produce la energía geotérmica y cómo funciona.

Leer más: Comprender la energía solar

¿Qué es la energía geotérmica?

La energía geotérmica es energía térmica generada y almacenada en la tierra. La palabra “geotérmica” tiene raíces griegas con γη (geo), que significa tierra, y θερμος (termo), que significa caliente. Es energía renovable derivada del subsuelo de la tierra, transportada con agua y/o vapor a la superficie de la tierra. La energía térmica es la energía que determina la temperatura de la materia. Por lo tanto, se conoce como energía térmica.

La energía geotérmica de la corteza terrestre se origina en la formación original del planeta y de la descomposición radiactiva de los materiales y la pérdida continua de calor de la formación de la tierra. Finalmente, la energía geotérmica es una forma de conversión de energía en la que la energía térmica del interior de la tierra se obtiene y aprovecha para cocinar, bañarse, calentar espacios, generar energía eléctrica y muchos usos más.

En una breve historia de la energía geotérmica, se ha demostrado que los nativos americanos usaban la energía geotérmica para cocinar desde hace 10 000 años. En la antigüedad, los griegos y los romanos utilizaban baños calentados por aguas termales. Y en cuanto a la calefacción de espacios, la ciudad romana de Pompeya durante el 1 ^er siglo EC, utiliza energía geotérmica. inicialmente se limitaba a sitios donde se podía acceder al agua caliente y al vapor.

Aplicaciones de la energía geotérmica

El uso de la energía geotérmica es común en más de 20 países. Estados Unidos está registrado como el mayor productor de energía geotérmica del mundo. Han albergado el campo geotérmico más grande conocido como The Geysers en California, el campo se extiende sobre 117 kilómetros cuadrados y está formado por 22 centrales eléctricas, con una capacidad instalada de más de 1,5 GW.

Islandia también hace un buen uso de la energía geotérmica desde 1907 y se describe a sí misma como una "pionera" de la energía geotérmica. Más del 25% de la energía se produce a partir de cinco plantas de energía geotérmica. Tuvieron éxito debido a las 600 fuentes termales y 200 volcanes en el país. Las aplicaciones de la energía geotérmica se pueden dividir en tres categorías:uso directo, bombas de calor geotérmicas y generación de energía eléctrica.

Usos directos:

Los usos directos de la energía geotérmica implican el uso de agua caliente del suelo sin necesidad de ninguna otra fuente de calor. El directo de los recursos geotérmicos es a baja temperatura, que oscila entre unos 50 y 150 ⁰ C (122 y 302 °F). El agua y el vapor geotérmicos de baja temperatura se han utilizado para calentar edificios individuales y distritos completos donde numerosos edificios se calientan desde una fuente de suministro central. Además, la mayoría de las piscinas, invernaderos, instalaciones balneológicas (terapéuticas) en spas y estanques de acuicultura se han calentado con recursos geotérmicos. Otras aplicaciones comunes de los usos directos de la energía geotérmica incluyen cocinar, usos industriales como el secado de frutas, verduras y madera, la pasteurización de la leche y el derretimiento de nieve a gran escala.

Bombas de calor geotérmicas

Las bombas de calor geotérmicas (GHP) se utilizan para calentar edificios en invierno y enfriarlos en verano. Aprovecharon las condiciones de temperatura moderada relativamente estables que se obtienen dentro de los primeros 300 metros (1000 pies) de la superficie. La mayoría de las temperaturas de GHP se encuentran a profundidades menores, como 6 metros (unos 20 pies) de la superficie de la tierra. En consecuencia, el calor se puede utilizar para calentar edificios durante el invierno, cuando la temperatura del aire desciende por debajo de la del suelo. De manera similar, durante el verano, el aire caliente se extrae de un edificio y circula bajo tierra, donde pierde gran parte de su calor y se devuelve.

Generación de energía eléctrica

La energía geotérmica se utiliza para generar electricidad en función de la temperatura y el flujo del fluido (vapor). La electricidad se produce de tres maneras en las plantas de energía geotérmica. Estos tres diseños diferentes controlan el comportamiento que se utiliza para accionar los generadores eléctricos. El exceso de vapor de agua que se produce al final de cada proceso se condensa y se devuelve al suelo, donde se recalienta para su uso posterior. Es por eso que la energía geotérmica se considera una forma de energía renovable.

ver imagen a continuación

Cómo funciona la energía geotérmica

El funcionamiento de la energía geotérmica es menos complejo y puede entenderse fácilmente. En primer lugar, déjame explicarte cómo se produce la energía geotérmica. Se excavan pozos de hasta una milla de profundidad o más en depósitos subterráneos para poder obtener recursos geotérmicos. Estos recursos se pueden explotar a partir del calor natural, las rocas y la permeabilidad al agua. Además, sistemas geotérmicos mejorados, que mejoran o crean recursos geotérmicos a través del proceso de estimulación hidráulica. Estos recursos geotérmicos se utilizan además para impulsar turbinas conectadas a generadores de electricidad.

Mira el video a continuación para aprender cómo se produce la energía geotérmica:

El funcionamiento de la energía geotérmica puede diferir dependiendo de sus aplicaciones finales. Anteriormente mencioné los tres usos básicos de la energía geotérmica. aquí estaré explicando cómo se utiliza la energía geotérmica para la generación de energía eléctrica. Las plantas de energía geotérmica vienen en tres diseños diferentes; vapor seco, flash y binario.

Vapor seco:

El diseño de vapor seco toma vapor directamente de las fracturas en el suelo para impulsar una turbina. El vapor de agua calentado se canaliza directamente a una turbina que impulsa un generador eléctrico.

Plantas relámpago:

La planta flash extrae agua caliente a alta presión del subsuelo y la mezcla con agua más fría a baja presión. Esto, a su vez, genera vapor que se utiliza para impulsar una turbina. El agua presurizada a alta temperatura se extrae de debajo de la superficie hacia contenedores en la superficie conocidos como tanques de expansión. Aquí es donde la disminución repentina de la presión hace que el agua líquida se evapore o se vaporice. Luego, el flash se usa para alimentar el conjunto de turbina-generador. Finalmente,

Ciclo binario:

Las plantas de energía de ciclo binario emplean un fluido de trabajo secundario, como amoníaco e hidrocarburo, contenido dentro de un circuito cerrado de tuberías para impulsar el conjunto turbina-generador. En este proceso, el agua calentada geotérmicamente se extrae a través de un conjunto diferente de tuberías y gran parte de la energía almacenada en el agua calentada se transfiere al fluido de trabajo a través de un intercambiador de calor. El fluido de trabajo luego se vaporiza y pasa a través de la turbina para hacerla girar. Luego se recondensó y se condujo de vuelta al intercambiador de calor.

Ventajas y desventajas de la energía geotérmica

Pros:

A continuación se presentan las ventajas de la energía geotérmica en sus diversas aplicaciones.

• Respetuoso con el medio ambiente que las fuentes de combustible convencionales, como los combustibles fósiles.
• La energía geotérmica es renovable, pueden durar décadas.
• La energía geotérmica es ampliamente utilizada.
• Es una fuente de energía sostenible, estable y fiable.
• La energía se puede utilizar para calefacción y refrigeración en uso directo.
• No se requiere combustible.
• El proceso de generación de energía se ha mejorado con nuevas tecnologías, lo que lo convierte en una rápida evolución.
• Su potencia de salida es fácil de predecir.

Desventajas:

A pesar de las buenas ventajas de la energía geotérmica, aún existen algunas limitaciones. A continuación se presentan los contras de la energía geotérmica en sus diversas aplicaciones.

• La ubicación es restringida, es decir, las plantas geotérmicas deben construirse en lugares donde la energía sea accesible.
• Efectos secundarios ambientales debido a la excavación, ya que algunos gases almacenados bajo la tierra se liberan a la atmósfera.
• La energía geotérmica puede desencadenar terremotos debido a la alteración en la estructura de la tierra como resultado de la excavación.
• Alto costo de fabricación de las plantas geotérmicas.
• Se requiere una alta sostenibilidad del fluido de energía geotérmica para que se bombee de regreso a los depósitos subterráneos más rápido.

Conclusión

La energía geotérmica es energía renovable derivada del subsuelo de la tierra, transportada con agua y/o vapor a la superficie de la tierra. La energía térmica es la energía que determina la temperatura de la materia. Por lo tanto, la energía geotérmica se conoce como energía térmica. Las aplicaciones de la energía geotérmica se pueden dividir en tres categorías:uso directo, bombas de calor geotérmicas y generación de energía eléctrica. Eso es todo por este artículo, donde se presenta la definición, aplicación, diagrama, historia, funcionamiento, ventajas y desventajas de la energía geotérmica. También examiné cómo se produce la energía geotérmica y cómo funciona.

Espero que hayas disfrutado la lectura, si es así, amablemente comparte con otros estudiantes. Gracias por leer, ¡hasta la próxima!