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Realizzazione impianto geotermico
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SouthEnergy progetta realizza ed installa
impianti geotermici chiavi in mano per privati ed aziende in
Puglia.
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Geotermia
L’energia geotermica è la forma d’energia dovuta al calore
endogeno della terra. Tale calore si manifesta con l’aumento
progressivo della temperatura delle rocce con la profondità,
secondo un gradiente geotermico, in media, di 3°C ogni 100m
di profondità. Alcune zone presentano gradienti più alti
della media (9°-12°C ogni 100m), a causa di anomalie
geologiche o vulcaniche.L’energia termica accumulata nel
sottosuolo è resa disponibile tramite vettori fluidi (acqua
o vapore), naturali o iniettati, che fluiscono dal serbatoio
geotermico alla superficie spontaneamente (geyser, soffioni,
sorgenti termali) o erogati artificialmente tramite
perforazione meccanica (pozzo geotermico).
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Figura 1. Modello di impianto geotermico
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Con riferimento ai fluidi erogati i
sistemi geotermici sono classificati in:
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SISTEMI A VAPORE DOMINANTE:
costituiti da vapore secco presente a pressione
e temperatura anche elevate, in cui sono
presenti altri gas o sostanze solide;
-
SISTEMI AD ACQUA DOMINANTE:
costituiti da acqua a pressione e temperatura
anche elevate, erogata in superficie in forma di
miscela bifasica acqua/vapore tramite
depressurizzazione oppure per sollevamento
meccanico tramite pompe sommerse. Temperatura
maggiore di circa 85 °C;
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SISTEMI AD ACQUA CALDA: con
acqua a temperatura tra i 30°C e gli 85°C;
-
SISTEMI ARTIFICIALI:
sfruttano il calore diretto di un magma o di
rocce calde secche per scaldare un fluido di
lavoro, iniettato tramite un pozzo e recuperato
in superficie per la sua utilizzazione (Deep
Heat Mining). Tali sistemi sono ancora in fase
di sperimentazione;
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SISTEMI GEOPRESSURIZZATI: La
pressione dell’acqua calda (200°C), imprigionata
all’interno di un serbatoio geotermico (formato
da rocce sedimentarie) è notevolmente maggiore
della pressione idrostatica, approssimandosi a
quella litostatica. Possono produrre energia
termica, meccanica e chimica, ma non sono ancora
sfruttati.
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Una prima suddivisione settoriale è
operabile dal punto di vista della potenzialità e
conseguentemente del tipo di utilizzo conveniente delle
risorse geotermiche:
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SETTORE AD ALTA ENTALPIA
(fluidi con contenuto entalpico superiore a 1000
kJ/kg, riguardante la produzione d’elettricità
ed alcuni usi industriali);
-
SETTORE A MEDIA E BASSA
ENTALPIA (fluidi con contenuto entalpico
inferiore a 1000 kJ/kg, riguardante la
generazione di energia elettrica con impianti a
vapore di flash e/o di tipo binario e gli usi
diretti del calore: teleriscaldamento
(80°C-100°C), refrigerazione, serricoltura
(30°C-80°C), acquicoltura).
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TECNOLOGIE
Produzione Energia
Per la produzione d’energia elettrica si sfrutta l’energia
termica del fluido, proveniente dal bacino geotermico. La
pressione di esercizio di un pozzo raramente supera le 30
atm.
Gli impianti in uso si differenziano secondo le
caratteristiche delle risorse geotermiche disponibili in
“convenzionali”e “a ciclo binario”.
Gli impianti convenzionali richiedono vettori geotermici ad
alta entalpia e sono disponibili nel tipo
A CONTROPRESSIONE: con scarico libero del vapore
esausto dalla turbina direttamente nell’atmosfera. Usata nei
campi”a vapore secco” e “ad acqua dominante”, previa la
produzione di vapore di flash . Sono di piccole dimensioni e
i meno costosi, ma presentano un alto consumo specifico e un
impatto ambientale talvolta non trascurabile.
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Figura 2. Schema impianto a
contropressione ( fonte: scienzaonline.com)
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A CONDENSAZIONE: dotato di una
camera di condensazione/depressione raffreddata ad acqua
attraverso cui passa il vapore uscente dalla turbina.
L’acqua fredda viene ottenuta di solito attraverso una torre
evaporativa. Hanno un consumo specifico di circa la metà di
quelle a contropressione.
I reflui liquidi sono reiniettati e quelli gassosi vengono
dispersi in atmosfera.
L’impatto ambientale è minimo e può essere ulteriormente
ridotto depurando i reflui gassosi prima dell’immissione in
atmosfera.
Anche le centrali a flash singolo, centrali a doppio flash,
centrali a flusso totale possono essere a condensazione.
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Figura 3. Schema impianto a condensazione
(fonte: scienzaonline.com)
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E’ stato valutato che, per gli impianti
convenzionali, l’emissione di CO2 sia circa 13-380g/kWh.
Gli impianti a ciclo binario sfruttano fluidi geotermici ad
entalpia medio-bassa ed acque calde di scarico emesse dai
separatori dei sistemi ad acqua dominante. Il fluido
geotermico è inviato ad uno scambiatore a superficie dove
cede il calore ad un fluido di lavoro organico operante in
un ciclo di Rankine. Gli impianti binari operano in su
circuito chiuso, in cui il fluido di lavoro non viene a
contatto con l’ambiente. I reflui liquidi sono reiniettati.
Nel caso di alimentazione con acqua l’emissione di gas in
atmosfera è praticamente nulla.
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Figura 4. Schema impianto a ciclo binario
(fonte: scienzaonline.com)
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Usi
Diretti
Gli usi diretti del calore geotermico riguardano
principalmente il riscaldamento di edifici, di serre e l’uso
in processi industriali.
Di norma il fluido geotermico a bassa entalpia cede il
calore ad un fluido vettore secondario in uno scambiatore a
superficie. I reflui liquidi sono reiniettati e gli
eventuali reflui gassosi vengono dispersi in atmosfera.
Il fluido vettore secondario, compatibile con l’ambiente, è
immesso in una rete di distribuzione del calore operante in
circuito chiuso.
Nel caso di temperature troppo basse per un utilizzo diretto
del calore dei fluidi geotermici, possono essere
convenientemente utilizzate pompe di calore per ottenere la
giusta temperatura.
COSTI
Gli impianti per la produzione d’energia elettrica hanno
alte spese di perforazione, che possono rappresentare fino
ai 2/3 dei costi totali. I costi di produzione
dell’elettricità sono compresi tra i 0.07 ei 0.09€/kWh.
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