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Energia Geotermica - Cosa è

08.08.2010 | Author: Marco Rodella | Rev.:08.08.2010 | Rif.:10080801


Energia termicaIl nucleo terrestre è sottoposto alla reazione nucleare che ne comporta una temperatura stimata intorno ai 6.000 gradi C che nel mantello scendono a circa 1.200.

Il flusso geotermico complessivo risultante sulla superficie terrestre è stimato intorno ai 40 miliardi di kW.

L'energia geotermica è semplicemente la forza che viene sviluppata dal calore generato dalle profondità terrestri. E' pertanto una fonte di energia rinnovabile le cui potenzialità di sfruttamento aumentano in base alle profondità da cui è possibile prelevarla o dalla prossimità delle fonti di calore alla superficie delle zone in cui la si sfrutta. Infatti la temperatura terrestre aumenta in profondità di circa 30 gradi per km nella crosta terrestre (0.3 °C/km e 0.8 °C/km rispettivamente nel mantello e nel nucleo).

Esistono varie tecniche geotermiche prevalentemente dipendenti dalle profondità accessibili allo sfruttamento che possiamo suddividere nelle seguenti due:

- sfruttamento del sottosuolo come serbatorio di scambio termico dal quale estrarre calore durante le stagioni invernali e cederne durante quelle estive (non viene usata acqua)
- sfruttamento delle caratteristiche geologiche e vulcanologiche (vengono usate le falde acquifere)

Esse si suddividono in altre tecniche come:
- Sonde geotermiche
sono scambiatori di calore verticali con lunghezze tipiche da 50 a oltre 200 m.
- Serpentine interrate
sono scambiatori di calore messi orizzontalmente a 1-2 m di profondità in terreni sciolti.
- Pozzi d’estrazione e reimmissione
utilizzano le acque sotterranee o superficiali, che vengono raffreddate.
- Pali energetici
sono degli scambiatori di calore integrati negli elementi di fondazione di costruzioni palificate e hanno una profondità tipica di alcuni m.
- Acque di tunnel
hanno spesso una temperatura elevata e possono essere usate portate soddisfacenti.
- Acque termali
hanno una temperatura elevata che può essere utilizzata.
- Deep heat mining
per la produzione di corrente e di calore richiede delle perforazioni che raggiungono profondità terrestri di alcuni km.

I sistemi più diffusi sono quelli che sfruttano la bassa temperatura, ovvero le sonde geotermiche, i sistemi a pozzi, le serpentine nel terreno e i pali energetici. Queste tecnologie hanno il vantaggio di non richiedere il raggiungimento di profondità troppo elevate.

Energia geotermica - A bassa entalpia

GeotermiaPuò essere sfruttata una fonte di calore proveniente dal sottosuolo con o senza la presenza di acqua visto che la tecnica contempla il semplice scambio termico. E' ovvio però che l'eventuale presenza di fonti acquifere permette maggiori potenzialità.
Questo tipo di tecnica permette di non esaurire l'eventuale fonte di acqua perchè non basata sullo sfruttamento della pressione di fuoriuscita.

L'utilizzo di questa fonte energetica richiede impianti costituiti da due elementi prncipali:

- i generatori di calore (caldaie a gas, a gasolio, a GPL, geotermiche, caldaie a biomasse, tele-riscaldamento, ecc.)
- i terminali (radiatori, ventil convettori, impianti a pavimento, parete, soffitto, ecc.)

I radiatori lavorano solitamente con temperature fra i 65-70°C, sono pertanto definiti terminali ad alta temperatura. Gli impianti a pannelli radianti a pavimento, parete, soffitto, lavorano a 30-35°C e sono definiti a bassa temperatura.
I ventil convettori, possono lavorare a temperature variabili dipendenti dalle dimensioni dell'apparato.

Di solito i radiatori lavorano con temperature che superano i 60°C temperatura di lavoro che tende a vanificare i risparmi. In questi casi si tende a sostituire i radiatori tradizionali con terminali a bassa temperatura come ad esempio il thermofon.

Riscaldamento ma anche refrigerazione
Poichè il sistema si basa sul concetto dello scambio termico, oltre a essere sfruttabile per ottenere calore serve anche per cederlo, ovvero per refrigerare. Il tutto senza usare la classica caldaia d’inverno ed il condizionatore d’estate.


Energia geotermica - Centralizzata

Centrali geotermicheGli strati geologici che dal nucleo verso la crosta passano dallo stato fluido a quello solido e che sono a loro volta in prossimità di falde acquifere, fungono da bollitori e ne surriscaldano l'acqua ad altissime temperature; questa viene intercettata dalle trivellazioni e temperatura e pressione vengono utilizzate dalla centrali per la generazione di energia elettrica ma anche per svariati utilizzi diretti come il riscaldamento civile o industriale.

Ancora una volta il mezzo indispensabile per trasportare l'energia dalla fonte e renderla utilizzabile all'uomo, è l'acqua. Lo sfruttamento di temperatura e pressione di fuoriuscita dell'acqua comporta che il potenziale della fonte dipende dal metodo con cui si ricarica di acqua e soprattutto che la falda non venga sfruttata più di quanto sia in grado di ricaricarsi.
Solitamente le falde si alimentano dalle infiltrazioni nel terreno delle pioggie, le più inesauribili sono ovviamente quelle alimentate da infiltrazioni marine.

Poichè l'energia geotermica viene sfruttata tramite l'estrazione dell'acqua sfruttandone pressione e temperatura è possibile utilizzarla per due principali scopi:
- produzione di energia elettrica
- teleriscaldamento (distribuzione di acqua calda per riscaldamento tramite una rete di tubazioni)

Le potenzialità di sfruttamento di tale tecnologia dipendono molto dall'area geografica, ci sono zone particolarmente ricche di capillarità o fratture geologiche che portano l'energia a distanze più facilmente raggiungibili.


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