Energia Geotérmica Explicada: Benefícios, Usos e Como Funciona

Entre as fontes de energia renovável disponíveis hoje, a energia geotérmica é uma das mais comuns. É o calor derivado do subsolo da Terra e é levado à superfície da Terra por água e/ou vapor. A energia geotérmica é amplamente usada para fins de aquecimento e resfriamento ou pode ser aproveitada para produzir eletricidade limpa. Hoje você vai conhecer a definição, aplicações, diagrama, história, funcionamento, vantagens e desvantagens da energia geotérmica. Você também vai saber como a energia geotérmica é produzida e como funciona.

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O que é energia geotérmica?

A energia geotérmica é energia térmica gerada e armazenada na Terra. A palavra 'geotérmica' tem raízes gregas com γη (geo), significando terra, e θερμος (thermos), significando quente. É energia renovável derivada do subsolo da Terra, transportada com água e/ou vapor para a superfície da Terra. Energia térmica é a energia que determina a temperatura da matéria. Assim, é conhecida como energia térmica.

A energia geotérmica da crosta terrestre origina-se da formação original do planeta e do decaimento radioativo de materiais e perda contínua de calor da formação da Terra. Finalmente, a energia geotérmica é uma forma de conversão de energia na qual a energia térmica do interior da Terra é obtida e aproveitada para cozinhar, banho, aquecimento de ambientes, geração de energia elétrica e muitos mais usos.

Em uma breve história da energia geotérmica, foi provado que nativos americanos usavam energia geotérmica para cozinhar já há 10.000 anos. Em tempos antigos, banhos aquecidos por fontes termais eram usados por gregos e romanos. E quanto ao aquecimento de ambientes, a cidade romana de Pompéia durante o século I d.C. usava energia geotérmica. Inicialmente era limitada a locais onde água quente e vapor eram acessíveis.

Aplicações de energia geotérmica

O uso de energia geotérmica é comum em mais de 20 países. Os Estados Unidos são registrados como o maior produtor de energia geotérmica no mundo. Eles abrigam o maior campo geotérmico conhecido como The Geysers na Califórnia; o campo se estende por 117 km² e formou mais de 22 usinas, com capacidade instalada de mais de 1,5 GW.

A Islândia também faz bom uso da energia geotérmica desde 1907, descrevendo-se como 'pioneira' da energia geotérmica. Mais de 25% da energia é produzida a partir de cinco usinas geotérmicas. Tiveram sucesso devido às 600 fontes termais e 200 vulcões no país. As aplicações de energia geotérmica podem ser divididas em três categorias: uso direto, bombas de calor geotérmicas e geração de energia elétrica.

Usos diretos:

Os usos diretos de energia geotérmica envolvem o uso de água aquecida do solo sem a necessidade de qualquer outra fonte de aquecimento. O uso direto de recursos geotérmicos é em baixa temperatura, que varia de cerca de 50 a 150 °C (122 e 302 °F). Água geotérmica de baixa temperatura e vapor têm sido usados para aquecer edifícios únicos e distritos inteiros onde numerosos edifícios são aquecidos a partir de uma fonte central de suprimento. Além disso, a maioria das piscinas, estufas, instalações balneológicas (terapêuticas) em spas e tanques de aquicultura têm sido aquecidos com recursos geotérmicos. Outras aplicações comuns de usos diretos de energia geotérmica incluem cozinhar, usos industriais como secagem de frutas, vegetais e madeira, pasteurização de leite e derretimento de neve em grande escala.

Bombas de calor geotérmicas

Bombas de calor geotérmicas (GHPs) são usadas para aquecer edifícios no inverno e resfriá-los no verão. Aproveitam as condições de temperatura moderada relativamente estáveis obtidas nos primeiros 300 metros (1000 pés) da superfície. A maioria das temperaturas GHPs são encontradas em profundidades menores, como 6 metros (cerca de 20 pés) da superfície da Terra. Consequentemente, o calor pode ser usado para aquecer edifícios durante o inverno, quando a temperatura do ar cai abaixo da do solo. Similarmente, durante o verão, ar quente é retirado de um edifício e circulado no subsolo, onde perde muito de seu calor e é devolvido.

Geração de energia elétrica

A energia geotérmica é usada para gerar eletricidade baseada na temperatura e no fluido (vapor) de fluxo. Eletricidade é produzida de três formas em usinas geotérmicas. Estes três designs diferentes controlam o comportamento que é usado para acionar geradores elétricos. O excesso de vapor de água produzido no final de cada processo é condensado e devolvido ao solo, onde é reaquecido para uso posterior. É por isso que a energia geotérmica é considerada uma forma de energia renovável.

veja imagem abaixo

Como a energia geotérmica funciona

Como a energia geotérmica funciona é menos complexo e pode ser facilmente entendido. Primeiro, deixe-me explicar como a energia geotérmica é produzida. Poços de até uma milha de profundidade ou mais são escavados em reservatórios subterrâneos para que recursos geotérmicos possam ser obtidos. Estes recursos podem ser explorados de calor, rocha e permeabilidade de água ocorrendo naturalmente. Também, sistemas geotérmicos melhorados, que melhoram ou criam recursos geotérmicos através do processo de estimulação hidráulica. Estes recursos geotérmicos são então usados para acionar turbinas ligadas a geradores de eletricidade.

Assista ao vídeo abaixo para aprender como a energia geotérmica é produzida:

O funcionamento da energia geotérmica pode diferir dependendo de suas aplicações finais. Eu mencionei anteriormente os três usos básicos de energia geotérmica. Aqui explicarei como a energia geotérmica é usada para geração de energia elétrica. Usinas geotérmicas vêm em três designs diferentes: vapor seco, flash e binário.

Vapor seco:

O design de vapor seco pega vapor diretamente de fraturas no solo para acionar uma turbina. O vapor de água aquecido é canalizado diretamente para uma turbina que aciona um gerador elétrico.

Usinas flash:

Usina flash puxa água quente de alta pressão do subsolo e a mistura com água de baixa pressão mais fria. Isso, por sua vez, cria vapor que é usado para acionar uma turbina. Água de alta temperatura pressurizada é extraída de baixo da superfície para contêineres na superfície conhecidos como tanques flash. É onde a diminuição súbita de pressão causa a água líquida a flash ou vaporizar em vapor. O flash é então usado para alimentar o conjunto turbina-gerador. Finalmente,

Ciclo binário:

Usinas de ciclo binário empregam vapor acionado a partir de um fluido de trabalho secundário, como amônia e hidrocarboneto contido dentro de um circuito fechado de tubos para alimentar o conjunto turbina-gerador. Neste processo, água aquecida geotermicamente é retirada através de um conjunto diferente de tubos, e grande parte da energia armazenada na água aquecida é transferida para o fluido de trabalho através de um trocador de calor. O fluido de trabalho então vaporiza e passa pela turbina para rotacioná-la. Então recondensa e é canalizado de volta ao trocador de calor.

Vantagens e desvantagens da energia geotérmica

Prós:

Abaixo estão as vantagens da energia geotérmica em suas várias aplicações.

• Ambientalmente amigável do que fontes de combustível convencionais como combustíveis fósseis.
• A energia geotérmica é renovável; pode durar décadas.
• A energia geotérmica é amplamente usada.
• É sustentável, estável e uma fonte confiável de energia.
• A energia pode ser usada para aquecimento e resfriamento em uso direto.
• Nenhum combustível é necessário.
• O processo de geração de energia foi melhorado por novas tecnologias, tornando-o uma evolução rápida.
• Sua potência de saída é fácil de prever.

Contras:

Apesar dos bons prós da energia geotérmica, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão os contras da energia geotérmica em suas várias aplicações.

• Localização é restrita; ou seja, usinas geotérmicas devem ser construídas em locais onde a energia é acessível.
• Efeitos colaterais ambientais devido à escavação, pois alguns gases armazenados sob a Terra são liberados na atmosfera.
• A energia geotérmica pode desencadear terremotos devido à alteração na estrutura da Terra como resultado da escavação.
• Alto custo de fabricação de usinas geotérmicas.
• Alta sustentabilidade do fluido geotérmico é necessária para ser bombeado de volta aos reservatórios subterrâneos mais rápido.

Conclusão

A energia geotérmica é energia renovável derivada do subsolo da Terra, transportada com água e/ou vapor para a superfície da Terra. Energia térmica é a energia que determina a temperatura da matéria. Assim, a energia geotérmica é conhecida como energia térmica. As aplicações de energia geotérmica podem ser divididas em três categorias: uso direto, bombas de calor geotérmicas e geração de energia elétrica. É tudo para este artigo, onde a definição, aplicação, diagrama, história, funcionamento, vantagens e desvantagens da energia geotérmica. Eu também examinei como a energia geotérmica é produzida e como funciona.

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