Entendendo a energia geotérmica
Dentre as fontes de energia renovável disponíveis hoje, a energia geotérmica é uma das mais comuns. É o calor derivado dentro da subsuperfície da terra e é transportado para a superfície da terra pela água e/ou vapor. A energia geotérmica é amplamente utilizada para fins de aquecimento e resfriamento ou ser aproveitada para produzir eletricidade limpa. Hoje você conhecerá a definição, aplicações, diagrama, história, funcionamento, vantagens e desvantagens da energia geotérmica. Você também conhecerá como a energia geotérmica é produzida e como ela funciona.
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O que é energia geotérmica?
A energia geotérmica é a energia térmica gerada e armazenada na terra. A palavra "geotérmico" tem raízes gregas com γη (geo), que significa terra, e θερμος (termo), que significa quente. É energia renovável derivada da subsuperfície da terra, transportada com água e/ou vapor para a superfície da terra. A energia térmica é a energia que determina a temperatura da matéria. Assim, é conhecida como energia térmica.
A energia geotérmica da crosta terrestre se origina 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 da terra é obtida e aproveitada para cozinhar, tomar banho, aquecimento de ambientes, geração de energia elétrica e muitos outros usos.
Em uma breve história da energia geotérmica, provou-se que os nativos americanos usavam a energia geotérmica para cozinhar há 10.000 anos. Nos tempos antigos, os banhos aquecidos por fontes termais eram usados pelos gregos e romanos. E quanto ao aquecimento ambiente, a cidade romana de Pompéia durante o 1 st século EC, usa energia geotérmica. foi inicialmente limitado 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 do mundo. Eles abrigaram o maior campo geotérmico conhecido como The Geysers na Califórnia, o campo está espalhado por 117 quilômetros quadrados e formado por 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. Eles foram bem sucedidos devido às 600 fontes termais e 200 vulcões no país. As aplicações da energia geotérmica podem ser divididas em três categorias:uso direto, bombas de calor geotérmicas e geração de energia elétrica.
Usos diretos:
Os usos diretos da energia geotérmica envolvem o uso de água aquecida do solo sem a necessidade de qualquer outra fonte de aquecimento. O direto dos recursos geotérmicos está em baixa temperatura, que varia de cerca de 50 a 150 0 C (122 e 302°F). Água geotérmica de baixa temperatura e vapor têm sido usados para aquecer edifícios individuais e distritos inteiros onde vários edifícios são aquecidos a partir de uma fonte de abastecimento central. Além disso, a maioria das piscinas, estufas, instalações balneológicas (terapêuticas) em spas e lagoas de aquacultura foram aquecidas 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
As bombas de calor geotérmicas (GHPs) são usadas para aquecer edifícios no inverno e resfriá-los no verão. Eles aproveitaram as condições de temperatura moderada relativamente estáveis que são obtidas nos primeiros 300 metros (1.000 pés) da superfície. A maioria das temperaturas dos GHPs são encontradas em profundidades mais rasas, 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 temperatura do solo. Da mesma forma, durante o verão, o ar quente é retirado de um edifício e circulado no subsolo, onde perde muito do seu calor e é devolvido.
Geração de energia elétrica
A energia geotérmica é usada para gerar eletricidade com base na temperatura e no fluxo de fluido (vapor). A eletricidade é produzida de três maneiras em usinas geotérmicas. Esses três projetos diferentes controlam o comportamento que é usado para acionar geradores elétricos. O excesso de vapor d'água produzido ao 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 a imagem abaixo
Como funciona a energia geotérmica
O funcionamento da energia geotérmica é menos complexo e pode ser facilmente compreendido. Em primeiro lugar, 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 os recursos geotérmicos possam ser obtidos. Esses recursos podem ser explorados a partir da ocorrência natural de calor, rocha e permeabilidade à água. Além disso, sistemas geotérmicos aprimorados, que aprimoram ou criam recursos geotérmicos através do processo de estimulação hidráulica. Esses recursos geotérmicos são ainda usados para acionar turbinas ligadas a geradores de eletricidade.
Assista ao vídeo abaixo para saber como a energia geotérmica é produzida:
O funcionamento da energia geotérmica pode diferir dependendo de suas aplicações finais. Mencionei anteriormente os três usos básicos da energia geotérmica. aqui estarei explicando como a energia geotérmica é usada para geração de energia elétrica. As usinas geotérmicas vêm em três designs diferentes; vapor seco, flash e binário.
Vapor seco:
O projeto de vapor seco leva o vapor diretamente das fraturas no solo para acionar uma turbina. O vapor de água aquecido é canalizado diretamente para uma turbina que aciona um gerador elétrico.
Plantas flash:
A planta flash extrai água quente de alta pressão do subsolo e a mistura com água mais fria de baixa pressão. Isso, por sua vez, cria vapor que é usado para acionar uma turbina. A água pressurizada de alta temperatura é retirada de baixo da superfície para recipientes na superfície conhecidos como tanques flash. É aqui que a diminuição repentina da pressão faz com que a água líquida falhe ou vaporize em vapor. O flash é então usado para alimentar o conjunto turbina-gerador. Finalmente,
Ciclo binário:
As usinas de ciclo binário empregam a haste acionada por um fluido de trabalho secundário, como amônia e hidrocarboneto contidos em um circuito fechado de tubos para alimentar o conjunto turbina-gerador. Neste processo, a água aquecida geotérmica é extraída 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 girá-la. Em seguida, recondensou e canalizou de volta para o trocador de calor.
Vantagens e desvantagens da energia geotérmica
Prós:
Abaixo estão as vantagens da energia geotérmica em suas diversas aplicações.
- Amigável ao meio ambiente do que a fonte de combustível convencional, como os combustíveis fósseis.
- A energia geotérmica é renovável, pode durar décadas.
- A energia geotérmica é amplamente utilizada.
- É sustentável, estável e uma fonte de energia confiável.
- A energia pode ser usada para aquecimento e resfriamento em uso direto.
- Não é necessário combustível.
- O processo de geração de energia foi aprimorado por novas tecnologias, tornando-se uma rápida evolução.
- Sua potência é fácil de prever.
Contra:
Apesar dos bons prós da energia geotérmica, ainda ocorrem algumas limitações. Abaixo estão os contras da energia geotérmica em suas várias aplicações.
- A localização é restrita, ou seja, as usinas geotérmicas devem ser construídas em locais onde a energia seja 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.
- É necessária alta sustentabilidade do fluido de energia geotérmica para ser bombeado de volta para os reservatórios subterrâneos mais rapidamente.
Conclusão
A energia geotérmica é a energia renovável derivada da subsuperfície da Terra, transportada com água e/ou vapor para a superfície da Terra. A energia térmica é a energia que determina a temperatura da matéria. Assim, a energia geotérmica é conhecida como energia térmica. As aplicações da energia geotérmica podem ser divididas em três categorias:uso direto, bombas de calor geotérmicas e geração de energia elétrica. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicação, diagrama, história, funcionamento, vantagens e desvantagens da energia geotérmica. Também examinei como a energia geotérmica é produzida e como ela funciona.
Espero que tenham gostado da leitura, se sim, compartilhem com outros alunos. Obrigado por ler, até a próxima!
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