Cuál es el tipo de central geotérmica más antiguo
Los Estados Unidos de América siguen generando la mayor cantidad de electricidad geotérmica del mundo: más de 3,5 gigavatios, predominantemente en el oeste del país. Eso es suficiente para alimentar a unos tres millones y medio de hogares. En la foto, la planta geotérmica de Raft River se encuentra en Idaho. Fuente: Consejo de Recursos Geotérmicos
Las centrales de vapor seco utilizan fluidos hidrotermales que son principalmente vapor. El vapor viaja directamente a una turbina, que acciona un generador que produce electricidad. El vapor elimina la necesidad de quemar combustibles fósiles para hacer funcionar la turbina (eliminando también la necesidad de transportar y almacenar combustibles). Estas centrales sólo emiten el exceso de vapor y cantidades muy pequeñas de gases.Los sistemas de centrales de vapor seco fueron el primer tipo de centrales de generación de energía geotérmica que se construyeron (se utilizaron por primera vez en Lardarello, Italia, en 1904). La tecnología de vapor sigue siendo eficaz en la actualidad en The Geysers en el norte de California, la mayor fuente de energía geotérmica del mundo.
Planta de energía de ciclo binarioLas plantas de generación de energía geotérmica de ciclo binario se diferencian de los sistemas de Vapor Seco y Vapor Flash en que el agua o el vapor del depósito geotérmico nunca entra en contacto con las unidades de turbina/generador. El fluido geotérmico de baja a moderada temperatura (por debajo de 400°F) y un fluido secundario (de ahí lo de “binario”) con un punto de ebullición mucho más bajo que el del agua pasan a través de un intercambiador de calor. El calor del fluido geotérmico hace que el fluido secundario se convierta en vapor, el cual acciona las turbinas y, posteriormente, los generadores.Las centrales de ciclo binario son sistemas de circuito cerrado, y prácticamente no se emite nada (excepto vapor de agua) a la atmósfera. Dado que los recursos por debajo de los 300°F representan el recurso geotérmico más común, una proporción significativa de la electricidad geotérmica en el futuro podría proceder de plantas de ciclo binario.
Energía geotérmica de vapor seco
Aunque tanto las centrales geotérmicas como las bombas de calor geotérmicas obtienen energía del calor de la tierra, difieren mucho en cuanto a su funcionamiento, tamaño y escala. Las primeras producen electricidad y las segundas producen calor y CA. Las centrales eléctricas llegan a una profundidad de hasta nueve mil metros bajo tierra para suministrar electricidad a toda una ciudad, mientras que las bombas de calor llegan a una profundidad de unos pocos cientos de metros para suministrar calor y aire acondicionado a una residencia o un local comercial.
Una de las excepciones a esta regla es que la calefacción y el aire acondicionado de su casa se produzcan con electricidad, y que ésta proceda de una central geotérmica. En este caso, las plantas de energía geotérmica pueden utilizarse para calentar y enfriar los hogares de manera indirecta, pero esto es bastante raro.
Hay cuatro tipos de centrales geotérmicas: de vapor seco, de vapor flash, de ciclo binario y de sistemas geotérmicos mejorados (EGS). Los cuatro tipos de centrales geotérmicas producen electricidad utilizando el vapor o el agua caliente del subsuelo para hacer girar las turbinas del generador.
Su diseño es más complejo que el de las centrales de vapor flash. En las centrales de ciclo binario, el calor pasa del agua caliente subterránea al suministro de agua de la central. Esta agua se calienta hasta convertirse en vapor y pasa por una turbina para generar electricidad.
Diferenciar la central geotérmica de la bomba de calor geotérmica
La energía geotérmica es el eterno segundón de las energías renovables, que lleva décadas funcionando en un segundo plano, sin salir nunca de su pequeño nicho y haciendo que los expertos en energía digan siempre: “Ah, sí, la geotermia… ¿qué pasa con eso?”.
Tras muchos años de fracaso en su lanzamiento, nuevas empresas y tecnologías han sacado a la geotermia de su estancamiento, hasta el punto de que puede estar por fin preparada para escalar y convertirse en un actor importante de la energía limpia. De hecho, si sus defensores más entusiastas están en lo cierto, la geotermia puede ser la clave para poner el 100% de la electricidad limpia a disposición de todo el mundo. Y, además, es una oportunidad para que la industria del petróleo y el gas, en dificultades, ponga su capital y sus conocimientos al servicio de algo que no degrade el planeta.
Vik Rao, antiguo director de tecnología de Halliburton, el gigante de los servicios petrolíferos, declaró recientemente al blog de geotermia Heat Beat que “la geotermia ya no es un juego de nicho. Es escalable, potencialmente de forma muy material. La escalabilidad llama la atención de la industria [de servicios petroleros]”.
Cómo funciona la energía geotérmica
ResumenEl objetivo de este estudio es comparar entre plantas de energía de un solo flash, de doble flash y binarias en términos de la energía generada, su rendimiento y el coste relacionado. Los resultados de la comparación se utilizan para encontrar el mejor tipo de planta que puede implementarse para compensar los altísimos requisitos de potencia de un gran colisionador de hadrones (LHC). Utilizando el entorno y los requisitos del LHC del CERN en Ginebra, Suiza, el estudio utiliza el software System Advisor Model para analizar la implementación de los diferentes tipos de planta. Los resultados muestran que la planta de energía binaria tiene el mejor rendimiento y el menor coste en comparación con otras plantas de energía geotérmica analizadas, y hay una reducción en el coste total de generación de energía cuando se utilizan fuentes de energía renovables.
Tras la producción de vapor a alta y baja presión, todo el vapor se dirige a una turbina de vapor utilizando tuberías separadas. La turbina de vapor puede ser una turbina de doble admisión, una turbina independiente, o puede estar formada por dos turbinas compuestas en tándem separadas que funcionan en función de la presión de entrada del vapor. Los componentes de una central eléctrica de doble flash son similares a los de una central de vapor de flash simple. El contenido mineral del agua se concentra en función de cómo se diseñe el flash dual, por lo que las condiciones del recurso son de extrema importancia.Central binariaEn este tipo de central, se utiliza un fluido secundario, como un hidrocarburo o un fluorocarbono, en lugar de agua para hacer funcionar la turbina ORC. En el ORC, el fluido geotérmico circula en un vaporizador y se envía de vuelta al pozo de reinyección. El fluido secundario se calienta y se vaporiza en el vaporizador mediante el intercambio de calor entre el fluido geotérmico y el fluido secundario. El vapor generado del fluido secundario se dirige a la turbina para la producción de electricidad. El vapor que sale de la turbina pasa por un regenerador donde el vapor sobrecalentado se utiliza para calentar el fluido condensado que sale del condensador antes de entrar en el vaporizador. El diagrama esquemático de la central eléctrica ORC se muestra en la Fig. 3.Fig. 3Central eléctrica flash binaria (Valdimarsson 2011)Imagen a tamaño completo