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Energia Geotermica


L'ENERGIA GEOTERMICA L’energia geotermica è una forma di energia rinnovabile che deriva dal calore della Terra; le manifestazioni più evidenti dell’energia geotermica sono i fenomeni vulcanici, le sorgenti termali,soffioni,geyser. Il calore immagazzinato nella crosta terrestre e che fluisce verso l’esterno con l’aiuto di fluidi come l’acqua e vapore, proviene dal mantello e dal nucleo del pianeta.


Schema di sistema geotermico


Gli altri usi del calore geotermico Oltre che per generare elettricitĂ , il calore geotermico e' impiegato in applicazioni dirette, che assicurano un risparmio d'energia producendo acqua a temperature comprese tra i 20 e i 150Ć’C.Accanto alle cure termali, l'acqua calda geotermica viene usata per riscaldare serre per la floricoltura e l'orticoltura, per pastorizzare il latte, per essiccare cipolle o legname, per lavare la lana. Altro uso abbastanza diffuso e' rappresentato dal riscaldamento di edifici, sia privati che pubblici, o di interi quartieri.


I vantaggi per l'ambiente: L'energia da fonte geotermica è generata senza ricorrere a combustibili fossili, quindi non produce le sostanze inquinanti associate a questi combustibili. Le centrali geotermiche producono inoltre altri inquinanti gassosi non condensabili, come idrogeno solforato, metano, ed i reflui liquidi possono contenere disciolte sostanze quali metalli pesanti e silicati. I moderni sistemi di controllo delle emissioni e le tecniche di reiniezione nel sottosuolo hanno tuttavia ridotto al minimo quest'impatto.


Le centrali Geotermiche


PROCESSO DELL’ENERGIA

GEOTERMICA…


Le centrali geotermiche sfruttano il calore delle profondità terrestri. Infatti queste centrali vengono costruite su un territorio particolare detta area geotermica ovvero una zona di origine vulcanica o soggetta a fenomeni sismici. A grande profondità, l’interno della Terra è molto caldo. Il calore deriva probabilmente dalle rotture degli strati rocciosi,le acque e i vapori riscaldatisi in profondità salgono verso la superficie e possono essere utilizzati come fonte di calore oppure per produrre energia elettrica. Il getto di vapore caldo che esce dalla terra viene portato in centrale per mezzo di tubi detti vapordotti.Se il vapore è presente ad alta temperatura (200°-300°C ) viene convogliato direttamente alla turbina che ne trasforma l'energia cinetica in energia meccanica. L'asse della turbina è collegato al rotore dell'alternatore che, ruotando, trasforma l'energia meccanica ricevuta in energia elettrica alternata che viene trasmessa al trasformatore. Il trasformatore innalza il valore della tensione (400.000.v) e la immette nella rete di distribuzione. Il vapore uscente dalla turbina viene riportato alla stato liquido in un condensatore, mentre i gas,contenuti nel vapore, vengono dispersi nell'atmosfera. Una torre di raffreddamento consente di raffreddare l'acqua prodotta dalla condensazione del vapore e di fornire acqua fredda al condensatore. L'acqua condensata viene smaltita reiniettandola nelle rocce profonde da cui il vapore e' stato estratto.


La turbina a vapore e' costituita da due elementi principali: Il rotore, un grosso asse d'acciaio nel quale sono inserite molte "ruote", costituite da file di palette. La cassa, un involucro cilindrico di acciaio all'interno del quale sono fissate altre file di palette fisse (ugelli). Queste non ruotano, ma formano degli "anelli", che vanno ad interporsi tra le file di palette del rotore, e servono ad indirizzare nel modo corretto il vapore da una fila di palette mobili all'altra. La cassa e' divisa longitudinalmente in due meta', collegate da grossi bulloni, che servono ad indirizzare nel modo corretto il vapore da una fila di paletta all'altra. Il vapore, attraversando le successive file di palette fisse e mobili da un'estremita' all'altra della turbina, trasforma la sua energia di pressione in energia di velocita' che provoca la rotazione della turbina stessa, infine


L'alternatore e' un generatore di corrente elettrica. Ăˆ costituito da due parti fondamentali, una fissa e l'altra rotante, dette rispettivamente statore e rotore, su cui sono disposti avvolgimenti di rame isolati. I due avvolgimenti si dicono induttore (sul rotore) e indotto (sullo statore).


Il trasformatore e' una macchina elettrica statica atta a trasferire, sfruttando il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, energia elettrica a corrente alternata da un circuito a un altro modificandone le caratteristiche. Schematicamente un trasformatore e' costituito da due avvolgimenti, ciascuno formato da un certo numero di spire di filo di rame avvolte attorno a un nucleo di ferro di elevata permeabilitĂ  magnetica, dei quali uno riceve energia dalla linea di alimentazione, mentre l'altro e' collegato ai circuiti di utilizzazione.


Il condensatore e' collegato allo scarico della turbina ed e' costituito sostanzialmente da un volume vuoto, percorso dal vapore, in cui viene spruzzata uniformemente acqua sotto forma di piccole goccioline, in modo da portare l'acqua ed il vapore strettamente a contatto tra loro. I gas incondensabili, presenti nel vapore geotermico, vengono evacuati dal condensatore tramite l'estrattore in modo da mantenere il grado di vuoto richiesto.


La torre di refrigerazione è una costruzione di cemento,altra anche 100 metri,a forma di tronco di cono. L’acqua calda arriva alla torre attraverso un grosso tubo e viene distribuita in tubazioni con molti fori che la fanno cadere a pioggia. Il vapore acqueo comincia a salire creando una forte corrente ascensionale. L’aria esterna più fredda viene risucchiata dalla base della torre. L’acqua fredda finisce nel serbatoio collocato sul fondo; poi esce dalla torre per ritornare al condensatore, in circuito chiuso.


Nelle centrali, il vapore o l'acqua calda forniscono la forza necessaria a muovere le turbine che producono elettricità.L'acqua di scarico delle centrali geotermiche viene poi reiniettata in profondità nel serbatoio, attraverso appositi pozzi di reiniezione, mantenendo così la pressione del serbatoio ed evitando l'inquinamento di falde o corsi d'acqua in superficie. L'acqua reiniettata sarà di nuovo scaldata dalla Terra.


Ăˆ della stessa tipologia dei pozzi petrolifici. Internamente è rivestito da un tubo di acciaio sino ad una certa profonditĂ , lasciando il foro scoperto nella parte terminale. L'acqua recuperata dallo scarico della centrale o dai separatori dei pozzi viene convogliata al pozzo di reiniezione tramite appositi acquedotti, e poi rimmessa nel sottosuolo direttamente o mediante apposite pompe.


Le tipologie di centrale: Ci sono vari tipi di centrali geotermiche,in funzione della temperatura e della pressione del serbatoio che le alimenta: -Sistemi ad alta temperatura -Sistemi a temperatura moderata


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Sistemi ad alta temperatura I sistemi ad alta temperatura possono essere sistemi "a vapore dominante", se il fluido geotermico si trova sotto forma di vapore. In questo caso, l'energia geotermica viene utilizzata principalmente per produrre energia elettrica. Nei sistemi cosiddetti "ad acqua dominante" il fluido geotermico si trova nel sottosuolo in forma liquida ad alta temperatura e sotto pressione. Quando un pozzo geotermico viene perforato, la pressione diminuisce bruscamente e l'acqua vaporizza, risalendo in superficie come miscela di acqua e vapore. In questi casi, l'energia geotermica può essere utilizzata sia per produrre energia elettrica,che usata direttamente.


Sistemi a temperatura media Per serbatoi che producono acqua a temperature moderate abbiamo la tecnologia del ciclo binario è la più redditizia. In questi sistemi il fluido geotermico viene utilizzato per vaporizzare, attraverso uno scambiatore di calore, un secondo liquido, con temperatura di ebollizione più bassa rispetto all'acqua. Il fluido secondario si espande in turbina e viene quindi condensato e riavviato allo scambiatore in un circuito chiuso, senza scambi con l'esterno.


… Un po’ di storia L'utilizzo delle acque geotermiche è antichissimo e risale probabilmente al Paleolitico superiore. Tuttavia, il suo sviluppo in chiave più specificamente sanitaria, ha avuto origine in Giappone e in Italia circa 2000 anni fa. Solo a partire dal Rinascimento, però, il termalismo viene trattato in maniera scientifica. Gli usi energetici dei fluidi geotermici si svilupparono più tardi di quelli termali. A partire dagli anni '20, l'attività geotermica si diffuse anche in Giappone, Islanda e Ungheria e poi, dagli anni '50, nel resto del mondo.


Centrale di Lardarello‌

Gli impianti di Lardarello (Pisa) hanno un'origine datata ben prima della metà dell'ottocento. I vapori provenienti dal sottosuolo erano una valida alternativa delle innovative macchine a vapore industriali dell'epoca ed avevano il pregio di non utilizzare il costoso carbone per alimentare le caldaie. Un vantaggio che non passò inosservato agli imprenditori toscani del primo ottocento. Una tradizione toscana che arriva fino ai nostri giorni e che pone la regione Toscana ai primi posti dello sfruttamento dell'energia rinnovabile dalla geotermia. Non è un caso che proprio a Lardarello si trovi un "Museo dedicato al vapore".


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