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Cosa è l'energia geotermica e come funziona

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Cosa è l'energia geotermica e come funziona

L'energia geotermica è la forma d'energia dovuta al calore contenuto all'interno della sfera terrestre. Tale calore si manifesta con l'aumento progressivo della temperatura delle rocce con la profondità, secondo un gradiente geotermico, in media, di 3°C ogni 100m di profondità. Alcune zone presentano gradienti più alti della media (9°-12°C ogni 100m), a causa di anomalie geologiche o vulcaniche.

L'energia termica accumulata nel sottosuolo è resa disponibile tramite vettori fluidi (acqua o vapore), naturali o iniettati, che fluiscono dal serbatoio geotermico alla superficie spontaneamente (geyser, soffioni, sorgenti termali) o erogati artificialmente tramite perforazione meccanica (pozzo geotermico).

In Italia esistono due principali aree geotermiche in sfruttamento ad alta entalpia: Larderello-Travale/Radicondoli e Monte Amiata, entrambe posizionate nella Toscana meridionale.

Dopo il primo esperimento di sfruttamento geotermico portato avanti a Larderello nel 1904, il primo impianto per la produzione di energia elettrica (da 250 kW) fu messo in opera nel 1913, e la produzione elettrica da fonte geotermica è da allora aumentata continuamente fino al valore attuale di 810 MW di potenza installata (782 MW di potenza efficiente)

I serbatoi geotermici utilizzati nelle aree di Larderello-Travale/Radicondoli e del Monte Amiata sono due: un serbatoio superficiale all'interno di livelli cataclastici delle rocce carbonatiche-evaporitiche delle unità Toscane il quale produce un vapore surriscaldato, ed un serbatoio più profondo, molto più esteso, caratterizzato da un sistema di rocce metamorfiche fratturate posto ad una profondità maggiore di 2 km. All'interno del serbatoio profondo del campo di Larderello-Travale/Radicondoli a vapore-dominante (mentre nell'area dell'Amiata è ad acqua dominante) si riscontrano valori di 20 MPa e 300-350°C a 3 km.


Come funziona una centrale geotermoelettrica
Ci sono 3 grandi tipologie di centrali geotermiche:

  • a vapore secco,  la più antica tecnologia geotermica che estrae il vapore dalle fratture presenti nel terreno e lo usa direttamente per azionare una turbina
  • flash, trasformano l'acqua bollente profonda e ad alta pressione, in acqua più fredda e a bassa pressione;
  • binarie, l'acqua bollente viene fatta scorrere accanto a un secondo fluido che ha un punto di ebollizione molto al di sotto rispetto a quello dell'acqua; tutto ciò fa sì che quest'ultimo fluido si trasformi in vapore, il quale poi aziona una turbina.

Nel caso delle centrali a vapore secco dai pozzi il vapore, tramite vapordotti (tubazioni in acciaio coibentato), viene trasportato alla centrale geotermoelettrica per essere immesso nella turbina (una macchina ruotante che trasforma parte del contenuto energetico del vapore in energia meccanica). È poi compito del generatore di corrente, o alternatore, trasformare l'energia meccanica di rotazione della turbina in energia elettrica.

All'uscita della turbina il vapore passa nel condensatore, dove una pioggia di acqua fredda proveniente dalle torri di refrigerazione lo raffredda, condensandolo. Una frazione del fluido così ottenuto viene reintrodotta nel sottosuolo mediante appositi pozzi di reiniezione. Il rimanente evapora nelle torri di refrigerazione ed è immessonell'atmosfera.

La reiniezione permette di mantenere in equilibrio l'ecosistema grazie alla restituzione di parte delle sostanze estratte; inoltre, restituendo parte del fluido, si riesce a prolungare l'efficienza del serbatoio. Dalla centrale geotermoelettrica escono quindi gli acquedotti che portano i fluidi al sistema di reiniezione ed i conduttori elettrici che portano l'elettricità alla stazione di trasformazione.


La geotermia a bassa entalpia
Oltre alla geotermia ad alta entalpia, coltivata, soltanto in Toscana, per la produzione di energia elettrica esiste, ed è molto più diffusa, la geotermia a bassa entalpia, che sfrutta il sottosuolo come serbatoio di calore. Nei mesi invernali il calore viene trasferito in superficie, viceversa in estate il calore in eccesso presente negli edifici, viene dato al terreno. Questa operazione è resa possibile dalle pompe di calore. Impianti di questo tipo non necessitano di condizioni ambientali particolari, infatti non sfruttano né le sorgenti naturali d'acqua calda, né le zone in cui il terreno ha temperature più alte della media a causa di una particolare vicinanza con il mantello. Ciò che questa tecnologia sfrutta è la temperatura costante che il terreno ha lungo tutto il corso dell'anno. Normalmente, già ad un metro di profondità, si riescono ad avere circa 10-15°C. A questo punto si utilizza la pompa di calore che sfrutta la differenza di calore fra il terreno e l'esterno per assorbire calore dal terreno e renderlo disponibile per gli usi umani. Più questa differenza è alta, migliore è il rendimento. La pompa di calore per funzionare necessita di energia elettrica. In condizioni medie per ogni Kw elettrico consumato si ottengono 3 kW termici.


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Ultima modifica: 08/05/2013 12:03:57 - Id: 725468
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