Definición de energía geotérmica
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La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se extrae del núcleo de la Tierra. Procede del calor generado durante la formación original del planeta y de la desintegración radiactiva de los materiales. Esta energía térmica se almacena en las rocas y los fluidos del centro de la Tierra.
Las altas temperaturas de más de 4.000 °C hacen que parte de la roca del centro de la Tierra se derrita y forme rocas fundidas calientes llamadas magma. Estos calores también hacen que el manto se comporte plásticamente y que partes de él convecten hacia arriba, ya que es más ligero que la roca circundante.
En algunos países se utiliza desde hace miles de años para cocinar y en sistemas de calefacción. Los depósitos geotérmicos subterráneos de vapor y agua calentada pueden utilizarse para la generación de electricidad y otras aplicaciones de calefacción y refrigeración.
Un ejemplo de calefacción y refrigeración es la instalación de una bomba de calor geotérmica a unos 3 metros bajo tierra. Estas tuberías se llenan de agua o de una solución anticongelante. El agua se bombea alrededor del circuito cerrado de tuberías. Estos sistemas de bomba de calor geotérmica ayudan a enfriar los edificios en verano y a mantener el calor en verano. Esto ocurre al absorber el calor de la tierra mientras el agua circula de vuelta al edificio.
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La implementación técnica es ingeniosamente sencilla: Los aerogeneradores están conectados directamente a un calentador de agua instantáneo de 2 megavatios mediante un cable de media tensión de 20.000 voltios. Allí, el agua se calienta hasta los 93 grados centígrados y se libera en la instalación de almacenamiento de energía térmica basada en el viento. Desde allí, el agua caliente se suministra a la red de calefacción local según sea necesario. La instalación de almacenamiento de energía térmica eólica tiene una capacidad de alrededor de un millón de litros de agua. En los días de viento, el depósito se calienta en pocas horas. A continuación, el tanque de almacenamiento libera su energía según sea necesario a la red de calefacción local, que abastece a 35 casas con una demanda anual de energía térmica de 720.000 kWh. La instalación de almacenamiento de energía térmica basada en el viento tiene una capacidad total de 38.000 kilovatios hora. Una vez calentado y cargado, puede suministrar calor a Nechlin durante dos semanas. Debido a las excelentes condiciones de viento de la zona, la instalación de almacenamiento de energía térmica basada en el viento puede proporcionar al pueblo una calefacción completamente renovable.
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La energía geotérmica se produce por el calor del interior fundido de la Tierra. Esta energía se aprovecha para generar electricidad cuando se inyecta agua en el subsuelo y vuelve en forma de vapor (o agua caliente, que luego se convierte en vapor) para accionar una turbina en un generador de energía eléctrica.
Los recursos geotérmicos de temperatura moderada a baja también se utilizan para calentar edificios directamente y para proporcionar calefacción a través de sistemas de calefacción urbana en los que el calor se distribuye a las residencias y edificios comerciales desde una fuente central. La mayoría de los yacimientos geotérmicos de Estados Unidos se encuentran en los estados del oeste, Hawai y Alaska, donde los límites entre las enormes placas de la corteza terrestre proporcionan una concentración de actividad geológica que atrapa el calor generado por la desintegración nuclear de elementos radiactivos.
Aunque Estados Unidos genera más electricidad a partir de la energía geotérmica que cualquier otro país del mundo, en 2015 representaba una pequeña fracción del 1% de nuestro suministro total de energía. Se espera que esa fracción crezca a un ritmo del 4,9% anual de aquí a 2040, cuando se prevé que represente hasta el 4,6% de la generación de electricidad. Pero su contribución total al consumo energético de Estados Unidos seguirá siendo inferior al 1% en un futuro próximo.
Pros y contras de la energía geotérmica
La energía geotérmica es el calor derivado del subsuelo de la tierra. El agua y/o el vapor transportan la energía geotérmica a la superficie de la Tierra. Dependiendo de sus características, la energía geotérmica puede utilizarse para calefacción y refrigeración o aprovecharse para generar electricidad limpia. Sin embargo, para la electricidad se necesitan recursos de generación de alta o media temperatura, que suelen estar situados cerca de regiones tectónicamente activas.
Esta fuente renovable clave cubre una parte importante de la demanda de electricidad en países como Islandia, El Salvador, Nueva Zelanda, Kenia y Filipinas, y más del 90% de la demanda de calefacción en Islandia. Las principales ventajas son que no depende de las condiciones meteorológicas y tiene factores de capacidad muy elevados; por estas razones, las centrales geotérmicas son capaces de suministrar electricidad de carga base, así como de proporcionar servicios auxiliares para la flexibilidad a corto y largo plazo en algunos casos.
Existen diferentes tecnologías geotérmicas con distintos niveles de madurez. Las tecnologías para usos directos, como la calefacción urbana, las bombas de calor geotérmicas, los invernaderos y otras aplicaciones, se utilizan ampliamente y pueden considerarse maduras. La tecnología para la generación de electricidad a partir de yacimientos hidrotérmicos con alta permeabilidad natural también es madura y fiable, y lleva funcionando desde 1913. Muchas de las centrales eléctricas que funcionan hoy en día son plantas de vapor seco o plantas flash (simples, dobles y triples) que aprovechan temperaturas superiores a 180°C. Sin embargo, los campos de temperatura media se utilizan cada vez más para la generación de electricidad o para la producción combinada de calor y electricidad gracias al desarrollo de la tecnología de ciclo binario, en la que el fluido geotérmico se utiliza a través de intercambiadores de calor para calentar un fluido de proceso en un circuito cerrado. Además, se están desarrollando nuevas tecnologías como los sistemas geotérmicos mejorados (EGS), que están en fase de demostración.
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