Comprendre la géothermie

Parmi les sources d'énergie renouvelables disponibles aujourd'hui, la géothermie est l'une des plus courantes. C'est la chaleur dérivée dans le sous-sol de la terre et elle est transportée à la surface de la terre par l'eau et/ou la vapeur. L'énergie géothermique est largement utilisée à des fins de chauffage et de refroidissement ou peut être exploitée pour produire de l'électricité propre. Aujourd'hui, vous apprendrez à connaître la définition, les applications, le schéma, l'historique, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients de l'énergie géothermique. Vous découvrirez également comment l'énergie géothermique est produite et comment elle fonctionne.

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Qu'est-ce que l'énergie géothermique ?

L'énergie géothermique est l'énergie thermique générée et stockée dans le sol. Le mot « géothermique » a des racines grecques avec γη (geo), signifiant terre, et θερμος (thermos), signifiant chaud. Il s'agit d'une énergie renouvelable dérivée du sous-sol de la terre, transportée avec de l'eau et/ou de la vapeur jusqu'à la surface de la terre. L'énergie thermique est l'énergie qui détermine la température de la matière. Ainsi, on parle d'énergie thermique.

L'énergie géothermique de la croûte terrestre provient de la formation originale de la planète et de la désintégration radioactive des matériaux et de la perte de chaleur continue de la formation de la terre. Enfin, l'énergie géothermique est une forme de conversion d'énergie dans laquelle l'énergie thermique de l'intérieur de la terre est obtenue et exploitée pour la cuisine, le bain, le chauffage des locaux, la production d'électricité et bien d'autres utilisations.

Dans une brève histoire de l'énergie géothermique, il a été prouvé que les Amérindiens utilisaient l'énergie géothermique pour cuisiner il y a déjà 10 000 ans. Dans l'Antiquité, les bains chauffés par des sources chaudes étaient utilisés par les Grecs et les Romains. Quant au chauffage des locaux, la ville romaine de Pompéi au 1 ^er siècle de notre ère, utilise l'énergie géothermique. il était initialement limité aux sites où l'eau chaude et la vapeur étaient accessibles.

Applications de l'énergie géothermique

L'utilisation de l'énergie géothermique est courante dans plus de 20 pays. Les États-Unis sont enregistrés comme le plus grand producteur d'énergie géothermique au monde. Ils ont hébergé le plus grand champ géothermique connu sous le nom de The Geysers en Californie, le champ s'étend sur 117 kilomètres carrés et a formé plus de 22 centrales électriques, avec une capacité installée de plus de 1,5 GW.

L'Islande fait également bon usage de l'énergie géothermique depuis 1907, se décrivant comme un "pionnier" de l'énergie géothermique. Plus de 25 % de l'énergie est produite à partir de cinq centrales géothermiques. Ils ont réussi grâce aux 600 sources chaudes et aux 200 volcans du pays. Les applications de l'énergie géothermique peuvent être divisées en trois catégories :l'utilisation directe, les pompes à chaleur géothermiques et la production d'électricité.

Utilisations directes :

Les utilisations directes de l'énergie géothermique impliquent l'utilisation d'eau chauffée du sol sans avoir besoin d'aucune autre source de chauffage. Le direct des ressources géothermiques est à basse température, qui varie d'environ 50 à 150 ⁰ C (122 et 302 °F). L'eau et la vapeur géothermiques à basse température ont été utilisées pour chauffer des bâtiments individuels et des quartiers entiers où de nombreux bâtiments sont chauffés à partir d'une source d'alimentation centrale. De plus, la plupart des piscines, des serres, des installations balnéologiques (thérapeutiques) des spas et des étangs d'aquaculture ont été chauffées avec des ressources géothermiques. D'autres applications courantes des utilisations directes de l'énergie géothermique comprennent la cuisine, les utilisations industrielles telles que le séchage des fruits, des légumes et du bois, la pasteurisation du lait et la fonte des neiges à grande échelle.

Pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques (GHP) sont utilisées pour chauffer les bâtiments en hiver et les refroidir en été. Ils ont profité des conditions de température modérée relativement stables qui sont obtenues dans les 300 premiers mètres (1000 pieds) de la surface. La plupart des températures GHP se trouvent à des profondeurs moins profondes telles que 6 mètres (environ 20 pieds) de la surface de la terre. Par conséquent, la chaleur peut être utilisée pour réchauffer les bâtiments en hiver, lorsque la température de l'air tombe en dessous de celle du sol. De même, pendant l'été, l'air chaud est extrait d'un bâtiment et circule sous terre, où il perd une grande partie de sa chaleur et est renvoyé.

Production d'énergie électrique

L'énergie géothermique est utilisée pour générer de l'électricité en fonction de la température et du débit de fluide (vapeur). L'électricité est produite de trois manières dans les centrales géothermiques. Ces trois conceptions différentes contrôlent le comportement utilisé pour entraîner les générateurs électriques. La vapeur d'eau en excès produite à la fin de chaque processus est condensée et renvoyée au sol, où elle est réchauffée pour une utilisation ultérieure. C'est pourquoi la géothermie est considérée comme une forme d'énergie renouvelable.

voir l'image ci-dessous

Comment fonctionne l'énergie géothermique

Le fonctionnement de l'énergie géothermique est moins complexe et peut être facilement compris. Tout d'abord, laissez-moi vous expliquer comment l'énergie géothermique est produite. Des puits allant jusqu'à un mile de profondeur ou plus sont creusés dans des réservoirs souterrains afin d'obtenir des ressources géothermiques. Ces ressources peuvent être exploitées à partir de la chaleur naturelle, de la roche et de la perméabilité à l'eau. En outre, les systèmes géothermiques améliorés, qui améliorent ou créent des ressources géothermiques grâce au processus de stimulation hydraulique. Ces ressources géothermiques sont ensuite utilisées pour entraîner des turbines reliées à des générateurs d'électricité.

Regardez la vidéo ci-dessous pour découvrir comment l'énergie géothermique est produite :

Le fonctionnement de la géothermie peut différer selon ses applications finales. J'ai mentionné plus tôt les trois utilisations de base de l'énergie géothermique. ici, je vais expliquer comment l'énergie géothermique est utilisée pour la production d'électricité. Les centrales géothermiques se déclinent en trois modèles différents; vapeur sèche, flash et binaire.

Vapeur sèche :

La conception à vapeur sèche prélève la vapeur directement des fractures dans le sol pour entraîner une turbine. La vapeur d'eau chauffée est canalisée directement dans une turbine qui entraîne un générateur électrique.

Plantes flash :

L'usine Flash tire de l'eau chaude à haute pression du sous-sol et la mélange avec de l'eau à basse pression plus froide. Ceci, à son tour, crée de la vapeur qui est utilisée pour entraîner une turbine. L'eau sous pression à haute température est aspirée sous la surface dans des conteneurs à la surface appelés réservoirs de flash. C'est là que la diminution soudaine de la pression provoque le flash ou la vaporisation de l'eau liquide en vapeur. Le flash est alors utilisé pour alimenter le groupe turbine-alternateur. Enfin,

Cycle binaire :

Les centrales électriques à cycle binaire utilisent une tige entraînée par un fluide de travail secondaire tel que de l'ammoniac et des hydrocarbures contenus dans une boucle fermée de tuyaux pour alimenter l'ensemble turbine-générateur. Dans ce processus, l'eau chauffée par géothermie est aspirée à travers un ensemble différent de tuyaux, et une grande partie de l'énergie stockée dans l'eau chauffée est transférée au fluide de travail via un échangeur de chaleur. Le fluide de travail se vaporise alors et traverse la turbine pour la faire tourner. Il s'est ensuite recondensé et renvoyé à l'échangeur de chaleur.

Avantages et inconvénients de la géothermie

Avantages :

Vous trouverez ci-dessous les avantages de la géothermie dans ses différentes applications.

• Respectueux de l'environnement par rapport aux sources de carburant conventionnelles telles que les combustibles fossiles.
• L'énergie géothermique est renouvelable, elle peut durer des décennies.
• L'énergie géothermique est largement utilisée.
• C'est une source d'énergie durable, stable et fiable.
• L'énergie peut être utilisée pour le chauffage et le refroidissement en utilisation directe.
• Aucun carburant n'est requis.
• Le processus de génération d'énergie a été amélioré par de nouvelles technologies, ce qui en fait une évolution rapide.
• Sa puissance de sortie est facile à prévoir.

Inconvénients :

Malgré les bons avantages de l'énergie géothermique, certaines limites subsistent. Vous trouverez ci-dessous les inconvénients de l'énergie géothermique dans ses diverses applications.

• L'emplacement est limité, c'est-à-dire que les centrales géothermiques doivent être construites dans des endroits où l'énergie est accessible.
• Effets secondaires environnementaux dus au creusement, car certains gaz stockés sous terre sont rejetés dans l'atmosphère.
• L'énergie géothermique peut déclencher des tremblements de terre en raison de l'altération de la structure terrestre résultant du creusement.
• Coût de fabrication élevé des centrales géothermiques.
• Une haute durabilité du fluide géothermique est nécessaire pour être pompé plus rapidement dans les réservoirs souterrains.

Conclusion

L'énergie géothermique est une énergie renouvelable dérivée du sous-sol de la terre, transportée avec de l'eau et/ou de la vapeur jusqu'à la surface de la terre. L'énergie thermique est l'énergie qui détermine la température de la matière. Ainsi, l'énergie géothermique est appelée énergie thermique. Les applications de l'énergie géothermique peuvent être divisées en trois catégories :l'utilisation directe, les pompes à chaleur géothermiques et la production d'électricité. C'est tout pour cet article, où sont la définition, l'application, le schéma, l'historique, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients de la géothermie. J'ai également examiné comment l'énergie géothermique est produite et comment elle fonctionne.

J'espère que vous avez apprécié la lecture, si c'est le cas, merci de partager avec d'autres étudiants. Merci d'avoir lu, à la prochaine !