Quels sont les différents types de centrales géothermiques ?

Les centrales géothermiques utilisent des ressources hydrothermales qui contiennent à la fois de la chaleur (thermique) et de l’eau (hydro). Les centrales géothermiques ont besoin de ressources géothermiques à haute température (300 ° F à 700 ° F) provenant soit de puits d’eau chaude, soit de puits de vapeur sèche. Les particuliers utilisent ces ressources en forant des puits sous la terre et en pompant de l’eau chaude ou de la vapeur à la surface, qui est utilisée pour le chauffage et la production d’électricité. Certains investisseurs forent des puits géothermiques jusqu’à deux milles de profondeur. Cela dit, voici les principaux types de centrales géothermiques.

• Vapeur sèche directe

Ce fut le premier type de centrale géothermique à être construit. Le premier endroit à être utilisé fut Lardarello en 1904 dans l’Italie antique. La centrale géothermique à vapeur sèche directe utilise un fluide hydrothermal, qui est essentiellement de la vapeur. La vapeur est acheminée directement vers une turbine, qui est attachée à un électroaimant (générateur). La rotation de la turbine déclenche un générateur pour produire de l’électricité.

La vapeur élimine le besoin de brûler des combustibles fossiles pour chauffer l’eau (vapeur) afin de produire de l’électricité. Il atténue également le besoin de transport et de stockage des carburants. Ces installations sont respectueuses de l’environnement puisqu’elles ne dégagent qu’un excès de vapeur et de petites quantités de gaz. Malgré son ancienneté, la technologie de la vapeur est encore utilisée de nos jours, en particulier aux Geysers dans le nord de la Californie, qui se présente comme la plus grande centrale géothermique au monde.

• Cycle flash et double flash

Ce sont les centrales géothermiques les plus prédominantes en activité de nos jours. Le fluide à température plus élevée (températures supérieures à 360 ° F (182 ° C) est pompé sous une pression extrêmement élevée dans un réservoir réglé à une pression relativement plus basse. Le réservoir à basse pression déclenche la vaporisation ou le flash instantané d’une partie du fluide. La vapeur est ensuite dirigée pour faire tourner une turbine, qui alimente un générateur pour produire de l’électricité.S’il reste du liquide dans le réservoir basse pression, il peut être vaporisé à nouveau dans le deuxième réservoir pour exploiter de l’énergie supplémentaire.

• Cycle binaire

Les centrales géothermiques à cycle binaire diffèrent grandement de leurs homologues à vapeur sèche directe et flash. Comment? L’eau ou la vapeur extraite du réservoir chaud sous la surface de la terre n’entre pas en contact avec la turbine.

L’eau chaude est extraite du réservoir d’eau chaude situé en dessous et acheminée vers la centrale électrique à l’aide de canalisations. L’eau chaude est ensuite distribuée à chacun des réseaux d’unités de production d’électricité en parallèle à travers les grosses canalisations alimentant chaque rangée d’unités multiples. Chaque unité de production d’électricité produit sa propre électricité en même temps à partir du réservoir d’eau chaude.

Dans ce système à cycle binaire, l’eau ou la vapeur n’entre pas en contact avec une turbine. Au lieu de cela, sa chaleur est transférée à un second fluide de travail lorsqu’il glisse à travers les serpentins dans le réservoir d’échange de chaleur. Étant donné que le fluide de travail a un point d’ébullition beaucoup plus bas que l’eau, le fluide se vaporise (flash) rapidement à une température inférieure à 14 degrés Celsius et se déplace vers le haut en passant par la turbine.

La pression émanant de la vapeur fait tourner les turbines. Les turbines déclenchent le générateur pour produire de l’électricité. Chaque unité est capable de produire environ 280 KW de puissance. En synchronisant l’alimentation de toutes les unités, environ 11 mégawatts d’électricité sont produits par cette centrale.

L’eau de puits usée, qui est d’environ 21 degrés Celsius plus froide, est transférée vers des puits d’injection, où elle est pompée vers le réservoir d’eau chaude. Là, il est à nouveau chauffé par les roches chaudes et aspiré à nouveau pour continuer le cycle de production d’électricité.

Après avoir fait tourner la turbine, la vapeur est dirigée vers le haut dans le réservoir du condenseur. Ici, l’eau de refroidissement est autorisée à entrer dans le condenseur à partir des tours de refroidissement via des serpentins dans le réservoir du condenseur et refroidit finalement la vapeur, lui permettant de se condenser en fluide, qui s’accumule au fond du réservoir. L’eau de refroidissement entre généralement dans le réservoir de refroidissement à une température d’environ 19 degrés Celsius, mais après avoir rempli sa fonction de refroidissement du fluide de travail, elle est autorisée à quitter le réservoir à une température d’environ 30 degrés Celsius.

Le fluide de travail est maintenant autorisé à s’écouler par la sortie du réservoir vers la pompe. Dans la pompe, le fluide de travail est repressurisé et repompé dans le réservoir de l’échangeur pour répéter le cycle. Pour que l’eau soit réutilisée, on la laisse retourner à la tour de refroidissement, où elle est refroidie à 19 degrés Celsius.

Il est impératif de noter que les trois systèmes fluides du fluide de travail, de l’eau chaude du réservoir et de l’eau de refroidissement provenant de la tour de refroidissement restent dans leurs boucles individuelles et n’entrent jamais en contact pour éviter toute contamination et émission.