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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA La energía geotérmica y su uso. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía En Ucrania, existen importantes reservas de aguas termales en Transcarpatia, Prykarpattya, Crimea y otras regiones. Hoy en día ya es rentable utilizarlos no sólo para suministrar calor a los consumidores, sino también para producir electricidad. Los precios de la energía y las perspectivas de su aumento hacen que sea económicamente rentable construir plantas de energía geotérmica en estas regiones en un futuro próximo. La energía geotérmica es una de las formas de energía más prometedoras, por lo que se utiliza ampliamente desde hace mucho tiempo en Islandia, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Francia, Hungría y muchos otros países. En Francia, 70 instalaciones geotérmicas proporcionan calor a 800 personas. Las aguas geotérmicas se caracterizan por muchos factores, en particular, según la temperatura, se dividen en bajas temperaturas (hasta 40°C), altas temperaturas (60-100°C) y sobrecalentadas (más de 100°C). También difieren en mineralización, acidez, composición del gas, presión y profundidad. La solución más sencilla y económica es el uso directo de agua geotérmica por parte de los consumidores: no es necesario instalar intercambiadores de calor adicionales y se ahorra agua. Pero este método es adecuado cuando el agua cumple con el estándar para beber. El agua caliente del pozo se recoge previamente en un depósito, desde donde se suministra a los consumidores mediante bombas. Regulan la liberación de calor en el sistema de calefacción mediante reguladores de calefacción. A una temperatura de 50-70°C, el área de los dispositivos de calefacción aumenta. Las aguas residuales de este esquema pueden liberarse al medio ambiente sin tratamiento; cumple con las normas sanitarias.
La figura muestra un esquema de calefacción utilizando una fuente geotérmica, donde 1 es una fuente de agua caliente; 2 - grifos de agua; 3 - tanque colector; 4 - salida de aire; 5 - dispositivos de calefacción; 6 - calentador adicional; 7 - regulador de flujo de agua; 8 - bomba de alimentación; 9 - bomba mezcladora; 10 - ascensor. La forma más prometedora de extraer calor profundo es crear sistemas de circulación subterráneos con retorno total o parcial de las aguas residuales a las formaciones productivas. Estos sistemas evitan el agotamiento de las reservas de agua geotérmica, mantienen el equilibrio hidráulico en las capas subterráneas y no contaminan el medio ambiente en las áreas donde se encuentran los objetos geotérmicos. Para mejorar el suministro de energía en Crimea, está previsto construir plantas de energía geotérmica con una capacidad de 6 MW en la parte occidental de la península, donde a una profundidad de 4 km hay agua con una temperatura de 250 ° C, la capacidad total será de casi 100 MW. En Transcarpatia hay importantes reservas de energía geotérmica. El consumo previsto de aguas termales aquí será de 15 millones de m3 al año. La profundidad de las reservas de agua termal es de 1200 a 2000 m. Hoy en día en Beregovo hay dos pozos de 800 y 970 m de profundidad con un rendimiento de agua mineral a una temperatura de +58°C. En Transcarpatia hay un lugar único con una superficie de 30 km2 en el área del pueblo de Zaluzh con temperaturas de hasta +200°C a una profundidad de 4 km. En los años 70, el Instituto Atomteploelektroproekt elaboró un estudio de viabilidad económica para una central geotérmica con una capacidad de hasta 10 MW con perspectivas de ampliación. El coste de 1 kW de potencia instalada es de 800 a 900 dólares. EE.UU. Con los precios actuales de la energía, el coste de la electricidad generada en una central de este tipo será entre 1,2 y 1,5 veces menor que el de una central térmica de la misma capacidad que funciona con carbón. Cuando se utilizan "residuos" térmicos para el suministro de calor, la rentabilidad se duplica. El agua termal residual se bombea de vuelta a los horizontes subterráneos, lo que garantiza la pureza ecológica de la zona. A medida que se profundiza en el suelo, la temperatura del suelo en latitudes medias, a una profundidad de 3 a 5 m, es de 10 a 13°C y más. El uso de este tipo de energía geotérmica se practica ampliamente en los EE. UU. y los países de Europa occidental para calentar hogares, instalaciones industriales y granjas ganaderas mediante intercambiadores de calor y unidades de bomba de calor. Esto permite ahorrar hasta un 50-70% del calor necesario para crear un régimen de temperatura óptimo en las instalaciones. Para operar este sistema, el aire exterior se suministra a conductos de aire ubicados a una profundidad de 3 my luego a las habitaciones. En invierno, el aire subterráneo se calienta y se enfría en verano. Un sistema de ventilación de este tipo se instaló por primera vez en Estados Unidos en 1977 para crear un microclima en una pocilga de 7,2 x 15 m. El intercambiador de calor consta de 12 conductos de aire de 30 m de largo y 3 m de profundidad en el suelo cerca de la pocilga. . Las tomas de aire verticales se elevan a 1,5 m del suelo. Los conductos de aire horizontales están inclinados hacia la cámara vertical, donde se ubica el punto de recogida de condensado. En invierno, el aire de la habitación se calienta a +25°C con una temperatura exterior de -28°C, y en verano se enfría a +14°C con una temperatura exterior de +35°C. En Austria está en funcionamiento una instalación geotérmica que consta de dos conductos de entrada de aire verticales y 20 conductos de plástico subterráneos con una longitud de 35 m y un diámetro de 200 mm. Suministro máximo de aire - 10000 m3/h. Durante todo el año, la temperatura en las naves ganaderas se mantiene entre +15 y 21°C. Estos sistemas geotérmicos se amortizan en 3 a 5 años. En la ciudad alemana de Cohen se ha implementado el proyecto de la bomba de calor con sondas subterráneas más grande de Europa, que suministra energía térmica a 35 habitaciones de tres casas. Se bombea agua fría a través de sondas enterradas a 98 m de profundidad, que se calienta hasta la temperatura del suelo. Las bombas de calor permiten aumentar la temperatura del agua hasta +50°C y devolver energía útil 3 veces más de la gastada. Según las previsiones del Instituto de Termofísica Técnica de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, la capacidad operativa diaria de las siete zonas geotérmicas de Transcarpatia es de 239,4 mil m3 de aguas termales con una temperatura de +60°C, lo que les permite obtener una capacidad energética de 492,6 MW. Los indicadores de eficiencia de las instalaciones geotérmicas superan a los térmicos y nucleares, y con las tarifas actuales de calor y electricidad, dichas instalaciones pueden desarrollarse mediante la autofinanciación en un futuro próximo. Se domina por completo la tecnología de suministro de calor geotérmico a zonas pobladas, instalaciones agrícolas y pequeñas empresas.
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