La géothermie est une énergie produite en permanence par notre planète et accessible par des forages spéciaux. L'énorme potentiel des sources géothermiques est attesté par le fait que 99% de la Terre a une température supérieure à 1000°C. Pas étonnant que la chaleur de la Terre s'intéresse aux énergies renouvelables depuis des années, car il s'agit d'une source d'énergie respectueuse de l'environnement et alternative au charbon et au pétrole brut.
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La géothermie et ses possibilités d'utilisation
Plus on est proche du noyau terrestre, plus il fait chaud
Une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur est stockée à l'intérieur de la Terre. Cependant, il n'est pas uniformément réparti. La température du noyau de la planète avoisine les 7.000°C, tandis que la surface froide n'est que de 15°C en moyenne. La couche supérieure de dix kilomètres d'épaisseur de la Terre a à elle seule théoriquement un potentiel d'énergie thermique 100 000 fois supérieur aux besoins énergétiques actuels. Une partie de la chaleur provient de la formation de la planète il y a 4,7 milliards d'années, mais la majeure partie (environ 70 %) de l'énergie provient de la désintégration des isotopes radioactifs naturels du manteau terrestre.
Parmi les nombreux types d'énergies renouvelables, la géothermie est l'une des plus difficiles d'accès. Les centrales géothermiques fonctionnent dans plus de 60 pays, jusqu'à présent en Pologne, seule l'eau thermale est utilisée et dans plusieurs endroits, l'énergie de la Terre est fournie aux systèmes de chauffage. L'eau thermale provient de sources liées à l'activité volcanique et dans certaines stations thermales de Pologne elle a une température moyenne de 18°C.
Dans la plupart des régions de la Terre, les températures à une profondeur d'environ 500 mètres sont de 25-30 ° C. En descendant à 1000 m, la température monte à 35-45°C. Dans certaines conditions géologiques, elle peut atteindre 100-200°C à cette profondeur. L'énergie thermique stockée dans le sol, les roches et les fluides dans les crevasses rocheuses peut être utilisée comme substitut écologique aux combustibles fossiles.
Application et types d'énergie géothermique
En fonction de la température de l'eau ou de la roche et de la technologie d'obtention de l'énergie, une distinction est faite entre la géothermie basse température et la géothermie haute température. Le principe de fonctionnement des appareils utilisant la chaleur des couches superficielles du sol repose sur des pompes à chaleur géothermiques. La température de la source de chaleur est stable mais relativement basse et nécessite un transfert de chaleur à un niveau thermodynamique plus élevé. Les pompes à chaleur assurent le chauffage et le refroidissement des bâtiments, ainsi que le chauffage de l'eau sanitaire.
L'utilisation de l'énergie géothermique à haute température est beaucoup plus grande en termes d'échelle. Des températures d'eau thermale de 100°C permettent d'alimenter les centrales géothermiques et les piscines récréatives. Le moyen le plus important et de plus en plus important dans le futur d'utiliser l'énergie géothermique contenue dans la vapeur d'eau et l'eau surchauffée obtenue à partir de forages profonds est une centrale géothermique.
La première centrale géothermique expérimentale a été créée au début du 20e siècle en Italie. La vapeur de l'intérieur de la terre était utilisée pour produire de l'électricité. Actuellement, de telles centrales fonctionnent dans de nombreux pays et leur capacité installée continue de croître. La géothermie, comme le photovoltaïque, le biogaz et l'éolien font partie des ressources de l'énergie verte. La construction d'une installation photovoltaïque ou éolienne est parfaite pour alimenter des maisons unifamiliales. Le soutien de ce type d'investissement par l'État (y compris via le net-net metering) incite les particuliers à se détourner des énergies fossiles. La facturation nette susmentionnée est une forme de coopération favorable entre le prosommateur et le gestionnaire du réseau électrique. Si vous cherchez plus de conseils et d'informations, consultez aussi articles sur les sources d'énergie renouvelables rassemblés ici.
Principe de fonctionnement d'une centrale géothermique
Types de centrales géothermiques en fonction des paramètres du fluide de travail
La température et l'état du géophyte permettent de classer les centrales électriques qui en sont alimentées en trois catégories :
- Centrale géothermique à vapeur sèche - est l'une des installations les plus simples techniquement, et en même temps la plus économe en énergie. La vapeur sèche obtenue des forages à une température supérieure à 200°C est dirigée vers une turbine à vapeur puis condensée.
- Centrale géothermique à vapeur humide - dans ce cas, un mélange d'eau et de vapeur à haute pression et température s'écoule des puits. La vapeur sèche libérée est dirigée vers la turbine.
- Centrale géothermique avec un milieu intermédiaire - les installations de ce type utilisent la chaleur extraite des forages avec l'utilisation d'une substance intermédiaire à bas point d'ébullition. Finalement, la vapeur est dirigée vers la turbine, où elle entraîne le générateur.
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Perspectives des centrales géothermiques en Pologne
Contrairement aux pays de la zone d'activité volcanique, comme les Philippines, l'Indonésie, la Nouvelle-Zélande, les États-Unis ou l'Islande, en Pologne les eaux géothermiques ont une température de pose, uniquement dans les dépôts profonds, supérieure à 100°C. Il en résulte une mauvaise efficacité de l'installation.
Les localités analysées (notamment Cieplice, Konin, Łowicz, Stargard) montrent la possibilité d'utiliser de l'eau à une température inférieure à 90 °C. La centrale géothermique doit être du troisième type avec le milieu de travail. Les sources géothermiques domestiques utilisées dans les installations de chauffage peuvent également être utilisées pour produire de l'électricité dans les systèmes à basse température.
Les sources à moyenne et basse température en Pologne permettent de produire de l'électricité, mais leur puissance et leur efficacité ne seront pas trop élevées. Les lits les plus appropriés à cet effet sont les lits à vapeur et à eau chaude à haute température. La chaleur est d'abord convertie en énergie mécanique puis en électricité.
Avantages et inconvénients de la géothermie
Il ne fait aucun doute que les énergies renouvelables ont un bel avenir devant elles. Le photovoltaïque, l'énergie éolienne, le biogaz et d'autres formes d'énergie verte remplaceront les combustibles fossiles nocifs pour l'environnement et épuisés. En Pologne et dans le monde, les sources géothermiques gagnent également en valeur. Leurs avantages incluent une puissance uniforme quelle que soit la saison, et l'énergie géothermique peu profonde peut être utilisée dans les maisons unifamiliales.
Le principal inconvénient est la possibilité d'utiliser la chaleur de l'intérieur de la Terre dans tous les domaines. La construction de forages très profonds n'est pas rentable, et d'ailleurs les sources ne sont pas aussi efficaces partout.Le côté négatif de la géothermie est le coût élevé de l'ensemble du système de forage.
