Aquecimento geotérmico
A energia geotérmica é uma fonte renovável, ininterrupta (24/7) e independente do clima ou estações, extraída diretamente da crosta terrestre. Ela varia em profundidade e temperatura, atendendo tanto à geração de eletricidade quanto à produção de calor. Além de sistemas de aquecimento, a tecnologia permite utilizar sistemas de armazenamento em aquíferos para fornecer resfriamento gratuito a edifícios, otimizando a eficiência energética urbana de forma sustentável.
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Tendências no setor de aquecimento geotérmico
O foco na energia geotérmica como uma alternativa aos combustíveis fósseis tradicionais está em alta no setor de aquecimento. Especialmente onde ela pode substituir combustíveis em redes de aquecimento urbano e atingir um grande número de clientes a partir de um único conjunto de poços. Há também uma crescente experiência no uso de geotermia rasa com temperaturas disponíveis mais baixas e sistemas de armazenamento térmico em aquíferos combinados com bombas de calor, formando opções acessíveis e energeticamente eficientes no mercado de energia renovável.
No entanto, esta indústria não vem sem desafios. Como a água pode conter altos níveis de cloreto e outras impurezas, incrustações e sujeiras podem se acumular e reduzir o desempenho dos equipamentos de processo. É aí que nós entramos. Os equipamentos de alta qualidade da Alfa Laval e a experiência na área de serviços são comprovados para manter seus processos na capacidade ideal com o mínimo de tempo de inatividade.
O gradiente de temperatura geotérmica depende da profundidade do poço em conjunto com a localização. Algumas localidades podem apresentar temperaturas mais elevadas próximas ao nível da superfície, como por exemplo, a Islândia. No entanto, a maioria dos locais possui uma faixa de temperatura ilustrada pelo gráfico.
O aquecimento geotérmico funciona extraindo o calor de uma fonte de água subterrânea. Quanto mais profundo o nível de extração da água, mais quente ela geralmente é. Nos Países Baixos, as centrais térmicas geotérmicas bombeiam água morna de profundidades de, pelo menos, 500 metros. Após o calor ser extraído da água geotérmica, ela é devolvida ao solo através do poço de injeção.
Os Países Baixos são o segundo maior exportador de alimentos do mundo em valor, e os 9.000 hectares de estufas do país são um grande motivo para isso. Mas manter essas estufas na temperatura correta exige muita energia, por isso o desenvolvimento de fontes alternativas de energia é uma prioridade máxima nos esforços do país para atingir as suas ambiciosas metas climáticas.
Os trocadores de calor desempenham um papel fundamental no aproveitamento dos benefícios da energia geotérmica, garantindo uma transferência de calor eficiente entre a água quente que sobe do solo e a água mais fria que foi utilizada para aquecer estufas ou outros edifícios.
Diferença entre geotermia rasa, de aquífero e profunda
Cada poço é único, com profundidades que mudam dependendo da localização e das condições. Quando este setor fala sobre poços rasos ou profundos, é na verdade para identificar as principais características de um projeto. O calor geotérmico raso é gerado a partir de águas subterrâneas utilizando um sistema de circuito aberto, onde a água é bombeada do poço, ou um sistema de circuito fechado com salmoura em um circuito coletor que é bombeado para cima e para baixo no poço.
Poços rasos e aquíferos (<=500m)
O aquecimento geotérmico raso e o ATES (armazenamento de energia térmica em aquíferos) são uma tecnologia de energia renovável que utiliza a temperatura relativamente constante das camadas superiores da crosta terrestre para aquecer e/ou resfriar edifícios.
Ao contrário dos sistemas geotérmicos profundos, os sistemas geotérmicos rasos operam tipicamente em profundidades de até 100 metros.
Os poços geotérmicos rasos geram um nível de temperatura que não pode ser utilizado diretamente como está – por isso, o calor absorvido em um projeto geotérmico raso é utilizado em conjunto com bombas de calor, que elevam a temperatura para um nível mais útil para fins de aquecimento. Um sistema geotérmico raso também pode ser usado de forma inversa, onde a água abaixo do solo é utilizada como uma fonte de resfriamento gratuito (free cooling) para refrigerar edifícios durante o clima quente.
Os sistemas geotérmicos rasos são uma escolha popular para edifícios residenciais e comerciais de pequeno porte, pois podem ser instalados em um espaço relativamente pequeno e exigem menos perfuração e escavação do que os sistemas geotérmicos profundos.
Poços profundos (2000 - 5000m)
O aquecimento geotérmico profundo é uma fonte de energia renovável que utiliza o calor proveniente do núcleo da Terra.
A água quente e, potencialmente, até mesmo o vapor são trazidos à superfície e utilizados para gerar calor ao passarem por um trocador de calor, onde a energia é transferida para um segundo nível (circuito secundário) para ser distribuída até o ponto de consumo. A partir de poços geotérmicos profundos, a temperatura pode ser alta o suficiente para ser utilizada diretamente da forma que está. No entanto, em algumas localizações e profundidades, ainda pode haver a necessidade de elevar o nível de temperatura com o auxílio de bombas de calor. É bastante comum que as fontes geotérmicas profundas estejam conectadas a um sistema de aquecimento urbano.
A profundidade na qual os sistemas geotérmicos profundos operam pode variar dependendo de vários fatores, incluindo as características geológicas da área, o tipo de sistema utilizado e os requisitos de calor dos edifícios onde a energia térmica será consumida.
Em geral, os sistemas geotérmicos profundos operam em profundidades que variam de cerca de 500 metros a vários quilômetros abaixo da superfície. As profundidades mais comuns para os sistemas geotérmicos profundos utilizados no fornecimento de aquecimento para edifícios e estufas estão entre 1.500 e 3.000 metros.
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