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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Energia geotérmica e sua utilização. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Na Ucrânia, existem reservas significativas de águas termais na Transcarpática, Prykarpattya, Crimeia e outras regiões. Hoje já é rentável utilizá-los não só para fornecimento de calor aos consumidores, mas também para produção de eletricidade. Os preços da energia e as perspectivas do seu aumento tornam economicamente rentável a construção de centrais geotérmicas nestas regiões num futuro próximo. A energia geotérmica é um dos tipos de energia promissores, por isso tem sido amplamente utilizada na Islândia, nos EUA, na Nova Zelândia, na França, na Hungria e em muitos outros países. Em França, 70 instalações geotérmicas fornecem calor a 800 mil pessoas. As águas geotérmicas são caracterizadas por muitos fatores, em particular, pela temperatura, elas são divididas em baixa térmica (até 40°C), alta térmica (60-100°C) e superaquecida (acima de 100°C). Eles também diferem em mineralização, acidez, composição do gás, pressão e profundidade. A solução mais simples e económica é a utilização direta de água geotérmica pelos consumidores: não há necessidade de instalar permutadores de calor adicionais e poupa-se água. Mas este método é adequado quando a água atende aos padrões de consumo. A água quente do poço é pré-coletada em um reservatório, de onde é fornecida aos consumidores por meio de bombas. Eles regulam a liberação de calor no sistema de aquecimento por meio de reguladores de aquecimento. A uma temperatura de 50-70°C, a área dos dispositivos de aquecimento aumenta. As águas residuais neste esquema podem ser liberadas no meio ambiente sem purificação - atendem aos padrões sanitários.
A figura mostra um esquema de aquecimento utilizando fonte geotérmica, onde 1 é uma fonte de água quente; 2 - torneiras de água; 3 - tanque coletor; 4 - saída de ar; 5 - dispositivos de aquecimento; 6 - aquecedor adicional; 7 - regulador de vazão de água; 8 - bomba de alimentação; 9 - bomba misturadora; 10 - levante. A forma mais promissora de extrair calor profundo é criar sistemas de circulação subterrânea com retorno total ou parcial das águas residuais às formações produtivas. Esses sistemas evitam o esgotamento das reservas de água geotérmica, mantêm o equilíbrio hidráulico nas camadas subterrâneas e não poluem o meio ambiente nas áreas onde estão localizados os objetos geotérmicos. Para melhorar o abastecimento de energia na Crimeia, está prevista a construção de centrais geotérmicas com capacidade de 6 MW na parte ocidental da península, onde a 4 km de profundidade existe água com temperatura de 250 ° C, capacidade total será de quase 100 MW. Existem reservas significativas de energia geotérmica na Transcarpática. A captação prevista de águas termais aqui será de 15 milhões de m3 por ano. A profundidade das reservas de água termal é de 1200 a 2000 m.Hoje em Beregovo existem dois poços com profundidade de 800 e 970 m com produção de água mineral a uma temperatura de +58°C. Na Transcarpática existe um local único com uma área de 30 km2 na zona da aldeia de Zaluzh com temperaturas até +200°C a uma profundidade de 4 km. Já na década de 70, o Instituto Atomteploelektroproekt desenvolveu um estudo de viabilidade econômica para uma usina geotérmica com capacidade de até 10 MW com perspectiva de sua expansão. O custo de 1 kW de potência instalada é de 800 a 900 dólares. EUA. Aos preços actuais da energia, o custo da electricidade gerada numa tal central eléctrica será 1,2-1,5 vezes inferior ao de uma central térmica com a mesma capacidade que funciona a carvão. Ao utilizar “resíduos” térmicos para fornecimento de calor, a lucratividade dobra. As águas termais residuais são bombeadas de volta para os horizontes subterrâneos, o que garante a limpeza ecológica da área. À medida que você se aprofunda no solo, a temperatura do solo nas latitudes médias, a uma profundidade de 3-5 m, é de 10-13°C e superior. A utilização deste tipo de energia geotérmica é amplamente praticada nos EUA e nos países da Europa Ocidental para aquecimento de habitações, instalações industriais e explorações pecuárias através de permutadores de calor e unidades de bombas de calor. Isto permite poupar até 50-70% do calor necessário para criar um regime de temperatura ideal nas instalações. Para o funcionamento deste sistema, o ar exterior é fornecido às condutas de ar localizadas a uma profundidade de 3 m e depois para as divisões. No inverno, o ar subterrâneo aquece e esfria no verão. Tal sistema de ventilação foi instalado pela primeira vez nos EUA em 1977 para criar um microclima em um chiqueiro com área de 7,2x15 m O trocador de calor consiste em 12 dutos de ar de 30 m de comprimento e 3 m de profundidade no solo próximo ao chiqueiro . As entradas de ar verticais elevam-se 1,5 m acima do solo. Os dutos de ar horizontais são inclinados em direção à câmara vertical, onde está localizado o ponto de coleta de condensado. No inverno, o ar da sala é aquecido a +25°C a uma temperatura externa de -28°C, e no verão é resfriado a +14°C a uma temperatura externa de +35°C. Na Áustria, está em operação um sistema geotérmico, que consiste em dois dutos verticais de entrada de ar e 20 dutos plásticos subterrâneos com 35 m de comprimento e 200 mm de diâmetro. Fornecimento máximo de ar - 10000 m3/h. Ao longo do ano, a temperatura nos edifícios pecuários é mantida entre +15-21°C. Esses sistemas geotérmicos se pagam em 3 a 5 anos. Na cidade alemã de Cohen, foi implementado o projeto da maior bomba de calor da Europa com sondas subterrâneas, que fornece energia térmica a 35 quartos em três casas. A água fria é bombeada através de sondas enterradas a 98 m no solo, que são aquecidas até a temperatura do solo. As bombas de calor permitem aumentar a temperatura da água até +50°C e devolver energia útil 3 vezes mais do que a gasta. Segundo previsões do Instituto de Termofísica Técnica da Academia Nacional de Ciências da Ucrânia, a capacidade operacional diária das sete áreas geotérmicas da Transcarpática é de 239,4 mil m3 de águas termais com temperatura de +60°C, o que lhes permite obter uma capacidade energética de 492,6 MW. Os indicadores de eficiência das instalações geotérmicas excedem os térmicos e nucleares e, com as actuais tarifas de calor e electricidade, tais instalações podem desenvolver-se através do autofinanciamento num futuro próximo. A tecnologia de fornecimento de calor geotérmico para áreas povoadas, instalações agrícolas e pequenas empresas foi totalmente dominada.
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