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Le pompe di calore geotermiche sono della tipologia acqua-acqua e sfruttano come sorgente la massa termica del terreno mediante delle sonde (tubi interrati in cui scorre acqua).

Le sonde possono essere:

VERTICALI (mediante pozzi di 80-120 metri di profondità, del costo di 4/6000 Euro l’uno);

ORIZZONTALI (da interrare a bassa profondità distribuiti come i tubi in un pavimento); in questo caso la superficie occupata deve essere almeno doppia di quella dei pavimenti da riscaldare

PRO: principali vantaggi delle pompe di calore geotermiche

1. La fonte del calore (il terreno appunto) è a temperatura quasi costante tra i 10 e i 15° tutto l’anno;

2. La pompa di calore acqua-acqua che si usa è più semplice dei quelle aria-acqua in quanto deve far fronte a un rage di temperature esterno ridotto.

3. Se il terreno rimane a 10° il COP della pompa di calore è molto elevato (COP pari a 4-5)

I CONTRO: Svantaggi delle pompe di calore geotermiche

1. Il costo di realizzazione è elevatissimo in quanto necessitano pozzi o scavi molto gravosi. Di solito si ripaga in nuove costruzioni durante i lavori di sbancamento ed è consigliato in situazioni condominiali ad elevate prestazioni termiche;

2. La pompa di calore geotermica va usata per riscaldare d’inverno e raffrescare d’estate. D’inverno la pompa “succhia” calore dal terreno e d’estate reimmette il calore nel terreno. Se la usi solo in riscaldamento è facile che con gli anni venga impoverito il terreno a seconda della capacità dello stesso di condurre calore. Insomma è possibile che dopo alcuni anni il terreno si geli e la pompa di calore non finzioni o funzioni molto male;

3. Dato che sono necessarie lunghe tubazioni è necessario avere pompe di circolazione abbastanza potenti e quindi che consumano. Detto questo il COP andrebbe calcolato tenendo conto anche dei consumi delle pompe di circolazione. Abbiamo casi in cui il COP a conti fatti si è ridotto a 2,5. Nelle pompe di calore aria-acqua il problema non si pone.

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In Toscana l'energia geotermica è sfruttata da tempo: già dalla prima metà dell'800 Francesco Larderel - proprietario di un impianto per la produzione di acido borico - procedeva ad estrarlo dalle acque circolanti nel sottosuolo della zona, sfruttando il calore proveniente dalle acque stesse per farle evaporare.  A Larderello (Pisa) fu realizzato il primo impianto geotermico costruito al mondo: grazie agli esperimenti di Piero Ginori-Conti già nel 1908 gli impianti e la città di Larderello erano illuminati con l'energia geotermoelettrica.

Ad oggi sono in Toscana sono presenti 35 centrali geotermiche ENEL, ubicate nelle quattro aree territoriali di Larderello, Radicondoli, Lago e Piancastagnaio afferenti alle province di Pisa, Siena e Grosseto.

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L’Islanda è un Paese unico nel panorama internazionale, più del 50% della sua energia proviene dalla geotermia rinnovabile. In Islanda si adopera l’energia geotermica per vari servizi, inclusa la produzione di elettricità, il riscaldamento delle case, delle piscine, ecc..

Più del 90% della popolazione urbana islandese fornisce calore alle case con energia geotermica. Tutto ciò comporta ovviamente un risparmio notevole.

Nel 2006 quasi il 27% dell’energia elettrica proveniva da risorse geotermiche. Tale energia cominciò ad essere utilizzata per il calore nel 1930, quando una Scuola di Reykjavik ricevette acqua calda dai pozzi vicini a vecchie sorgenti termali. Subito dopo un grande Ospedale e settanta case private vennero riscaldate in quel modo. Verso la fine del 1944 quasi tremila case a Reykjavik ebbero il riscaldamento. Negli anni Settanta il governo iniziò a distribuire questa forma di energia a tutto il Paese.

Attualmente, in Islanda, il 30% dell’elettricità viene prodotta tramite i vapori del sottosuolo e buona parte della popolazione riceve il riscaldamento con acque provenienti da fonti geotermiche.

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Le centrali geotermoelettriche sono alimentate dal fluido geotermico, composto da una miscela di vapore d'acqua e di gas incondensabili in rapporto variabile nelle diverse aree geotermiche territoriali. Il fluido geotermico è estratto dal serbatoio geotermico insieme all'acqua geotermica da cui viene separato tramite un separatore. L'acqua, una volta separata, viene inviata ai pozzi di reiniezione e reimmessa nel serbatoio geotermico, a circa 1000 – 1500 m di profondità.

Il fluido (vapore e gas), che ha una temperatura compresa compresaf ra 180 - 210 °C, arriva alla centrale grazie a vapordotti che confluiscono in un collettore prima di andare in turbina. Il fluido viene quindi inviato alla turbina dove si espande cedendo energia; l'espansione consente di trasformare il calore del fluido prima in energia meccanica poi, mediante un alternatore, in energia elettrica che viene immessa in rete per l'utenza con un trasformatore.

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Come viene generata l'Energia Elettrica con la Geotermia

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Come viene generata l'Energia Elettrica con la Geotermia

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Per produrre energia elettrica (da introdurre nella rete elettrica) si usano sistemi geotermici ad alta temperatura, nei quali le acque del sottosuolo hanno temperature superiori ai 140°C. Il vapore prelevato da pozzi e sistemi di tubazioni, mette in movimento un sistema turbina-generatore che produce energia elettrica. Un campo geotermico idoneo per tale utilizzazione dispone di:

1. una fonte persistente di calore (esempio: il magma)

2. un acquifero cioè una formazione permeabile dove le acque possono infiltrarsi e circolare liberamente

3. una roccia impermeabile che impedisce all’acqua di disperdersi e la mantiene sottopressione.

In genere le acque meteoriche ricaricano l’acquifero, integrando i quantitativi di acqua prelevati dall’ uomo.

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La geotermia è la scienza che studia l’insieme dei fenomeni naturali coinvolti nella produzione e nel trasferimento in superficie di calore accumulato nella crosta terrestre, in profondità.

L’accumulo di calore nel sottosuolo più profondo è dovuto al calore del mantello terrestre che raggiunge la crosta terrestre attraverso il magma e le acque profonde (che sono anche causa di fenomeni come le eruzioni vulcaniche, le sorgenti termali, i geyser o le fumarole) ; l’accumulo di calore in superficie è principalmente dovuto al Sole.

Questo calore “naturale” può essere sfruttato per generare “energia geotermica”.

GEOTERMIA

Il calore della terra è fonte di energia rinnovabile inesauribile ed ecologica. I rifornimenti della terra potrebbero coprire il fabbisogno del mondo per 100.000 anni. Per sfruttare il calore della terra è importante individuare le zone dove esso è più concentrato: il serbatoio o “campo” geotermico.

Le principali utilizzazioni del calore naturale proveniente dal sottosuolo sono:

· la generazione di energia elettrica

·il teleriscaldamento (abitazioni, uffici, scuole, serre, palestre, piscine, …)