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ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA (Antonio Sarasa Brosed . ESHYG S.L.)

ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA (Antonio Sarasa Brosed . ESHYG S.L.). Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014. ENERGIA GEOTÉRMICA. Definiciones Tipos Sistemas geotérmicos. Composición Sistemas geotérmicos. Diseño

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ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA (Antonio Sarasa Brosed . ESHYG S.L.)

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  1. ENERGÍA GEOTÉRMICA DE MUY BAJA ENTALPÍA (Antonio Sarasa Brosed. ESHYG S.L.) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  2. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  3. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  4. ENERGIA GEOTÉRMICA • La mayor particularidad de la temperatura del subsuelo es que en los primeros 0,5 m se producen las variaciones diarias de temperatura, y hasta unos 10 m de profundidad las variaciones estacionales. A partir de los 15 m se considera que el terreno tiene un valor constante de temperatura, y a partir de los 20 m la temperatura aumenta unos 3ºC cada 100 m, a lo que se denomina gradiente geotérmico. • Su aprovechamiento se puede efectuar en cualquier medio que se encuentre a temperatura superior al cero absoluto, porque contiene calor que pasa de forma natural de un medio de temperatura más alta a otro con menor temperatura (segunda Ley de la Termodinámica). En definitiva el subsuelo es una fuente de calor si se pone en contacto con un medio de menor temperatura, un sumidero de calor si se pone en contacto con un medio de mayor temperatura, y un almacén de calor de gran volumen y temperatura constante. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  5. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  6. ENERGIA GEOTÉRMICA. TIPOS EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA • E.G. ALTA TEMPERATURA: Tª>150ºC. Producción energía eléctrica • E.G. MEDIA TEMPERATURA: 150ºC>Tª>90ºC. Uso directo • E.G. BAJA TEMPERATURA: 90ºC>Tª>25ºC. Uso directo • E.G. MUY BAJA TEMPERATURA: Tª<25ºC. Intercambio geotérmico Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  7. ENERGIA GEOTÉRMICA. ALTA TEMPERATURA Existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varias condiciones: • Una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 °C • Una cobertura de rocas impermeable • Un acuífero de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie por medio de perforaciones, según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  8. ENERGIA GEOTÉRMICA. ALTA TEMPERATURA En «Energía Geotérmica y DistrictHeating» (2009). I. Arrizabalaga. TELUR Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  9. ENERGIA GEOTÉRMICA. MEDIA TEMPERATURA El agua de los acuíferos está a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C, y por tanto la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, aunque el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  10. ENERGIA GEOTÉRMICA. BAJA TEMPERATURA El agua de los acuíferos está a temperaturas de 50 a 70 °C debido al gradiente medio geotérmico. Es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  11. ENERGIA GEOTÉRMICA. MUY BAJA TEMPERATURA La energía geotérmica de muy baja entalpía, temperatura o someraaprovecha la energía existente en el terreno en sus dos componentes: las rocas y el agua, tanto en la zona no saturada como en la saturada (acuífero) cuando su temperatura es inferior a los 25-30ºC, lo que se correspondería con una profundidad teórica de unos 400 m. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  12. ENERGIA GEOTÉRMICA. MUY BAJA TEMPERATURA M. Hendricks, 2013. Aspectos Tecnológicos e Hidrogeológicos de la Geotermia. AIH-GE. Barcelona Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  13. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  14. SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN • Actualmente la tecnología de la perforación, los sistemas de bombeo y las bombas de calor permiten el aprovechamiento de esta energía geotérmica de muy baja temperatura, fundamentalmente en la climatización de edificios y la producción de agua caliente sanitaria, mediante los sistemas geotérmicos. • Un sistema geotérmico tiene tres subsistemas: • Un intercambiador de calor subterráneo que extrae o evacua calor del terreno mediante un fluido caloportador que circula por el interior del bucle subterráneo en el caso de sistemas cerrados, o el agua subterránea en el caso de sistemas abiertos, y lo transmite al intercambiador de la bomba de calor geotérmica. • Un sistema de distribución que encauza el calor o el frío procedente de la bomba de calor geotérmica a los diferentes lugares del edificio mediante una red de tubos enterrados. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  15. SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN • Una bomba de calor que transfiere el calor entre el intercambiador y el sistema de distribución. Para ello el calor del subsuelo es transferido a un fluido frigorífico que se vaporiza y es aspirado por un compresor eléctrico que eleva su temperatura y lo cede al circuito de distribución. El fluido se condensa y retorna al estado liquido. Su descompresión hace que se vaporice y repita el ciclo. En caso de refrigerar se invierte el sentido de funcionamientomediante una válvula de 4 vías. En Guía Técnica de Bombas de Calor Geotérmicas. Serie Geoner, 2009 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  16. SISTEMAS GEOTÉRMICOS. COMPOSICIÓN • El rendimiento de estas bombas de calor esta relacionado con el rango de temperaturas entre la fuente de calor y el pozo al que se evacua el calor. Cuanto menor es el salto térmico mayor es el rendimiento de la bomba de calor. • En este caso el salto térmico es inferior al de las bombas aire-aire porque la temperatura del agua subterránea o el terreno es mucho mas constante que del aire y tiene unos valores muy mucho más próximos a los de calefacción o refrigeración. En definitiva es necesaria menos energía por parte del compresor para mover un liquido caloportador que el aire • Esta es la razón por la que estas bombas geotérmicas tienen un rendimiento mucho más elevado que las bombas de calor aire-aire que tienen que extraer calor del aire exterior frío en invierno y evacuar calor al aire exterior caliente en verano. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  17. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  18. DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS FASE PRELIMINAR • Características constructivas y usos de la edificación, datos climáticos de la zona y características térmicas e hidrogeológicas del terreno. • Demanda mensual y anual de calefacción, refrigeración y producción de agua caliente sanitaria. • Carga pico y base del sistema. • Dimensionamiento de los sistemas de calefacción, refrigeración, ventilación y todo el sistema de distribución de climatización • Horas de funcionamiento determinan la cantidad de energía que aporta o disipa el sistema en forma calor o frío. Conocida la curva anual de demanda energética de calor y frío, la geotermia debe cubrir la base de la demanda si quiere ser viable económicamente, dejando la carga pico, que son unas pocas horas al año, para otros sistemas de climatización. La curva anual depende del tipo y uso del edificio. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  19. DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS FASE PRELIMINAR • Características y dimensionamiento de los componentes de los sistemas de calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria y sistema de distribución de aire. • Cálculo inicial de las potencias y rendimientos exigibles a las bombas de calor estimando un salto térmico. • Diseño preliminar del tipo de intercambiador. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  20. DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS FASE PROYECTO • Determinación de las características térmicas e hidrogeológicas del terreno. Es muy importante porque una vez que se realizan las obras y las instalaciones es muy difícil su modificación.Si no se dispone de estos datos los sobrecostes pueden alcanzar el 30-40% para que funcione el sistema con garantías por sobredimensionamiento. En caso contrario el ahorro energético es menor del esperado. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  21. DISEÑO DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS FASE PROYECTO • Definir en sistemas cerrados los parámetros de diseño del intercambiador subterráneo y en los sistemas abiertos las características constructivas de los pozos de extracción e inyección. • Revisión del diseño de todo el sistema geotérmico para equilibrar la demanda de calefacción y refrigeración con un rendimiento adecuado satisfaciendo ambas. • Análisis económico global del sistema (inversión, ahorro energético, periodo de retorno del sobre coste del sistema, comparación con otras opciones y uso complementario con otros sistemas de climatización. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  22. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  23. INTERCAMBIADORES DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS Nos centramos únicamente en los diferentes sistemas de intercambiadores por varias cuestiones: • El sistema de distribución y las bombas de calor son aspectos propios de instaladores, sumamente probados y fiables, que no presentan en la actualidad más problemas que la de un proyecto de instalación industrial bien calculado y un control de obra riguroso, y que forma parte de la edificación. • El corazón del sistema y el aspecto con más dificultades es el del intercambiador de la energía geotérmica del subsuelo. • El coste de esta parte del sistema geotérmico es aprox. un 40% del total. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  24. INTERCAMBIADORES DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS Inicialmente, los dos sistemas geotérmicos mayorita-riamenteutilizados dependen de si el terreno está saturado o no de agua: (abiertos o cerrados), es decir, si se utiliza fundamentalmente el agua subterránea porque la calidad y cantidad así lo permiten, o bien es el terreno la fuente o sumidero de calor. • Los sistemas abiertos son más económicos para proyectos de media a gran escala, a partir de los 150 kWt, por su inversión notablemente inferior respecto a los sistemas cerrados. • Los sistemas cerrados son propios de proyectos con menor demanda térmica o bien de aquellos en los que los caudales de agua subterránea que se pueden bombear no son suficientes. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  25. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  26. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DEFINICION • En superficie se conectan las tuberías de polietileno de alta densidad en la superficie formando un ciclo cerrado, se llenan con agua y anticongelante, y su recirculación se realiza una bomba permite que se intercambie el calor desde o hacia el subsuelo. • Existen dos tipos de configuraciones con funcionamientos térmicos diferentes: horizontales y verticales. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  27. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Horizontales • La energía térmica la proporciona la radiación solar, no el fluido o el calor geotérmico, y por tanto no puede cubrirse el suelo encima del colector. • Son los más fáciles y más económicos. Una vivienda unifamiliar bien aislada térmicamente necesita una superficie de terreno 1,5 veces la superficie habitable a calentar. Se instalan 35 a 55 m de tubo por kWt de potencia • Los tubos se entierran en terrenos casi llanos entre 0,5 y 1,5 m de profundidad separados unos 0,4 m con múltiples dispositivos geométricos. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  28. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Horizontales En Guía Técnica de Sondeos Geotérmicos Superficiales. Serie Geoner, 2009 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  29. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Horizontales Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  30. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Verticales • La energía térmica transmitida por cada metro de sonda depende de la conductividad térmica del terreno y de la presencia de agua subterránea. • Son más caros que los sistemas horizontales pero ocupan mucho menos espacio, y el rendimiento térmico es más elevado al ser obtenido a mayores profundidades (40-60 W/m2 en los verticales frente a los 16-24 W/m2 en los horizontales). • Con una sonda geotérmica de 150-200 m de profundidad es posible calentar una vivienda unifamiliar, sin calefacción de apoyo para los días más fríos de invierno y cubrir las necesidades de agua caliente sanitaria. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  31. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Verticales • Conjunto de perforaciones entre 20 y 200 m de profundidad, con un diámetro de 100-160 mm separadas unos 5-6 m, como mínimo, en las que se instalan centradas unas tuberías de polietileno en «U» hasta el fondo del sondeo, y que posteriormente se cementan inyectando de abajo a arriba una lechada de cemento con bentonita, agua y aditivos. • Normalmente la temperatura del fluido entre la entrada y el retorno de las sondas debe ser la menor posible, entre 2 y 4ºC, y el caudal recirculado del fluido caloportador elevado. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  32. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS Verticales En «Diseño de sistemas cerrados de energía geotérmica de circuito cerrado» IDEA, 2012 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  33. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. TIPOS • Universidad de Ontario: • Carga de refrigeración: 7.000 Kw • 370 sondeos de 200 m (74.000 m) • 105 días de perforación (jornadas completas) En «Energía Geotérmica y DistrictHeating» (2009). I. Arrizabalaga. TELUR Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  34. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO El parámetro más importante para el diseño de estos sistemas es la temperatura del terreno y la conductividad térmica que se calcula in situ mediante un ENSAYO DE RESPUESTA TERMICA. Requisitos • Realización de una sonda geotérmica con una profundidad estimada inicialmente en función de un parámetro medio de conductividad térmica tabulado de un terreno que se prevé atravesar • Conocimiento de la demanda de potencia térmica calculada para la edificación prevista. Fases y objetivos • Ejecución continuada durante 72 horas con la correspondiente potencia de energía eléctrica necesaria. • Una vez realizados los trabajos de campo : • Tratamiento de los registros obtenidos y cálculo de los parámetros característicos del terreno: Conductividad térmica, difusividad térmica, temperatura base y resistividad térmica del sondeo. • Tratamiento de las cargas de calefacción y refrigeración propuestas. • Predimensionamiento de circuitos (características constructivas de las perforaciones y de la instalación de las sondas geotérmicas) y análisis de viabilidad de las diferentes alternativas. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  35. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO http://www.energylab.es/fotos/091119132622_sI8R.pdf Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  36. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO La alternativa al ensayo de respuesta térmica es emplear datos tabulados, sobre todo en los casos en los que a priori el número de sondas geotérmicas es menor de 10, en cuyo caso el ensayo representa una parte importante del coste del intercambiador. El problema de las tablas, como el de los ensayos de permeabilidad en sondeos geotécnicos, es que no tienen en cuenta la variabilidad espacial de las carácterísticas del terreno ni los efectos del flujo de agua subterránea, son una pura estimación. Centro comercial 10.000 m2. Calefacción y refrigeración. (16.800 m de perforación, 120 sondeos) http://www.energylab.es/fotos/091119132622_sI8R.pdf Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  37. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO ASPECTOS CONSTRUCTIVOS: • DISPOSICION: Situación respecto al edificio, distancia entre sondeos, profundidad, diámetro de perforación. • MAQUINARIA Y ELEMENTOS PARA LA PERFORACION: • Técnica: Rotopercusión con martillo en cabeza o con martillo en fondo, con circulación directa de aire, agua y espumante;rotación con tricono o con corona de diamante y circulación directa de lodos. • Entubación auxiliar • SONDA GEOTERMICA: • Tuberías: Maquinaria y técnica de colocación, composición, diámetro, presión, comprobaciones, pruebas • Cementación: Maquinaria, técnica de inyección, composición de la lechada. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  38. SISTEMAS GEOTÉRMICOS CERRADOS. DISEÑO Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014 http://www.energylab.es/fotos/091119132622_sI8R.pdf

  39. ENERGIA GEOTÉRMICA • Definiciones • Tipos • Sistemas geotérmicos. Composición • Sistemas geotérmicos. Diseño • Sistemas geotérmicos. Intercambiadores • Sistemas geotérmicos cerrados • Sistemas geotérmicos abiertos • El caso particular de Zaragoza • Otros sistemas geotérmicos • Marco normativo • Aplicaciones • Ventajas • Inconvenientes • Problemas asociados • Necesidades • A futuro Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  40. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DEFINICION • Uno o varios pozos, los de extracción y los de inyección, separados decenas o centenares de metros, ejecutados con técnicas hidrogeológicas usuales. • En los de extracción se instala un equipo de bombeo que impulsa el agua con la temperatura natural del acuífero hasta la bomba de calor, y en los de inyección una tubería devuelve el agua al acuífero con un determinado salto térmico. • En este caso, el agua subterránea es el fluido que intercambia el calor desde o hacia el subsuelo pasando por la bomba de calor. • La potencia geotérmica de la bomba de calor depende del caudal de bombeo, del salto térmico y del calor específico del agua. Pt (kW) = 1.16 Q (m3/h )ΔT (ºK) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  41. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS • De RECIRCULACIÓN: El agua se mueve en una sola dirección, de los pozos de extracción a los de inyección, tanto para calefacción como para refrigeración. • La extracción de calor para calefacción baja la temperatura del agua de inyección. La disipación de calor para poder refrigerar aumenta la temperatura del agua inyectada. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  42. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS 20ºC 10ºC 15ºC 15ºC En Guía Técnica de Sistemas Geotérmicos Abiertos. Serie Geoner, 2010 Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  43. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS • Sistema de almacenamiento subterráneo de Energía Térmica en acuíferos (ASET-A): el movimiento del agua es bidireccional, lo que exige ampliar la instalación en ambos pozos para poder invertir la dirección del flujo de agua de los pozos de extracción e inyección según la demanda de energía, y permite el almacenamiento estacional de frío ocalor en el agua inyectada en el acuífero para su posterior extracción. M. Hendricks, 2013. Aspectos Tecnológicos e Hidrogeológicos de la Geotermia. AIH-GE. Barcelona Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  44. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS • Para su aplicación se deben de cumplir dos aspectos adicionales respecto a los sistemas de recirculación: • Los parámetros del acuífero tienen que permitir el almacenamiento de energía. • La demanda tiene que superar los 300 kWt, y su viabilidad económica aumenta cuando la carga es superior a los 500 kWt. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  45. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. TIPOS • La diferencia fundamental con el sistema abierto de recirculación es que cuando se cambia la dirección del flujo entre los pozos se aprovecha el calor o frío almacenado en el acuífero alrededor de los pozos. • Agua más fría que la que existe naturalmente en el acuífero para refrigerar y más caliente para calefacción. • Esto supone disponer de más salto térmico, y por tanto mayor potencia térmica. Incluso puede utilizarse la temperatura del agua del pozo frío de forma directa . Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  46. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO De la misma manera que para el diseño de un sistema geotérmico cerrado era necesario realizar un ensayo de respuesta térmica, para un sistema geotérmico abierto es necesario un ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO de detalle con los siguientes objetivos: • Colocación de los pozos con criterios: • Hidrogeológicos: dirección de flujo, situación y distancia entre ellos dentro del espacio disponible, posibles afecciones de ó a otras explotaciones o sistemas geotérmicos, afección térmica e hidráulica entre los pozos del sistema. • Constructivos: accesos a la finalización de las obras para poder efectuar su mantenimiento, situación de conducciones eléctricas , de pluviales, residuales, conducciones hasta la sala de climatización sin servidumbres, afecciones al sistema de cimentación de la edificación, distancias legales con otras explotaciones. Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  47. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO • Estimación de la profundidad de los pozos, oscilación del nivel estático y nivel dinámico para los caudales demandados. • Diseño constructivo del pozo (técnica y diámetros de perforación, entubación, engravillado, desarrollo, cementación, aforo y /o ensayo de bombeo, instalación para el achique del agua bombeada). • Calidad química del agua (Temperatura, agresividad-incrustabilidad, contenido en oxigeno disuelto, potencial redox, contenido en metales y aniones y cationes fundamentales). Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  48. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO ASPECTOS CONSTRUCTIVOS: CONSTRUCTIVOS • MÉTODOS DE PERFORACION: • Percusión con cable y tubería auxiliar. • Rotopercusióncon martillo en cabeza o con martillo en fondo, con circulación directa o inversa de aire, agua y espumante con racord cruzado o sin él. • Rotación con tricono o con corona de diamante y circulación directa o inversa de lodos. • ENTUBACION: • Auxiliar. (diámetros y longitudes ) • Definitiva (Distribución de tubería ciega y filtro). • ENGRAVILLADO (Técnica de engravillado, material y granulometría) • DESARROLLO (Técnica utilizada y parámetros de control) • AFORO (Equipo de bombeo, bombeo escalonado, ecuación característica, pautas de explotación e instalación) Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  49. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

  50. SISTEMAS GEOTÉRMICOS ABIERTOS. DISEÑO Jornada sobre energía geotérmica y otros recursos energéticos naturales. 7 de mayo de 2014

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