Funzione della centrale geotermica e principi di funzionamento
La centrale geotermica ha lo scopo di trasformare in energia elettrica il calore proveniente dalle profondità della terra. Il centro del nostro pianeta ha una temperatura superiore a 5.000°C perciò, a profondità elevate, la crosta terrestre presenta strati molto caldi (fino a 350°C). I fenomeni come le eruzioni vulcaniche, i geyser, le fumarole e le sorgenti termali sono effetto di quell'energia termica. L'acqua piovana che penetra in profondità è surriscaldata dal calore terrestre fino a diventare vapore il quale, mediante opportune trivellazioni, è portato in superficie e trasportato in tubi (vapordotti). L'energia termica genera energia meccanica che fa ruotare una turbina collegata ad un alternatore che, a sua volta, la trasforma in energia elettrica.
Le due principali tipologie di impianti geotermoelettrici
La maggior parte delle centrali funzionano con impianti a vapore dominante (a 200-300°C) e si trovano in zone favorevoli. Gli impianti ad acqua dominante utilizzano acqua calda ad alta pressione che, una volta in superficie, genera il vapore necessario per le turbine. Nella centrale geotermica la corrente elettrica prodotta dall'alternatore è trasferita ad un trasformatore che eleva la tensione fino ad oltre 100.000 volt per immetterla nella rete di distribuzione. Il vapore che esce dalla turbina ritorna acqua allo stato liquido per opera di un condensatore mentre gli altri gas sono dispersi nell'aria. L'acqua in uscita dagli impianti è riportata negli strati profondi della crosta terrestre da cui è stata prelevata come vapore o liquido.
Domande frequenti
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Come funziona nel dettaglio il processo di conversione dell'energia geotermica in elettricità?Il principio base sfrutta il calore interno della Terra, che può raggiungere temperature elevate nelle profondità della crosta terrestre. L'acqua piovana che filtra nel sottosuolo viene surriscaldata e trasformata in vapore. Questo vapore, estratto tramite trivellazioni, viene convogliato verso la superficie attraverso appositi vapordotti. Una volta raggiunto l'impianto, l'energia termica del vapore aziona una turbina generando energia meccanica; tale energia fa ruotare un alternatore che la converte infine in energia elettrica. È un ciclo continuo che trasforma una risorsa naturale rinnovabile in corrente utilizzabile.
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Quali sono le differenze tra impianti geotermici a vapore dominante e ad acqua dominante?Esistono principalmente due configurazioni operative. Gli impianti a vapore dominante operano in zone dove il fluido estratto è prevalentemente vapore ad alte temperature, generalmente tra i 200 e i 300 gradi Celsius. Al contrario, gli impianti ad acqua dominante sfruttano acque calde ad altissima pressione presenti nel sottosuolo. Quando questa acqua raggiunge la superficie, la diminuzione di pressione provoca la sua vaporizzazione istantanea (flash steam), generando così il vapore necessario per muovere le turbine. La scelta dipende dalle caratteristiche geologiche specifiche del sito di sfruttamento.
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Cosa succede al vapore e all'acqua dopo aver generato elettricità?Dopo aver fatto ruotare la turbina, il vapore perde energia e viene inviato a un condensatore, dove torna allo stato liquido. Parallelamente, i gas non condensabili vengono dispersi nell'atmosfera. Un aspetto cruciale della sostenibilità di questi impianti è il reiniezione: l'acqua raffreddata e trattata non viene semplicemente scaricata, ma viene pompata nuovamente negli stessi strati profondi della crosta terrestre da cui era stata prelevata. Questo mantiene la pressione del giacimento e riduce drasticamente l'impatto ambientale rispetto allo spreco di risorse idriche.
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Come viene immessa l'elettricità prodotta nella rete nazionale?L'energia elettrica generata dall'alternatore all'interno della centrale geotermica ha inizialmente una tensione operativa interna. Prima di essere distribuita, questa corrente viene inviata a un trasformatore dedicato. Il compito del trasformatore è innalzare significativamente la tensione, portandola a valori superiori ai 100.000 volt. Solo a questo livello di alta tensione l'elettricità può viaggiare efficientemente sulle lunghe distanze senza perdite eccessive, venendo infine immessa nella rete di distribuzione nazionale per arrivare alle utenze domestiche e industriali.
