O PAPEL DA ENGENHARIA MECÂNICA NAS ENERGIAS RENOVÁVEIS ENERGIA GEOTÉRMICA

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1 Ano letivo 2014/2015 Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica Supervisora: Teresa Duarte Monitora: Rita Afonso O PAPEL DA ENGENHARIA MECÂNICA NAS ENERGIAS RENOVÁVEIS ENERGIA GEOTÉRMICA Equipa: 1M1_03 Ana Filipa Moreira de Sousa João Araújo Afonso José Pedro Macedo de Almeida Moutinho Ribeiro Mauro Filipe Rodrigues Domingues Rui Pedro Gonçalves Redol Simões

2 ÍNDICE 1. Energia não renovável vs. Energia renovável 2. Energia Geotérmica Exploração da Energia Geotérmica Vantagens e desvantagens Aproveitamento a nível nacional Aproveitamento a nível mundial 3. Conclusões E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 2

3 Energias não renováveis Recursos limitados A sua exploração polui o ambiente Energias renováveis Fontes de energia inesgotáveis OU que podem ser repostas a curto/médio prazo É não poluente E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 3

4 ENERGIA GEOTÉRMICA Proveniente do calor do interior da Terra Disponível nos locais de atividade vulcânica Fazem-se perfurações através das quais se alcança o calor útil OU Existem zonas com nascentes de água quente espontâneas E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 4

5 Exploração Aquecimento Geotérmico Direto Bombas de Calor Geotérmicas Centrais de Energia Geotérmicas E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 5

6 AQUECIMENTO GEOTÉRMICO DIRETO Consiste no aproveitamento direto do calor libertado Com permutador Sem permutador E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 6

7 FUNCIONAMENTO SEM PERMUTADOR Bombeamento da água quente dos reservatórios geotérmicos através de condutas, diretamente para os locais de interesse Dissipação de energia que permite o aumento da temperatura do local Este processo volta a repetir-se ciclicamente Diminuição da temperatura da água que volta novamente para os reservatórios nos quais é aquecida novamente E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 7

8 FUNCIONAMENTO COM PERMUTADOR Bombeamento da água quente dos reservatórios geotérmicos através de uma conduta até um permutador de calor Este permutador contém um fluido que também pode ser água As águas subterrâneas regressam aos reservatórios para aquecer novamente O fluido do permutador absorve o calor da água e circula através da conduta nas infraestruturas pretendidas E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 8

9 BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS Utiliza o subsolo como fonte de calor Pode-se extrair calor do solo no inverno e injetar no verão Este processo pode ocorrer segundo um sistema aberto ou fechado E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 9

10 BOMBAS DE CALOR EM SISTEMA FECHADO O fluido presente nas condutas recebe o calor subterrâneo Este fluido circula até um local específico, onde ocorre a transferência de calor para um outro permutador O calor subterrâneo é distribuído por todo o ambiente através das condutas de aquecimento Este permutador transfere o calor subterrâneo para um sistema de compressão E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 10

11 BOMBAS DE CALOR EM SISTEMA ABERTO O fluido de troca de calor é a água subterrânea É necessária água subterrânea facilmente acessível e limpa Existem 2 poços: um para retirar a água quente e outro para injetá-la depois da transferência de calor para o reservatório E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 11

12 CENTRAIS DE VAPOR DIRETO OU SECO No poço de produção efetua-se a captura do vapor pressurizado que escapa do solo Este é enviado diretamente para uma turbina através de uma conduta A turbina é formada por uma série de pás anguladas encaixadas sobre um eixo O vapor pressurizado passa através da turbina e provoca que ela gire no seu eixo central, o que ira alimentar um gerador O vapor após arrefecimento transforma-se em água que é reencaminhada novamente para o reservatório E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 12

13 ENERGIA GEOTÉRMICA EM PORTUGAL O uso da energia geotérmica dá-se, essencialmente nos Açores. É o único local em Portugal onde é produzida eletricidade através desta fonte energética (alta entalpia). Na Madeira existem planos para o aproveitamento do potencial geotérmico dessa zona. No continente apenas existem aproveitamento geotérmico de baixa entalpia E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 13

14 ENERGIA GEOTÉRMICA NA ISLÂNDIA É o país com maior aproveitamento geotérmico Desde 1930, a cidade utiliza água quente natural para fornecer calor aos edifícios e casas. E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 14

15 VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens É uma das mais limpas fontes de energia É uma energia fiável As centrais requerem pouco espaço Pode abastecer facilmente comunidades isoladas Desvantagens É uma energia muito cara e pouco rentável Há emissões de ácido súlfurico que é nocivo à saúde Elevado custo no tratamento das águas vindas do interior da Terra Escassez de locais com potencial geotérmico E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 15

16 CONCLUSÕES Há uma procura crescente de novas formas de formas de produzir energia de forma sustentável. A energia geotérmica apresenta-se como uma solução limpa mas tem as suas devantagens E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 16

17 Obrigada pela atenção! E N E R G I A S R E N O V Á V E I S : E N E R G I A G E O T É R M I C A 17