L'énergie géothermique désigne l'énergie thermique contenue dans la croûte terrestre. Les systèmes géothermiques à vapeur désignent les zones ou régions uniques caractérisées par l'extraction exclusive de vapeur des réservoirs géothermiques. Ces systèmes existent dans le monde entier et font l'objet d'études sous différents angles. Ils sont idéaux pour produire de l'électricité à moindre coût et avec un minimum de perturbations. Cependant, ces systèmes géothermiques, également appelés centrales à vapeur sèche, sont extrêmement rares. Parmi les sites géothermiques les plus connus au monde, citons les célèbres geysers de Geyser aux États-Unis, l'impressionnant site de Larderello en Italie et le site spectaculaire de Matsukawa au Japon.
Principe de fonctionnement du système géothermique à vapeur
Le procédé consiste à capter la vapeur sèche des puits, à la purifier en éliminant les particules abrasives, puis à la faire passer à travers des turbines pour alimenter des générateurs électriques, selon le circuit classique. Une différence cruciale entre ce système et un système turbine-alternateur à vapeur traditionnel utilisant des combustibles fossiles réside dans le fait que la vapeur géothermique est fournie à une température et une pression bien inférieures. La vapeur sèche, quasi saturée, provenant du fond du puits est utilisée à 200 °C, ce qui peut nécessiter une coupure à une pression d'environ 35 bars. De plus, il est important de noter que la perte de charge du puits est directement liée à la surchauffe en tête de puits.
La vapeur se détend dans la turbine et pénètre dans le condenseur, augmentant ainsi le volume d'eau de refroidissement. Une partie de la chaleur est également perdue par évaporation dans la tour de refroidissement, le reste étant injecté dans le site d'enfouissement. Par ailleurs, la vapeur de la turbine se mélange à l'eau de refroidissement provenant de la tour, créant ainsi une vapeur saturée. Ce mélange est ensuite pompé vers la tour de refroidissement.
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