Produzione di energia elettrica da fonti geotermiche a bassa entalpia

La maggior parte degli impianti di potenza per la produzione di energia elettrica da fonti geotermiche risalgono agli anni ’70 e ’80. In questi anni si è avuto un forte sviluppo nel settore delle energie alternative soprattutto in seguito alla crisi del petrolio del 1973. La necessità di produrre elettricità da fonti alternative di energia ha spinto la ricerca a muovere importanti passi in avanti in questo settore. In campo geotermico, notevoli progressi si sono avuti con lo sviluppo della tecnologia dei cicli binari. Sebbene tale soluzione impiantistica sia ancora piuttosto costosa, essa rappresenta la frontiera tecnologica degli impianti geotermoelettrici, consentendo di sfruttare sorgenti a temperatura piuttosto bassa ( 100-120 gradi Celsius ). Gli impianti binari utilizzano un fluido secondario di lavoro, di solito un fluido organico (come n-pentano), che ha un basso punto di ebollizione ed un’elevata pressione di vapore a bassa temperatura rispetto al vapore acqueo. Il fluido secondario lavora in un ciclo Rankine convenzionale o Hirn : il fluido geotermico cede calore al fluido secondario attraverso uno scambiatore di calore nel quale il fluido stesso si riscalda e vaporizza; il vapore prodotto, che aziona una turbina collegata ad un generatore, è poi raffreddato condensando allo stato liquido. Il fluido geotermico, dopo aver attraversato lo scambiatore, torna al pozzo di reiniezione per essere ripompato nel serbatoio geotermico.Scegliendo opportunamente il fluido secondario, è possibile operare con impianti binari che sfruttino fluidi geotermici con temperature comprese tra 85° e 200°C. Il limite superiore è imposto dalla stabilità termica dei fluidi organici di lavoro, il limite inferiore da fattori tecnico-economici: sotto questa temperatura, gli scambiatori di calore dovrebbero avere una dimensione talmente grande da rendere il progetto non economico. Gli impianti binari operano in circuiti chiusi: né i fluidi di lavoro, né i fluidi geotermici vengono a contatto con l’esterno.