INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CD MADERO
INTEGRANTES:
PORTILLO PULIDO IRVING AGUSTÍN 15071578
MATERIA:
TALLER 1
MAESTRO:
ALFONSO BARBOSA MORENO
TIPO DE INVESTIGACIÓN
Es observacional por que estamos investigando todo mediante como funciona el sistema de la
planta geotérmica, su proceso y serie de pasos para la transformación de energía.
Es retrospectiva tomando información ya investigada y datos ya puestos.
Es Longitunidal por que se está en constante chequeo de presiones y temperaturas.
Es Analitica tomando en cuenta diferentes variantes que pueda afectar o cambiar la planta
INTRODUCCION
La Geotermia no solo se utiliza para generación de electricidad, campo en el cual no todas las
fuentes cumplen con los requisitos mínimos de aprovechamiento, también se utiliza en la
calefacción de edificaciones, procesos de secado, en la recreación y esparcimiento; en estos
últimos es donde la Geotermia encuentra su mayor campo de acción con un mínimo de
requerimientos para su aprovechamiento comercial.
Los equipos atizados en la generación de electricidad no difieren mucho de los equipos
utilizados en la generación de electricidad a partir del vapor, diesel o agua.
ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
En el país existen capacidades de carácter científico-tecnológico para la materialización estos
tipos de productos con los más altos estándares de calidad y eficiencia para el aprovechamiento
geotérmico, sin embargo, hace falta crear una sinergia sólida que consolide las fortalezas
académicas e industriales para la colocación de nuevos productos de aprovechamiento
energético como lo son las turbinas de baja entalpía.
Debido al auge de las fuentes de energía alternas, en especial la geotermia, se tiene la necesidad
de diseñar un generador de energía eléctrica aprovechando las propiedades de la energía
geotérmica, específicamente del pentano. México ocupa el tercer lugar mundial en producción
en generación de energía geotérmica.
El pentano es un compuesto químico líquido que, debido a su bajo punto de ebullición, bajo
costo y relativa seguridad de manejo, se ha implementado dentro de la industria de generación
de energía, aprovechando a la energía geotérmica.
En el 2007 el periódico mexicano La Jornada, publicó un artículo en el que se menciona
que “México ocupa el tercer lugar en Generación de energía eléctrica mediante energía
geotérmica.” (twenergy, s.f.)
Potencia geotérmica mundial instalada 2011
“De acuerdo con la imagen anterior, según el Banco Interamericano de Desarrollo (BID)
en colaboración con la empresa ENAL (Energías Alternas, Estudios y Proyectos), en el 2011,
México ocupada el cuarto lugar mundial en la cantidad de potencia geotérmica instalada.”
( Guerra, Flores , & Ramírez , 2011)
PROBLEMÁTICA
 Es una fuente que evitaría a muchos países la dependencia energética del exterior.
 Muchas veces cuando se ocupan otros metodos para generar energia, dañan al medio
ambiente.
 Esta energia es renovable y limpia.
 No implica riesgos el trabajar con este tipo de energía
 Su explotación no emite sonido alguno (no produce contaminación acústica).
OBJETIVO GENERAL
El objetivo es realizar una planta geotérmica en nuestro país, México, para el aprovechamiento
de la energía que genera y así mismo comprender más a detalle su proceso.
OBJETIVO ESPECIFICO
Analizar cuáles son las son las condiciones apropiadas del lugar donde se quiera realizar
excavaciones para poner a actuar este tipo de generación.
 Investigar los tipos de generación geotérmica que existen, definir cuáles son y la
aplicación que estos posean.
 Determinar los beneficios que conduce la utilización de este tipo de energía tanto para
la no contaminación del medio ambiente, como para la producción económica de un
recurso tan necesario llamado electricidad.
 Considerar las ventajas e inconvenientes que crearse en cuanto a la generación de
energía geotérmica.
JUSTIFICACION
BENEFICIOS DE LA GEOTERMIA
La energía geotérmica es la fuente de generación cuya materia prima, es el vapor de agua, que
se encuentra desde tiempos remotos almacenada en forma natural en el subsuelo
La producción de energía geotérmica tiene como base la utilización de la energía cinética
calorífica del vapor y agua a altas temperaturas del subsuelo, insumos que se extraen mediante
la perforación de profundos , pozos geotérmicos
La energía geotérmica es una fuente de energía renovable, abundante, de bajo costo y favorable
para el medio ambiente ya que no produce gases tóxicos como CO2 que produce el efecto
invernadero, ya que no se quema combustible fósil que produce el calentamiento global. La
geotermia solo utiliza el vapor de agua calentada en calderas naturales que luego de ser utilizado
es condensado y reinyectado nuevamente al subsuelo. No se pueden negar los impactos al medio
ambiente pero sí son mínimos, y pueden ser fácilmente prevenidos o mitigados evitando así
efectos secundarios en el medio ambiente.
Las principales desventajas de la geotermia que se pueden mencionar son: el alto nivel de
incerteza en la búsqueda del recurso a explotar durante la perforación de los pozos geotérmicos,
la fuerte inversión que requiere y el largo proceso de desarrollo de un proyecto productivo a
gran escala.
TECNOLOGÍA DE APROVECHAMIENTO
Tal y como se encuentran en la Tierra los recursos geotérmicos no pueden ser aprovechados por
el hombre. Para ello es necesario convertirlo en una forma de energía directamente utilizable.
Esta conversión dependerá, sobre todo, del nivel térmico del recurso.
El primer paso en esta conversión es trasladar el recurso, que se encuentra a profundidades de
1,5-3 km, hasta la superficie. Esto se consigue por la presencia de un fluido que actúa de
vehículo transportador de la energía. Este fluido accede a la superficie mediante los sondeos
perforados por el hombre. Para cumplir su objetivo, los sondeos han de reunir las condiciones
de dimensión y acabado adecuadas, de manera que duren el mayor tiempo posible, produciendo
la máxima cantidad de fluido, con el menor coste de mantenimiento.
El fluido geotérmico, una vez alcanzada la superficie, se ha de someter a las transformaciones
necesarias para que su energía térmica potencial pueda ser aprovechada.
Los procesos empleados en la transformación dependen del nivel térmico del fluido. Los de alta
temperatura (T > 150ºC) se emplean para la producción directa de electricidad; los de media
temperatura (100ºC < T < 150ºC) se pueden emplear para producir electricidad mediante el uso
de ciclos binarios, que hoy en día presentan todavía rendimientos termodinámicos muy bajos,
siendo su mejor utilización la aplicación en procesos industriales; y, por último, los de baja
temperatura (T < 100ºC) se emplean en usos directo del calor, como calefacción de viviendas,
procesos industriales, usos agrícolas, y cuando la temperatura es muy baja (20-30ºC), agua
caliente sanitaria y aire acondicionado con el empleo de bomba de calor.
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
Los procesos empleados para producir electricidad a partir de fluidos geotérmicos de alta
temperatura dependen de las características termodinámicas de dichos fluidos en
su almacén profundo.
A este respecto, se pueden diferenciar tres tipos de yacimientos geotérmicos de alta temperatura:
· Yacimiento de vapor seco
· Yacimiento de agua sobrecalentada o vapor húmedo
· Yacimiento de salmueras
En los yacimientos de vapor seco el fluido, debido a las condiciones de presión y temperatura,
se encuentra en fase gaseosa, y está constituido por una mezcla de vapor de agua y gases. En
los yacimientos de agua sobrecalentada, debido a las elevadas presiones, el fluido se encuentra
en fase líquida. Cuando se comunica con la superficie mediante el sondeo y, por lo tanto, se
pone a la presión atmosférica, se produce una mezcla de fases dando lugar a una cantidad de
vapor, que una vez separado del agua caliente puede ser enviado a turbinas, y a una cantidad de
agua caliente de menor entalpía que la original de almacén. Los yacimientos de salmueras
constituyen una variedad de los campos de agua caliente, pero que debido a la elevada
concentración en sales es difícil producir el flash y la consiguiente mezcla de vapor de agua.
Por ello es necesario que cedan toda su entalpía (y temperatura) a un fluido que puede utilizarse
en las turbinas y que generalmente es agua dulce.
Para cada uno de estos tipos de yacimientos de alta temperatura existe una tecnología de
aprovechamiento energético.
(Yacimientos de vapor seco). Se pueden explotar mediante dos tipos de ciclos termodinámicos:
“Ciclo directo sin condensación”. Tras su paso por turbinas el vapor escapa libremente a la
atmósfera. Los costes de instalación son muy bajos, pero también su eficacia es muy baja. Se
suelen emplear en plantas piloto, o en unidades aisladas de pequeña potencia.
“Ciclo directo con condensación”. Esta tecnología es la más común en los grandes campos
geotérmicos de vapor seco. El vapor después de su paso por turbinas es condensado,
separándose los gases.
(Yacimientos de agua sobrecalentada).
Estos campos se explotan mediante ciclo
semidirecto con flash en una o varias etapas
y con condensación. Este ciclo es el
utilizado en la mayor parte de las centrales
geotermoeléctricas. La primera operación
que se realiza es la separación de las fases vapor y agua líquida. El vapor se envía a la turbina
de alta presión. El agua separada, todavía muy caliente, es sometida a nuevos flashing, con
separación de vapor a baja presión que se envía a turbinas de baja presión. Esta operación
puede ser repetida tantas veces como lo permita la entalpía o temperatura del agua separada.
(Yacimientos de salmueras). Estos campos han de ser explotados mediante ciclos binarios.
En ellos el fluido geotérmico cede su calor a un fluido binario, que una vez adquirido el calor
y ya en fase vapor pasa a las turbinas.
Posteriormente, tras un proceso de
condensación, el fluido binario vuelve al
intercambiador, por lo que este fluido se
encuentra en un circuito cerrado. Cuando
el fluido geotérmico tiene suficiente
entalpía (>200 kcal/kg), se puede utilizar
como fluido binario agua.
Sin embargo cuando el fluido geotérmico tiene menor entalpía (yacimientos de media
temperatura), se usa como fluido binario compuestos con bajo punto de ebullición (como los
denominados freones).
MARCO TEORICO
Qué es la Energía Geotérmica?
La energía geotérmica es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para
climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes
de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la
naturaleza.
La mayoría del magma, restos, pero a veces toda va a la superficie, donde es
conocido como lava. Sin embargo, el magma que permanece calentará el agua y
roca. La lava, calienta el agua geotérmica, y esta viajará a la superficie de la
tierra, formando géiseres o resortes calientes. Sin embargo, la mayoría de estas
estará más adelante en la superficie, atrapado en rupturas y roca porosa. Este
recaudo natural de las rocas y agua caliente se llaman los depósitos geotérmicos.
Estos depósitos pueden usarse para producir energía geotérmica. (Alonso, 1985)
La energía geotérmica, en el sentido ancho, es el calor en la tierra y liberado por la conducción
a un flujo promedio de calor de 60 mW/m2.
¿Cómo funciona la energía geotérmica?
El calor contenido en el subsuelo es empleado mediante el uso de Bombas de Calor
Geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria.
Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción,
a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una
solución de agua con glicol.
Aunque en principio pueda sorprender, encontramos ejemplos de aplicación de la geotermia
incluso en las ciudades, con iniciativas innovadoras y eficientes. Uno de los casos es el de la
estación de Pacífico de Metro de Madrid, que será la primera de toda la red de metro capaz de
generar su propia energía para la climatización de sus instalaciones a través de un sistema de
geotermia. Gracias a ello, esta instalación ahorrará hasta un 75% de energía y reducirá en un
50% sus emisiones de CO?. Este proyecto puede marcar una tendencia en el suministro
energético de Metro y podría implantarse progresivamente en el resto de la red.
¿Qué aplicaciones tiene la energía geotérmica?
Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente. Los recursos
geotérmicos de alta temperatura (superiores a los 100-150ºC) se aprovechan principalmente
para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para
producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial,
servicios y residencial.
Así, en el caso de temperaturas por debajo de los 100ºC puede hacerse un aprovechamiento
directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración).
Por último, cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los 25ºC), las
posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. Estos niveles de
temperatura los tenemos pocos metros debajo de nuestros pies
TIPOS DE RECURSOS GEOTERMICOS
Hay cuatro de formas de recursos geotérmicos que son disponibles para usar como las fuentes
de energía. Estos incluyen:
 Los Fluidos Hidrotérmicos
 La Roca Seca Caliente
 Geopressured
 Magma
La única de estos que se tienen desarrollado para la generación comercial es fluidos
hidrotérmicos.
Los Fluidos Hidrotérmico
El agua caliente, los recursos provienen, cuando agua caliente y/o el vapor se forma en la roca
fracturada o porosa bajo las profundidades (100m a 4.5km) como resultado del entremetimiento
en la costra de magma en el interior de la tierra, o la circulación profunda de agua en una falla
o fractura. Con temperaturas desde 180°C a hasta 350°C, son calentados comúnmente por la
roca fundida caliente. Los recursos de temperatura mientras“Los recursos alto grado se usan
comúnmente para la generación de electricidad, los recursos de grado bajo se usan en
aplicaciones de calentadores directos.”(Negrón-Mendoza, 2016)
energía geotérmica se explota comúnmente perforando en la capa conductora del agua freática,
y extrayendo el vapor o la agua caliente.
Geopressured
Los recursos geotérmicos consisten de salmuera caliente con metano, encontrado
en grandes capas conductoras de aguas freáticas profundas. El agua y el metano
se atrapan en formaciones sedimentarias a una profundidad de 3km-6km. La
temperatura del agua está entre 90°C y 200°C. Tres formas de energía pueden
obtenerse desde geopressured recursos: la energía térmica, energía hidráulica
desde la presión alta y energía química desde quemar el metano. (Cartwright,
1994)
La Roca Seca Caliente
La roca seca caliente (HDR) es una formación geológica caliente formada del mismo modo del
recurso hidrotérmico, pero sin ningún conteniendo de agua. Este recurso es virtualmente
ilimitado y es más accesible que los recursos hidrotérmicos.
El concepto para utilizar la energía geotérmica en rocas secas calientes está en
crear un depósito geotérmico artificial perforando pozos mellizos profundos en
la roca. El agua de la superficie se hace circular a inyección en el depósito creado
(el que calienta el agua). Hay mucha potencialidad en esta tecnología, pero aún
no sé ha demostrado comercialmente. (Duffield, R.B., G.J. Nunz, M.C. Smith,
and M.G, Wilson, julio 1981)
Magma
El recurso geotérmico más grande, es la roca fundida encontrada a profundidades de 3km-10km
y más profundas, y por lo tanto no fácilmente accesibles. Tiene una temperatura que oscila desde
700 - 1,200 ° C. El recurso no ha se explotado bien hasta la fecha.
producción de Electricidad a partir DE la Energía Geotérmica
Al sacar vapor, calentar o agua caliente desde depósitos geotérmicos, y esta fuerza hace girar el
generador de turbina, y producir electricidad. El agua geotérmica usada se devuelve al depósito,
mediante inyección, para ser recalentada y para mantener la presión necesaria del depósito.
Hay tres tipos básicos de plantas geotérmicas. El tipo de planta depende de las presiones y
temperaturas del depósito.
 El Vapor Seco
 Flash steam
 Ciclo Binario
Vapor Seco.
La Planta usa un depósito de vapor con muy poca agua. El vapor se envía a través de tubos
directamente a las turbinas, que manejan un generador eléctrico. Un ejemplo de este tipo de la
planta es los Géiseres del Campo en Norteño California.
En este sistema el vapor geotérmico no es mezclado con el agua. Los pozos de producción se
perforan abajo de la capa conductora del agua freática, presurizado el vapor (180 ° - 350 ° C)
es traído a la superficie a alta velocidad, y pasado mediante una turbina de vapor para generar
electricidad. Usualmente, el vapor se pasa mediante un condensador para convertirla en agua.
Esto mejora la eficiencia de la turbina y evita los problemas ambientales asociada con el alivio
directo de vapor en la atmósfera. El agua no utilizada sé reinyecta en el campo por medio de
pozos de reinyección.
El calor que se pierde se ventila mediante torres de enfriamiento, las eficiencias de conversión
de energía son más bajas, alrededor 30%. La eficiencia y la economía de las plantas secas de
vapor son afectadas por la presencia de gases no condensables tal como hidrógeno, dióxido de
carbón y ácido sulfúrico. La presión de estos gases reduce la eficiencia de las turbinas, y además,
la remoción de los gases sobre terrenos ambientales agrega al costo de operación.
Flash steam.
Usa un depósito geotérmico constituido de agua a una temperatura entre 300 a 700°F. En este
tipo de sistema, el fluido se rocía en un tanque a presión baja, ocasionando que el fluido
rápidamente se evapore. El vapor se usa entonces para mover la turbina. Hay comúnmente algún
líquido que permanece en el tanque después de que el fluido se rocía para evaporarse. Si el
líquido es lo suficientemente caliente, puede rociarse nuevamente en un segundo tanque para
extraer aun más energía. Un ejemplo de este tipo de sistema es el CulEnergy de Marina planta
al Coso el Campo Geotérmico.
La mayoría del fluido geotérmico no destella, y este fluido sé reinyecta en el
depósito. Alternativamente, si el fluido que permanece en el tanque tiene una
temperatura suficientemente alta, puede pasarse en un segundo tanque, donde
una reducción de presión induce un destellando adicional para evaporar. Este
vapor, junto con la descarga desde la turbina principal, se usa para manejar una
segunda turbina o la segunda etapa de la turbina principal para generar
electricidad adicional. Típicamente, un 20 - 25% se logra aumentar en el
rendimiento, con un 5% aumento en los costos de planta. (Wong, 2008-02-21)
Típicamente, varían en el tamaño desde 5 MW a sobre 100 MW. Depende de las características
del vapor, el contenido de gas, y presión; entre 6000kg y 9000kg de vapor cada hora se requiere
que produzca cada MW de poder eléctrico. Una pequeña planta (menos de 10 MW) requieren
que el vapor se ubique adyacente al deposito a fin de reducidos los costos de tubería. El
frecuentemente tales unidades no tienen un condensador, y se llaman backpressure unidades.
Estos son muy baratos y simples para instalar, pero son ineficientes (típicamente 10-20 tonelada
por la hora de vapor para cada MW de electricidad) y tienen impactos ambientales más altos.
Ciclo Binario.
Se utiliza un depósito de agua con temperaturas entre 250 y 360°F. En este tipo de sistema, el
agua geotérmica se pasa mediante un intercambiador de calor, donde su calor se transfiere en
un segundo líquido, que tiene un punto de ebullición inferior al del agua (isobutano o pentano).
Cuando este líquido binario se calienta, destella al vapor, que hace mover la turbina. El vapor
es entonces condensado a líquido y sé rehusa repetidamente. En este sistema no hay emisiones
al aire, y es comúnmente el tipo más eficaz en función de los costos de sistema. Un ejemplo de
una Planta de Ciclo Binaria es el Gigante Pacífico - LP MP2 y PLES planta al Casa Diablo el
campo geotérmico
Se usan donde el recurso geotérmico es insuficiente, o no es muy caliente y es eficientemente
producir vapor, o donde el recurso contiene demasiadas impurezas químicas para permitir
destellando. Además, el fluido que permanece en el tanque de destello se evapora fácilmente.
Aunque las plantas binarias de que poder sean generalmente más cara para construir que la de
vapor, estas tienen varias ventajas: 1) El fluido de trabajo (comúnmente isobutano o isopentano)
hierve y los destellos al vapor a una temperatura inferior que la del agua 2) El sistema binario
usa el agua de depósito más eficientemente. Desde el agua caliente viaja mediante un sistema
enteramente cercano resulta en menos pérdida de calor y casi ninguna pérdida de agua. 3) las
plantas Binarias de poder no tienen virtualmente emisiones.
El ciclo binario es entre 7 y 12 % eficiente, dependiendo de la temperatura del fluido primario
(geotérmico). La planta Binaria de Ciclo típicamente varía en el tamaño desde 500 kW a 10
MW.
tipos de Sistemas Geotérmicos
Además de usar energía geotérmica para producir electricidad, puede también ser usado para
calentar edificaciones. Hay dos categorías básicas
 sistemas de bucle cerrado
 sistemas de bucle abierto
Los sistemas de bucle cerrado.
Este sistema extrae el vapor caliente de la tierra y lo hace circular a través del edificio por medio
de una tubería y luego es retorna a la tierra, cuando circula el vapor por toda la periferia del
edifico le transfiere su calor. Hay tres tipos básicos de sistemas bucle cerrado:
 El Sistema Vertical de Bucle: Los tubos se entierran verticalmente y traen el fluido que
impulsa la bomba geotérmica.
 El Sistema Horizontal de Bucle: Los tubos se entierran horizontales a una profundidad
de 4 a 6 pies y traen el fluido impulsado por la bomba
 Sistema de bucle con agua: Es igual que los dos anteriores pero además utiliza el agua
de algún deposito a manera de intercambiador de calor cuando los vapores son muy
calientes.
Los sistemas de bucle abierto tienen una característica muy similar a la del tercer sistema de
bucle cerrado, es usa un cuerpo o alberca existente de agua como un intercambiador de calor
generando una temperatura constante durante todo el año.
CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS
En un Sistema Geotérmico, es necesario usar una Bomba Geotérmica de Calor (GHP). En un
GHP circula agua mediante tubos enterrado en un bucle continuo. Estas bombas de calor pueden
usarse para calefacción y enfriamiento. Cuando calienta, el calor de la tierra se transferir
mediante tubos enterrados en el líquido circulante y entonces transferido en el edificio. Cuando
la bomba de calor se usa para enfriar, el fluido continuamente circulante en los tubos absorbe el
calor forma el edificio y transfiere lo en la tierra.Las Bombas Geotérmicas de Calor usan muy
poca electricidad y tiene un efecto trivial sobre el ambiente.
LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS DE GEOTERMIA
VENTAJAS
 Las más nuevas plantas geotérmicas emiten únicas 0.3 libras de CO2 por el megavatio
hora (MW-HR). El nitrógeno las emisiones de dióxido de sulfuro y óxido son también
más bajas en plantas geotérmicas.
 No requieren grandes extensiones de terreno.
 Las plantas geotérmicas se diseñan para correr 24 horas al día, y todo el año. También
resistentes a las interrupciones de generación de poder
 La flexibilidad: Las plantas geotérmicas pueden fácilmente expandirse para aumentar la
demanda de electricidad.
 Uno de los puntos mas fuerte de las plantas pequeñas de generación con geotermia es el
poder acceder a regiones apartadas donde económicamente no es viable transportar la
energía.
DESVENTAJAS
 El problema primario con la energía geotérmica es el gran gasto que involucra construir
las plantas. Comúnmente para desarrollarlas se deben perforar hoyos profundos en roca
dura para conseguir la fuente geotérmica. El costo de inversión de la planta esta sobre
US$3,000 por kilovatio. En el contraste, una planta de turbina de gas puede costar
alrededor US$824 por kilovatio.
 La ubicación: Hay no muchos lugares donde la energía geotérmica puede usarse como
una fuente de poder. Debe haber una cantidad segura de magma y un área de
desalojamiento para calentar el agua.
 Olor: Un problema común con plantas geotérmicas es olor a “huevo podrido”
ocasionado por el hidrógeno y el sulfuro del subsuelo. A fin de la cura este problema, se
instala un equipo de control, que aumenta los costos de la planta.
 La Cañería de Equipo: El edificio de una planta geotérmica de poder es un proyecto, con
una abundancia de válvulas enormes y especializado ajustes.
 El uso de Químicos: A veces se deben utilizar químicos para quitarle al fluido
geotérmico sustancias que pueden ocasionar corrosión en los equipos. Estos forman un
fango tóxico.
PEQUEÑAS PLANTAS DE GENERACION
Una planta pequeña de geotermia se encuentra entre 1-5MW, las cuales pueden trabajar las 24
horas y durante 365 días. Las plantas pequeñas se construyen comúnmente usando un enfoque
modular que reduce los costos de construcción de sitio y pueden ponerse adyacente a los pozos
para que el proyecto total tenga un impacto ambiental mínimo. La llave al éxito de una planta
en pequeña escala de poder geotérmico no es compara la capacidad con la construcción es decir,
no utilizarla únicamente para generación electrifica ya que esta puede ser utilizada además para
calentar agua y utilizarla como centro de recreación o hoteles y también para contribuir a la
comunidad local.
Hipótesis.
¿Qué tan viable es realizar una plata geotérmica en algún estado de la región?
Segmentación del mercado.
Donde podría estar la planta seria en Los Azufres, Michoacán, la segunda mayor reserva
geotérmica de México y una de las mayores del mundo. Para captar el vapor se realizan pozos
de extracción de profundidades entre 2 y 2,5 km. es susceptible de aprovecharse para generar
electricidad.
Permitirá abastecer de energía eléctrica en promedio a más de 26 mil hogares, ello poniendo
como ejemplo un consumo promedio diario por hogar de 1.89 kilowatts.
INSTRUMENTOS:
1.- ¿Conoces acerca de las plantas geotérmicas?
2.- ¿Sabes qué es una planta geotérmica?
3.- ¿Cuántos tipos de plantas geotérmicas conoces?
4.- ¿Conoces el proceso de dicha planta?
5.- ¿Conoces qué tipo de energía usa?
6.- Algún lugar que conozcas donde se encuentre una planta geotérmica
7.- Si no conoces acerca de estos temas, ¿Te gustaría conocer?
8.- ¿Estarías dispuesto a pagar más si fuera una energía menos contaminante?
9.- ¿Usarías este tipo de energía?
10.- ¿Te intereso esta información?
ANÁLISIS Y RESULTADO
Objetivo: saber ignorancia sobre el tema
de la energía geotérmica
Objetivo: saber la población sobre la
geotermia
Objetivo: cuanto conocimiento tienen
sobre plantas geotérmicas de México
Objetivo: Saber si las personas saben que
tan bueno es el proceso de la planta en
comparación de otros procesos
Objetivo: que tanto interés tiene la gente
de saber sobre la energía geotérmica
Objetivo: saber si las personas le
gustarían una energía mas limpia
Objetivo: si están comprometidos a usar
una nueva energía no tan conocida para
ellos
Objetivo: que tanto gusto tuvieron de
saber una energía alterna poco conocida
Objetivo: si son consientes de que
energía se trata
ESTUDIO FINANCIERO
La economía de la extracción geotérmica de energía es altamente variables y amplias.
La Energía Geotérmica Costó para Aplicaciones Directas de uso.
El costo económico de vapor geotérmico y agua caliente para el proceso o el uso directo es
dependiente del vapor geotérmico/ la temperatura caliente de agua requerida para la aplicación
particular, y la distancia desde los pozos de uso. El costo es también frecuentemente dependiente
sobre si el desarrollo geotérmico de uso directo es una facilidad autosuficiente simplemente
proveyendo proceso/ calor directo de uso.
Los Costos Indirectos
Los costos indirectos varían significativamente dependiendo de la ubicación del sitio, su
accesibilidad, el nivel de infraestructura y otros requerimientos. Los costos indirectos
Aproximados se han dado basados sobre tres categorías diferentes de ubicaciones de proyecto.
 La Ubicación A: es el sitio típico del proyecto en un país desarrollado. La infraestructura
está en el lugar, la mano de obra es disponible y el puerto de instalaciones y cerca de
una ciudad relativamente importante. Los costos indirectos están sobre 5 - 10% de costos
directos.
 La Ubicación B: Es un sitio típico de un proyecto en área más remota de un país
desarrollado, o en un área de una nación en desarrollo donde la infraestructura es buena,
hay mano de obra disponible y la nación disfruta de estabilidad política y social. Los
costos indirectos están sobre 10-30% de costos directos.
 La Ubicación C: Es un sitio típico de un proyecto en área más remota de una nación en
desarrollo, donde la infraestructura es pobre, la accesibilidad es difícil, mano de obra es
escasa y hay el riesgo de inestabilidad política. Los costos indirectos están sobre 30 -
60% de costos directos.
Costos de Inversión
Los costos de inversión de un proyecto geotérmico-eléctrico se compone de los siguientes
costos: (a) la exploración y los recursos de confirmación, (b) la perforación de pozos de
producción e inyección, (c) las instalaciones de superficie e infraestructura, y (d) la planta de
energía. Los costos de los componentes y factores que influyen en ellas suelen ser
independientes entre sí, y cada componente se describe en el texto que sigue, incluyendo su
impacto en los costos totales de inversión.
El primer componente (a) incluye la adquisición de arrendamiento, lo que permite, la
prospección (geología y geofísica) y la perforación de pozos de exploración y de pruebas. La
perforación de pozos de exploración en áreas verdes se informa que tiene un índice de éxito del
orden de 50% a 60%, y la primera exploración de pozos de un 25% (Hance, 2005), aunque otras
fuentes (GTP, 2008) reducen el porcentaje de éxito a un 20% a 25%. Los costos de confirmación
se ven afectados por los parámetros del pozo (sobre todo la profundidad y diámetro),
propiedades de las rocas, la productividad, la disponibilidad de equipo de perforación, los
retrasos en los permisos o arrendamiento de tierras y las tasas de interés. Este componente
representa entre el 10% y el 15% del coste total de inversión (Bromley et al., 2010) pero para
proyectos de expansión puede ser tan baja como del 1 al 3%.
La perforación de pozos de producción e inyección ( b) tiene una porcentaje de éxito de 60 a
90% (Hance, 2005; GTP, 2008). Dentro de los factores que influyen en el costo incluyen
también la productividad (permeabilidad y temperatura), profundidades de los pozos,
disponibilidad de equipos, diseño vertical o direccional, circulaciones especiales de fluidos,
tiempos especiales de perforación, el número de pozos y las condiciones financieras en un
contrato de perforación (Hance de 2005;. Tester et al, 2006). Este componente (b) representa
20% a 35% de la inversión total (Bromley et al., 2010).
Las instalaciones de superficie y componentes de infraestructura (c) incluyen las instalaciones
para la obtención de vapor y el procesamiento de salmuera: separadores, bombas, tuberías y las
carreteras. Las instalaciones para obtención de vapor tienen menores costos desde que la
manipulación de la salmuera no es necesaria. Factores que influyen en este componente son los
depósitos de los fluidos químicos, los precios de las materias primas (acero, cemento), la
topografía, accesibilidad, estabilidad de taludes, la productividad media y distribución del pozo
(tuberías, diámetro y longitud), y los parámetros de los fluidos (presión, temperatura, la
química) (Hance, 2005). Las instalaciones de superficie y los costos de infraestructura,
constituyen 10% a 20% de la inversión (Bromley et al., 2010) aunque en algunos casos, estos
costos podrían ser menores al 10%, dependiendo del tamaño de la planta y la ubicación.
Los componentes de potencia de la planta (d) incluyen las turbinas, generadores, condensadores,
subestación eléctrica, red de conexión, lavadores de vapor y los sistemas de reducción de
contaminación. El diseño de planta de energía y los costos de construcción dependen del tipo
(flash, vapor seco, binario o híbrido), la ubicación, el tamaño (una mayor cantidad de unidades
y mayor tamaño de la planta es más barato por unidad de producción), las entalpía del fluido
(temperatura de recursos) y química, el tipo de ciclo de enfriamiento utilizado (agua o aire de
refrigeración) y las disponibilidad de agua para enfriamiento si se utiliza agua. Este componente
varía entre 40% y 81% de la inversión (Hance de 2005;. Bromley et al, 2010).
TABLA DE RESULTADOS
Equipo y/o
sistema
Condiciones de
operación
Parámetros de
selección
Fabricante Costos
Bomba de
Geotermia(GHP)
Horas anuales de
365 al año se
trabaja 90% 7884
horas
-Caudal
-Cabeza
-NPSH
- Westinghouse
- MItsubishi
- Fiat Avip
-Deumont
-GE
Us$2400
Us$7000
Us$14000
Condensador 365 a 90%
-Temperatura
Entrada
-Temperatura
Salida
-Area de
Transferencia de
Caudal
-General Electric Us$2000
Compresor
Centrifugo
365 a 90%
-Presión de Salida
-Caudal
-General Electric
--Faste Wheeler
Us$3000
GHP 365 a 90%
Sistema bucle
abierto o cerrado,
caudal (ton/min)
US$2,500
US$7,500
Generador 365 a 90%
- Capacidad
- Voltaje
- Velocidad
- PF
- Amperaje
-General Electric Us$2700
Turbina 365 a 90%
Presión
Temperatura
Siemens
Westinhouse
Elliot
Terry
Us$14000
CONCLUSIONES
 La bomba geotérmica utilizada, a pesar de tener diseño de alta calidad, es muy costosa
y absorbe una cantidad substancial de la energía generada.
 Se presenta una alta inversión inicial pero un periodo atractivo de amortización, debido
a que no presenta costos de combustibles sólidos
 No se generan emisiones gaseosas tóxicas a la atmósfera
 Es una forma de generación flexible ya que se puede expandir de acuerdo a los
requerimientos de la población.
 Produce malos olores
 Existe la incertidumbre de no conseguir la cantidad de recursos proyectados
inicialmente, de ahí que el recurso de perforación sea un factor preponderante en el
aumento de los costos iniciales
 Presenta mayor tiempo disponible de trabajo(horas útiles)
 No necesita combustible de respaldo
 Los fabricantes tienen generalmente poca experiencia, y hay probabilidades de que se
reflejen los altos costos de explotación en altos costos de la planta.
BIBLIOGRAFÍA
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www.wikipedia.org
www.monografias.com
www.deciencias.net
www.cnice.mec.es
www.soliclima.com

proyecto geotermico.docx

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    INSTITUTO TECNOLÓGICO DECD MADERO INTEGRANTES: PORTILLO PULIDO IRVING AGUSTÍN 15071578 MATERIA: TALLER 1 MAESTRO: ALFONSO BARBOSA MORENO
  • 2.
    TIPO DE INVESTIGACIÓN Esobservacional por que estamos investigando todo mediante como funciona el sistema de la planta geotérmica, su proceso y serie de pasos para la transformación de energía. Es retrospectiva tomando información ya investigada y datos ya puestos. Es Longitunidal por que se está en constante chequeo de presiones y temperaturas. Es Analitica tomando en cuenta diferentes variantes que pueda afectar o cambiar la planta INTRODUCCION La Geotermia no solo se utiliza para generación de electricidad, campo en el cual no todas las fuentes cumplen con los requisitos mínimos de aprovechamiento, también se utiliza en la calefacción de edificaciones, procesos de secado, en la recreación y esparcimiento; en estos últimos es donde la Geotermia encuentra su mayor campo de acción con un mínimo de requerimientos para su aprovechamiento comercial. Los equipos atizados en la generación de electricidad no difieren mucho de los equipos utilizados en la generación de electricidad a partir del vapor, diesel o agua. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
  • 3.
    En el paísexisten capacidades de carácter científico-tecnológico para la materialización estos tipos de productos con los más altos estándares de calidad y eficiencia para el aprovechamiento geotérmico, sin embargo, hace falta crear una sinergia sólida que consolide las fortalezas académicas e industriales para la colocación de nuevos productos de aprovechamiento energético como lo son las turbinas de baja entalpía. Debido al auge de las fuentes de energía alternas, en especial la geotermia, se tiene la necesidad de diseñar un generador de energía eléctrica aprovechando las propiedades de la energía geotérmica, específicamente del pentano. México ocupa el tercer lugar mundial en producción en generación de energía geotérmica. El pentano es un compuesto químico líquido que, debido a su bajo punto de ebullición, bajo costo y relativa seguridad de manejo, se ha implementado dentro de la industria de generación de energía, aprovechando a la energía geotérmica. En el 2007 el periódico mexicano La Jornada, publicó un artículo en el que se menciona que “México ocupa el tercer lugar en Generación de energía eléctrica mediante energía geotérmica.” (twenergy, s.f.)
  • 4.
    Potencia geotérmica mundialinstalada 2011 “De acuerdo con la imagen anterior, según el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) en colaboración con la empresa ENAL (Energías Alternas, Estudios y Proyectos), en el 2011, México ocupada el cuarto lugar mundial en la cantidad de potencia geotérmica instalada.” ( Guerra, Flores , & Ramírez , 2011) PROBLEMÁTICA  Es una fuente que evitaría a muchos países la dependencia energética del exterior.  Muchas veces cuando se ocupan otros metodos para generar energia, dañan al medio ambiente.  Esta energia es renovable y limpia.  No implica riesgos el trabajar con este tipo de energía
  • 5.
     Su explotaciónno emite sonido alguno (no produce contaminación acústica). OBJETIVO GENERAL El objetivo es realizar una planta geotérmica en nuestro país, México, para el aprovechamiento de la energía que genera y así mismo comprender más a detalle su proceso. OBJETIVO ESPECIFICO Analizar cuáles son las son las condiciones apropiadas del lugar donde se quiera realizar excavaciones para poner a actuar este tipo de generación.  Investigar los tipos de generación geotérmica que existen, definir cuáles son y la aplicación que estos posean.  Determinar los beneficios que conduce la utilización de este tipo de energía tanto para la no contaminación del medio ambiente, como para la producción económica de un recurso tan necesario llamado electricidad.  Considerar las ventajas e inconvenientes que crearse en cuanto a la generación de energía geotérmica. JUSTIFICACION BENEFICIOS DE LA GEOTERMIA
  • 6.
    La energía geotérmicaes la fuente de generación cuya materia prima, es el vapor de agua, que se encuentra desde tiempos remotos almacenada en forma natural en el subsuelo La producción de energía geotérmica tiene como base la utilización de la energía cinética calorífica del vapor y agua a altas temperaturas del subsuelo, insumos que se extraen mediante la perforación de profundos , pozos geotérmicos La energía geotérmica es una fuente de energía renovable, abundante, de bajo costo y favorable para el medio ambiente ya que no produce gases tóxicos como CO2 que produce el efecto invernadero, ya que no se quema combustible fósil que produce el calentamiento global. La geotermia solo utiliza el vapor de agua calentada en calderas naturales que luego de ser utilizado es condensado y reinyectado nuevamente al subsuelo. No se pueden negar los impactos al medio ambiente pero sí son mínimos, y pueden ser fácilmente prevenidos o mitigados evitando así efectos secundarios en el medio ambiente. Las principales desventajas de la geotermia que se pueden mencionar son: el alto nivel de incerteza en la búsqueda del recurso a explotar durante la perforación de los pozos geotérmicos, la fuerte inversión que requiere y el largo proceso de desarrollo de un proyecto productivo a gran escala. TECNOLOGÍA DE APROVECHAMIENTO Tal y como se encuentran en la Tierra los recursos geotérmicos no pueden ser aprovechados por el hombre. Para ello es necesario convertirlo en una forma de energía directamente utilizable. Esta conversión dependerá, sobre todo, del nivel térmico del recurso.
  • 7.
    El primer pasoen esta conversión es trasladar el recurso, que se encuentra a profundidades de 1,5-3 km, hasta la superficie. Esto se consigue por la presencia de un fluido que actúa de vehículo transportador de la energía. Este fluido accede a la superficie mediante los sondeos perforados por el hombre. Para cumplir su objetivo, los sondeos han de reunir las condiciones de dimensión y acabado adecuadas, de manera que duren el mayor tiempo posible, produciendo la máxima cantidad de fluido, con el menor coste de mantenimiento. El fluido geotérmico, una vez alcanzada la superficie, se ha de someter a las transformaciones necesarias para que su energía térmica potencial pueda ser aprovechada. Los procesos empleados en la transformación dependen del nivel térmico del fluido. Los de alta temperatura (T > 150ºC) se emplean para la producción directa de electricidad; los de media temperatura (100ºC < T < 150ºC) se pueden emplear para producir electricidad mediante el uso de ciclos binarios, que hoy en día presentan todavía rendimientos termodinámicos muy bajos, siendo su mejor utilización la aplicación en procesos industriales; y, por último, los de baja temperatura (T < 100ºC) se emplean en usos directo del calor, como calefacción de viviendas, procesos industriales, usos agrícolas, y cuando la temperatura es muy baja (20-30ºC), agua caliente sanitaria y aire acondicionado con el empleo de bomba de calor.
  • 8.
    PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD Losprocesos empleados para producir electricidad a partir de fluidos geotérmicos de alta temperatura dependen de las características termodinámicas de dichos fluidos en su almacén profundo. A este respecto, se pueden diferenciar tres tipos de yacimientos geotérmicos de alta temperatura: · Yacimiento de vapor seco · Yacimiento de agua sobrecalentada o vapor húmedo · Yacimiento de salmueras En los yacimientos de vapor seco el fluido, debido a las condiciones de presión y temperatura, se encuentra en fase gaseosa, y está constituido por una mezcla de vapor de agua y gases. En
  • 9.
    los yacimientos deagua sobrecalentada, debido a las elevadas presiones, el fluido se encuentra en fase líquida. Cuando se comunica con la superficie mediante el sondeo y, por lo tanto, se pone a la presión atmosférica, se produce una mezcla de fases dando lugar a una cantidad de vapor, que una vez separado del agua caliente puede ser enviado a turbinas, y a una cantidad de agua caliente de menor entalpía que la original de almacén. Los yacimientos de salmueras constituyen una variedad de los campos de agua caliente, pero que debido a la elevada concentración en sales es difícil producir el flash y la consiguiente mezcla de vapor de agua. Por ello es necesario que cedan toda su entalpía (y temperatura) a un fluido que puede utilizarse en las turbinas y que generalmente es agua dulce. Para cada uno de estos tipos de yacimientos de alta temperatura existe una tecnología de aprovechamiento energético. (Yacimientos de vapor seco). Se pueden explotar mediante dos tipos de ciclos termodinámicos: “Ciclo directo sin condensación”. Tras su paso por turbinas el vapor escapa libremente a la atmósfera. Los costes de instalación son muy bajos, pero también su eficacia es muy baja. Se suelen emplear en plantas piloto, o en unidades aisladas de pequeña potencia. “Ciclo directo con condensación”. Esta tecnología es la más común en los grandes campos geotérmicos de vapor seco. El vapor después de su paso por turbinas es condensado, separándose los gases.
  • 10.
    (Yacimientos de aguasobrecalentada). Estos campos se explotan mediante ciclo semidirecto con flash en una o varias etapas y con condensación. Este ciclo es el utilizado en la mayor parte de las centrales geotermoeléctricas. La primera operación que se realiza es la separación de las fases vapor y agua líquida. El vapor se envía a la turbina de alta presión. El agua separada, todavía muy caliente, es sometida a nuevos flashing, con separación de vapor a baja presión que se envía a turbinas de baja presión. Esta operación puede ser repetida tantas veces como lo permita la entalpía o temperatura del agua separada. (Yacimientos de salmueras). Estos campos han de ser explotados mediante ciclos binarios. En ellos el fluido geotérmico cede su calor a un fluido binario, que una vez adquirido el calor y ya en fase vapor pasa a las turbinas. Posteriormente, tras un proceso de condensación, el fluido binario vuelve al intercambiador, por lo que este fluido se encuentra en un circuito cerrado. Cuando el fluido geotérmico tiene suficiente entalpía (>200 kcal/kg), se puede utilizar como fluido binario agua. Sin embargo cuando el fluido geotérmico tiene menor entalpía (yacimientos de media
  • 11.
    temperatura), se usacomo fluido binario compuestos con bajo punto de ebullición (como los denominados freones). MARCO TEORICO Qué es la Energía Geotérmica? La energía geotérmica es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza. La mayoría del magma, restos, pero a veces toda va a la superficie, donde es conocido como lava. Sin embargo, el magma que permanece calentará el agua y roca. La lava, calienta el agua geotérmica, y esta viajará a la superficie de la
  • 12.
    tierra, formando géisereso resortes calientes. Sin embargo, la mayoría de estas estará más adelante en la superficie, atrapado en rupturas y roca porosa. Este recaudo natural de las rocas y agua caliente se llaman los depósitos geotérmicos. Estos depósitos pueden usarse para producir energía geotérmica. (Alonso, 1985) La energía geotérmica, en el sentido ancho, es el calor en la tierra y liberado por la conducción a un flujo promedio de calor de 60 mW/m2. ¿Cómo funciona la energía geotérmica? El calor contenido en el subsuelo es empleado mediante el uso de Bombas de Calor Geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria. Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una solución de agua con glicol. Aunque en principio pueda sorprender, encontramos ejemplos de aplicación de la geotermia incluso en las ciudades, con iniciativas innovadoras y eficientes. Uno de los casos es el de la estación de Pacífico de Metro de Madrid, que será la primera de toda la red de metro capaz de generar su propia energía para la climatización de sus instalaciones a través de un sistema de geotermia. Gracias a ello, esta instalación ahorrará hasta un 75% de energía y reducirá en un 50% sus emisiones de CO?. Este proyecto puede marcar una tendencia en el suministro energético de Metro y podría implantarse progresivamente en el resto de la red. ¿Qué aplicaciones tiene la energía geotérmica? Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente. Los recursos geotérmicos de alta temperatura (superiores a los 100-150ºC) se aprovechan principalmente para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para
  • 13.
    producir energía eléctrica,sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial. Así, en el caso de temperaturas por debajo de los 100ºC puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración). Por último, cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los 25ºC), las posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. Estos niveles de temperatura los tenemos pocos metros debajo de nuestros pies TIPOS DE RECURSOS GEOTERMICOS Hay cuatro de formas de recursos geotérmicos que son disponibles para usar como las fuentes de energía. Estos incluyen:  Los Fluidos Hidrotérmicos  La Roca Seca Caliente  Geopressured  Magma
  • 14.
    La única deestos que se tienen desarrollado para la generación comercial es fluidos hidrotérmicos. Los Fluidos Hidrotérmico El agua caliente, los recursos provienen, cuando agua caliente y/o el vapor se forma en la roca fracturada o porosa bajo las profundidades (100m a 4.5km) como resultado del entremetimiento en la costra de magma en el interior de la tierra, o la circulación profunda de agua en una falla o fractura. Con temperaturas desde 180°C a hasta 350°C, son calentados comúnmente por la roca fundida caliente. Los recursos de temperatura mientras“Los recursos alto grado se usan comúnmente para la generación de electricidad, los recursos de grado bajo se usan en aplicaciones de calentadores directos.”(Negrón-Mendoza, 2016) energía geotérmica se explota comúnmente perforando en la capa conductora del agua freática, y extrayendo el vapor o la agua caliente. Geopressured Los recursos geotérmicos consisten de salmuera caliente con metano, encontrado en grandes capas conductoras de aguas freáticas profundas. El agua y el metano se atrapan en formaciones sedimentarias a una profundidad de 3km-6km. La temperatura del agua está entre 90°C y 200°C. Tres formas de energía pueden obtenerse desde geopressured recursos: la energía térmica, energía hidráulica desde la presión alta y energía química desde quemar el metano. (Cartwright, 1994)
  • 15.
    La Roca SecaCaliente La roca seca caliente (HDR) es una formación geológica caliente formada del mismo modo del recurso hidrotérmico, pero sin ningún conteniendo de agua. Este recurso es virtualmente ilimitado y es más accesible que los recursos hidrotérmicos. El concepto para utilizar la energía geotérmica en rocas secas calientes está en crear un depósito geotérmico artificial perforando pozos mellizos profundos en la roca. El agua de la superficie se hace circular a inyección en el depósito creado (el que calienta el agua). Hay mucha potencialidad en esta tecnología, pero aún no sé ha demostrado comercialmente. (Duffield, R.B., G.J. Nunz, M.C. Smith, and M.G, Wilson, julio 1981) Magma El recurso geotérmico más grande, es la roca fundida encontrada a profundidades de 3km-10km y más profundas, y por lo tanto no fácilmente accesibles. Tiene una temperatura que oscila desde 700 - 1,200 ° C. El recurso no ha se explotado bien hasta la fecha. producción de Electricidad a partir DE la Energía Geotérmica
  • 16.
    Al sacar vapor,calentar o agua caliente desde depósitos geotérmicos, y esta fuerza hace girar el generador de turbina, y producir electricidad. El agua geotérmica usada se devuelve al depósito, mediante inyección, para ser recalentada y para mantener la presión necesaria del depósito. Hay tres tipos básicos de plantas geotérmicas. El tipo de planta depende de las presiones y temperaturas del depósito.  El Vapor Seco  Flash steam  Ciclo Binario Vapor Seco. La Planta usa un depósito de vapor con muy poca agua. El vapor se envía a través de tubos directamente a las turbinas, que manejan un generador eléctrico. Un ejemplo de este tipo de la planta es los Géiseres del Campo en Norteño California. En este sistema el vapor geotérmico no es mezclado con el agua. Los pozos de producción se perforan abajo de la capa conductora del agua freática, presurizado el vapor (180 ° - 350 ° C) es traído a la superficie a alta velocidad, y pasado mediante una turbina de vapor para generar electricidad. Usualmente, el vapor se pasa mediante un condensador para convertirla en agua. Esto mejora la eficiencia de la turbina y evita los problemas ambientales asociada con el alivio
  • 17.
    directo de vaporen la atmósfera. El agua no utilizada sé reinyecta en el campo por medio de pozos de reinyección. El calor que se pierde se ventila mediante torres de enfriamiento, las eficiencias de conversión de energía son más bajas, alrededor 30%. La eficiencia y la economía de las plantas secas de vapor son afectadas por la presencia de gases no condensables tal como hidrógeno, dióxido de carbón y ácido sulfúrico. La presión de estos gases reduce la eficiencia de las turbinas, y además, la remoción de los gases sobre terrenos ambientales agrega al costo de operación. Flash steam. Usa un depósito geotérmico constituido de agua a una temperatura entre 300 a 700°F. En este tipo de sistema, el fluido se rocía en un tanque a presión baja, ocasionando que el fluido rápidamente se evapore. El vapor se usa entonces para mover la turbina. Hay comúnmente algún líquido que permanece en el tanque después de que el fluido se rocía para evaporarse. Si el líquido es lo suficientemente caliente, puede rociarse nuevamente en un segundo tanque para extraer aun más energía. Un ejemplo de este tipo de sistema es el CulEnergy de Marina planta al Coso el Campo Geotérmico. La mayoría del fluido geotérmico no destella, y este fluido sé reinyecta en el depósito. Alternativamente, si el fluido que permanece en el tanque tiene una temperatura suficientemente alta, puede pasarse en un segundo tanque, donde una reducción de presión induce un destellando adicional para evaporar. Este vapor, junto con la descarga desde la turbina principal, se usa para manejar una segunda turbina o la segunda etapa de la turbina principal para generar
  • 18.
    electricidad adicional. Típicamente,un 20 - 25% se logra aumentar en el rendimiento, con un 5% aumento en los costos de planta. (Wong, 2008-02-21) Típicamente, varían en el tamaño desde 5 MW a sobre 100 MW. Depende de las características del vapor, el contenido de gas, y presión; entre 6000kg y 9000kg de vapor cada hora se requiere que produzca cada MW de poder eléctrico. Una pequeña planta (menos de 10 MW) requieren que el vapor se ubique adyacente al deposito a fin de reducidos los costos de tubería. El frecuentemente tales unidades no tienen un condensador, y se llaman backpressure unidades. Estos son muy baratos y simples para instalar, pero son ineficientes (típicamente 10-20 tonelada por la hora de vapor para cada MW de electricidad) y tienen impactos ambientales más altos. Ciclo Binario. Se utiliza un depósito de agua con temperaturas entre 250 y 360°F. En este tipo de sistema, el agua geotérmica se pasa mediante un intercambiador de calor, donde su calor se transfiere en un segundo líquido, que tiene un punto de ebullición inferior al del agua (isobutano o pentano). Cuando este líquido binario se calienta, destella al vapor, que hace mover la turbina. El vapor es entonces condensado a líquido y sé rehusa repetidamente. En este sistema no hay emisiones al aire, y es comúnmente el tipo más eficaz en función de los costos de sistema. Un ejemplo de una Planta de Ciclo Binaria es el Gigante Pacífico - LP MP2 y PLES planta al Casa Diablo el campo geotérmico Se usan donde el recurso geotérmico es insuficiente, o no es muy caliente y es eficientemente producir vapor, o donde el recurso contiene demasiadas impurezas químicas para permitir destellando. Además, el fluido que permanece en el tanque de destello se evapora fácilmente.
  • 19.
    Aunque las plantasbinarias de que poder sean generalmente más cara para construir que la de vapor, estas tienen varias ventajas: 1) El fluido de trabajo (comúnmente isobutano o isopentano) hierve y los destellos al vapor a una temperatura inferior que la del agua 2) El sistema binario usa el agua de depósito más eficientemente. Desde el agua caliente viaja mediante un sistema enteramente cercano resulta en menos pérdida de calor y casi ninguna pérdida de agua. 3) las plantas Binarias de poder no tienen virtualmente emisiones. El ciclo binario es entre 7 y 12 % eficiente, dependiendo de la temperatura del fluido primario (geotérmico). La planta Binaria de Ciclo típicamente varía en el tamaño desde 500 kW a 10 MW. tipos de Sistemas Geotérmicos Además de usar energía geotérmica para producir electricidad, puede también ser usado para calentar edificaciones. Hay dos categorías básicas  sistemas de bucle cerrado  sistemas de bucle abierto Los sistemas de bucle cerrado. Este sistema extrae el vapor caliente de la tierra y lo hace circular a través del edificio por medio de una tubería y luego es retorna a la tierra, cuando circula el vapor por toda la periferia del edifico le transfiere su calor. Hay tres tipos básicos de sistemas bucle cerrado:
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     El SistemaVertical de Bucle: Los tubos se entierran verticalmente y traen el fluido que impulsa la bomba geotérmica.  El Sistema Horizontal de Bucle: Los tubos se entierran horizontales a una profundidad de 4 a 6 pies y traen el fluido impulsado por la bomba  Sistema de bucle con agua: Es igual que los dos anteriores pero además utiliza el agua de algún deposito a manera de intercambiador de calor cuando los vapores son muy calientes. Los sistemas de bucle abierto tienen una característica muy similar a la del tercer sistema de bucle cerrado, es usa un cuerpo o alberca existente de agua como un intercambiador de calor generando una temperatura constante durante todo el año. CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS En un Sistema Geotérmico, es necesario usar una Bomba Geotérmica de Calor (GHP). En un GHP circula agua mediante tubos enterrado en un bucle continuo. Estas bombas de calor pueden usarse para calefacción y enfriamiento. Cuando calienta, el calor de la tierra se transferir mediante tubos enterrados en el líquido circulante y entonces transferido en el edificio. Cuando la bomba de calor se usa para enfriar, el fluido continuamente circulante en los tubos absorbe el calor forma el edificio y transfiere lo en la tierra.Las Bombas Geotérmicas de Calor usan muy poca electricidad y tiene un efecto trivial sobre el ambiente. LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS PLANTAS DE GEOTERMIA VENTAJAS
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     Las másnuevas plantas geotérmicas emiten únicas 0.3 libras de CO2 por el megavatio hora (MW-HR). El nitrógeno las emisiones de dióxido de sulfuro y óxido son también más bajas en plantas geotérmicas.  No requieren grandes extensiones de terreno.  Las plantas geotérmicas se diseñan para correr 24 horas al día, y todo el año. También resistentes a las interrupciones de generación de poder  La flexibilidad: Las plantas geotérmicas pueden fácilmente expandirse para aumentar la demanda de electricidad.  Uno de los puntos mas fuerte de las plantas pequeñas de generación con geotermia es el poder acceder a regiones apartadas donde económicamente no es viable transportar la energía. DESVENTAJAS  El problema primario con la energía geotérmica es el gran gasto que involucra construir las plantas. Comúnmente para desarrollarlas se deben perforar hoyos profundos en roca dura para conseguir la fuente geotérmica. El costo de inversión de la planta esta sobre
  • 22.
    US$3,000 por kilovatio.En el contraste, una planta de turbina de gas puede costar alrededor US$824 por kilovatio.  La ubicación: Hay no muchos lugares donde la energía geotérmica puede usarse como una fuente de poder. Debe haber una cantidad segura de magma y un área de desalojamiento para calentar el agua.  Olor: Un problema común con plantas geotérmicas es olor a “huevo podrido” ocasionado por el hidrógeno y el sulfuro del subsuelo. A fin de la cura este problema, se instala un equipo de control, que aumenta los costos de la planta.  La Cañería de Equipo: El edificio de una planta geotérmica de poder es un proyecto, con una abundancia de válvulas enormes y especializado ajustes.  El uso de Químicos: A veces se deben utilizar químicos para quitarle al fluido geotérmico sustancias que pueden ocasionar corrosión en los equipos. Estos forman un fango tóxico. PEQUEÑAS PLANTAS DE GENERACION Una planta pequeña de geotermia se encuentra entre 1-5MW, las cuales pueden trabajar las 24 horas y durante 365 días. Las plantas pequeñas se construyen comúnmente usando un enfoque modular que reduce los costos de construcción de sitio y pueden ponerse adyacente a los pozos
  • 23.
    para que elproyecto total tenga un impacto ambiental mínimo. La llave al éxito de una planta en pequeña escala de poder geotérmico no es compara la capacidad con la construcción es decir, no utilizarla únicamente para generación electrifica ya que esta puede ser utilizada además para calentar agua y utilizarla como centro de recreación o hoteles y también para contribuir a la comunidad local. Hipótesis. ¿Qué tan viable es realizar una plata geotérmica en algún estado de la región? Segmentación del mercado. Donde podría estar la planta seria en Los Azufres, Michoacán, la segunda mayor reserva geotérmica de México y una de las mayores del mundo. Para captar el vapor se realizan pozos de extracción de profundidades entre 2 y 2,5 km. es susceptible de aprovecharse para generar electricidad. Permitirá abastecer de energía eléctrica en promedio a más de 26 mil hogares, ello poniendo como ejemplo un consumo promedio diario por hogar de 1.89 kilowatts. INSTRUMENTOS: 1.- ¿Conoces acerca de las plantas geotérmicas? 2.- ¿Sabes qué es una planta geotérmica? 3.- ¿Cuántos tipos de plantas geotérmicas conoces?
  • 24.
    4.- ¿Conoces elproceso de dicha planta? 5.- ¿Conoces qué tipo de energía usa? 6.- Algún lugar que conozcas donde se encuentre una planta geotérmica 7.- Si no conoces acerca de estos temas, ¿Te gustaría conocer? 8.- ¿Estarías dispuesto a pagar más si fuera una energía menos contaminante? 9.- ¿Usarías este tipo de energía? 10.- ¿Te intereso esta información? ANÁLISIS Y RESULTADO
  • 25.
    Objetivo: saber ignoranciasobre el tema de la energía geotérmica Objetivo: saber la población sobre la geotermia Objetivo: cuanto conocimiento tienen sobre plantas geotérmicas de México
  • 26.
    Objetivo: Saber silas personas saben que tan bueno es el proceso de la planta en comparación de otros procesos Objetivo: que tanto interés tiene la gente de saber sobre la energía geotérmica Objetivo: saber si las personas le gustarían una energía mas limpia
  • 27.
    Objetivo: si estáncomprometidos a usar una nueva energía no tan conocida para ellos Objetivo: que tanto gusto tuvieron de saber una energía alterna poco conocida Objetivo: si son consientes de que energía se trata
  • 28.
    ESTUDIO FINANCIERO La economíade la extracción geotérmica de energía es altamente variables y amplias. La Energía Geotérmica Costó para Aplicaciones Directas de uso. El costo económico de vapor geotérmico y agua caliente para el proceso o el uso directo es dependiente del vapor geotérmico/ la temperatura caliente de agua requerida para la aplicación particular, y la distancia desde los pozos de uso. El costo es también frecuentemente dependiente sobre si el desarrollo geotérmico de uso directo es una facilidad autosuficiente simplemente proveyendo proceso/ calor directo de uso. Los Costos Indirectos Los costos indirectos varían significativamente dependiendo de la ubicación del sitio, su accesibilidad, el nivel de infraestructura y otros requerimientos. Los costos indirectos Aproximados se han dado basados sobre tres categorías diferentes de ubicaciones de proyecto.  La Ubicación A: es el sitio típico del proyecto en un país desarrollado. La infraestructura está en el lugar, la mano de obra es disponible y el puerto de instalaciones y cerca de una ciudad relativamente importante. Los costos indirectos están sobre 5 - 10% de costos directos.  La Ubicación B: Es un sitio típico de un proyecto en área más remota de un país desarrollado, o en un área de una nación en desarrollo donde la infraestructura es buena, hay mano de obra disponible y la nación disfruta de estabilidad política y social. Los costos indirectos están sobre 10-30% de costos directos.
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     La UbicaciónC: Es un sitio típico de un proyecto en área más remota de una nación en desarrollo, donde la infraestructura es pobre, la accesibilidad es difícil, mano de obra es escasa y hay el riesgo de inestabilidad política. Los costos indirectos están sobre 30 - 60% de costos directos. Costos de Inversión Los costos de inversión de un proyecto geotérmico-eléctrico se compone de los siguientes costos: (a) la exploración y los recursos de confirmación, (b) la perforación de pozos de producción e inyección, (c) las instalaciones de superficie e infraestructura, y (d) la planta de energía. Los costos de los componentes y factores que influyen en ellas suelen ser independientes entre sí, y cada componente se describe en el texto que sigue, incluyendo su impacto en los costos totales de inversión. El primer componente (a) incluye la adquisición de arrendamiento, lo que permite, la prospección (geología y geofísica) y la perforación de pozos de exploración y de pruebas. La perforación de pozos de exploración en áreas verdes se informa que tiene un índice de éxito del orden de 50% a 60%, y la primera exploración de pozos de un 25% (Hance, 2005), aunque otras fuentes (GTP, 2008) reducen el porcentaje de éxito a un 20% a 25%. Los costos de confirmación se ven afectados por los parámetros del pozo (sobre todo la profundidad y diámetro), propiedades de las rocas, la productividad, la disponibilidad de equipo de perforación, los retrasos en los permisos o arrendamiento de tierras y las tasas de interés. Este componente representa entre el 10% y el 15% del coste total de inversión (Bromley et al., 2010) pero para proyectos de expansión puede ser tan baja como del 1 al 3%.
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    La perforación depozos de producción e inyección ( b) tiene una porcentaje de éxito de 60 a 90% (Hance, 2005; GTP, 2008). Dentro de los factores que influyen en el costo incluyen también la productividad (permeabilidad y temperatura), profundidades de los pozos, disponibilidad de equipos, diseño vertical o direccional, circulaciones especiales de fluidos, tiempos especiales de perforación, el número de pozos y las condiciones financieras en un contrato de perforación (Hance de 2005;. Tester et al, 2006). Este componente (b) representa 20% a 35% de la inversión total (Bromley et al., 2010). Las instalaciones de superficie y componentes de infraestructura (c) incluyen las instalaciones para la obtención de vapor y el procesamiento de salmuera: separadores, bombas, tuberías y las carreteras. Las instalaciones para obtención de vapor tienen menores costos desde que la manipulación de la salmuera no es necesaria. Factores que influyen en este componente son los depósitos de los fluidos químicos, los precios de las materias primas (acero, cemento), la topografía, accesibilidad, estabilidad de taludes, la productividad media y distribución del pozo (tuberías, diámetro y longitud), y los parámetros de los fluidos (presión, temperatura, la química) (Hance, 2005). Las instalaciones de superficie y los costos de infraestructura, constituyen 10% a 20% de la inversión (Bromley et al., 2010) aunque en algunos casos, estos costos podrían ser menores al 10%, dependiendo del tamaño de la planta y la ubicación. Los componentes de potencia de la planta (d) incluyen las turbinas, generadores, condensadores, subestación eléctrica, red de conexión, lavadores de vapor y los sistemas de reducción de contaminación. El diseño de planta de energía y los costos de construcción dependen del tipo (flash, vapor seco, binario o híbrido), la ubicación, el tamaño (una mayor cantidad de unidades y mayor tamaño de la planta es más barato por unidad de producción), las entalpía del fluido (temperatura de recursos) y química, el tipo de ciclo de enfriamiento utilizado (agua o aire de
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    refrigeración) y lasdisponibilidad de agua para enfriamiento si se utiliza agua. Este componente varía entre 40% y 81% de la inversión (Hance de 2005;. Bromley et al, 2010). TABLA DE RESULTADOS Equipo y/o sistema Condiciones de operación Parámetros de selección Fabricante Costos Bomba de Geotermia(GHP) Horas anuales de 365 al año se trabaja 90% 7884 horas -Caudal -Cabeza -NPSH - Westinghouse - MItsubishi - Fiat Avip -Deumont -GE Us$2400 Us$7000 Us$14000 Condensador 365 a 90% -Temperatura Entrada -Temperatura Salida -Area de Transferencia de Caudal -General Electric Us$2000
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    Compresor Centrifugo 365 a 90% -Presiónde Salida -Caudal -General Electric --Faste Wheeler Us$3000 GHP 365 a 90% Sistema bucle abierto o cerrado, caudal (ton/min) US$2,500 US$7,500 Generador 365 a 90% - Capacidad - Voltaje - Velocidad - PF - Amperaje -General Electric Us$2700 Turbina 365 a 90% Presión Temperatura Siemens Westinhouse Elliot Terry Us$14000
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    CONCLUSIONES  La bombageotérmica utilizada, a pesar de tener diseño de alta calidad, es muy costosa y absorbe una cantidad substancial de la energía generada.  Se presenta una alta inversión inicial pero un periodo atractivo de amortización, debido a que no presenta costos de combustibles sólidos  No se generan emisiones gaseosas tóxicas a la atmósfera  Es una forma de generación flexible ya que se puede expandir de acuerdo a los requerimientos de la población.  Produce malos olores  Existe la incertidumbre de no conseguir la cantidad de recursos proyectados inicialmente, de ahí que el recurso de perforación sea un factor preponderante en el aumento de los costos iniciales  Presenta mayor tiempo disponible de trabajo(horas útiles)  No necesita combustible de respaldo  Los fabricantes tienen generalmente poca experiencia, y hay probabilidades de que se reflejen los altos costos de explotación en altos costos de la planta.
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    BIBLIOGRAFÍA User, S. (2014).Antecedentes. [online] CEMIEGEO. Available at: http://cemiegeo.org/index.php/proyectos/desarrollos- tecnologicos-para-explotacion/p29/p29-antecedentes [Accessed 29 Dec. 2019]. Twenergy. (2019). Energía geotérmica. [online] Available at: https://okdiario.com/curiosidades/energia-geotermica- ventajas-desventajas-885261 [Accessed 29 Dec. 2019]. AMSTERDAM, Chistopher. Energía Geotérmica. Noriega Editores. STREETER, L. Victor. Mecánica de fluidos. McGrawHill. Proyecto Central Geotérmica del Macizo Volcánico del Ruiz. Editorial Central Hidroeléctrica de Caldas. ECHEVERRY GOMEZ, Ariel. Energía Geotérmica y sus posibilidades en Colombia. CENGEL, Yunues. Termodinámica. McGrawHill. www.GE.com www.geothermal.org www.wikipedia.org www.monografias.com www.deciencias.net www.cnice.mec.es www.soliclima.com