I SISTEMI GEOTERMICI la Terra sorgente di energia OBIETTIVO NAZIONALE DEL PROTOCOLLO DI KYOTO Globalmente, le parti si impegnano a ridurre le loro emissioni di gas ad effetto serra di almeno il 5% rispetto ai livelli del 1990 nel periodo 2008-2012. • Gli Stati membri dell’UE devono ridurre collettivamente le loro emissioni di gas ad effetto serra dell'8% tra il 2008 e il 2012. La Terra assorbe calore dalla radiazione solare e ne emette dal mantello e nucleo Perché il sottosuolo ricopre un ruolo così importante per l’installazione delle sonde geotermiche? In generale l’ampiezza della variazione giornaliera di temperatura si riduce di già da i primi centimetri di profondità mentre quella della variazione stagionale si riduce dello stesso fattore dopo alcuni metri. Quindi possiede un elevata capacità di accumulo Quindi il terreno si trova a temperature notevolmente differenti dall’ambiente da climatizzare ed un salto termico inferiore rispetto a quanto si avrebbe utilizzando l’aria esterna (climatizzazione tradizionale) Minor lavoro per portare una situazione climatica favorevole Minori consumi e costi Il sottosuolo: Sistema tampone ad elevata inerzia gennaio Profondità (m) luglio aprile 0 5 10 ottobre 15 20 Temperatura C° 25 30 Il fattore essenziale da rispettare per la progettazione di un sistema Sonde geotermiche è la conducibilità termica del terreno Gli aspetti che influenzano la conducibilità termica Il tipo di terreno: • granulometria e tipo di materiali • successione stratigrafica dei terreni • densità La potenza specifica di una sonda è proporzionale alla conducibilità termica del terreno Le caratteristiche della falda: • temperatura • velocità di flusso • profondità . Potenza specifica (W/m)= calore scambiato tra le sonde e terreno / tempo * lunghezza tubi Perché l’acqua ricopre un ruolo così importante per l’installazione delle sonde geotermiche ? La presenza d’acqua Favorisce il contatto tra l’impianto ed il sottosuolo; ciò comporta un aumento del rendimento potenziale La presenza nel sottosuolo di una falda acquifera favorisce il ripristino del campo termico modificato dalle sonde geotermiche: in funzione della velocità, temperatura e geometria L’umidità naturale: nel caso di terreni insaturi migliora la conducibilità termica e garantisce un buon contatto tra sonda e sottosuolo Gli scambiatori di energia: le sonde geotermiche Sonde verticali Sonde orizzontali Acque di superficie Costi maggiori Maggior spazio Prelievo e reiniezione Poco spazio necessario Meno costoso Molto economico Elevata efficenza Piccoli edifici normativa Temperaure variabili inquinamento Sfruttamento diretto della falda freatica Dopo aver estratto l’acqua sotterranea attraverso l’emungimento di un pozzo, una pompa di calore trattiene la sua energia e fornisce una temperatura sufficiente per il riscaldamento delle abitazioni. Una volta raffreddata, l’acqua viene reimmessa in falda mediante un secondo pozzo o, in alternativa, iniettata nella rete comunale d’approvvigionamento idrico. Il sistema presenta un’evidente semplicità di realizzazione e di utilizzo della risorsa ma comporta una serie di problemi relativi al depauperamento della falda (se l’acqua emunta non viene reimmessa) e possibili fenomeni di contaminazione della stessa (se il circuito d’iniezione non è totalmente chiuso). SCAMBIO DI CALORE lo scambio di calore avviene mediante sonde geotermiche: tubi in polietilene infissi nel sottosuolo attraversati da un fluido vettore (acqua) il fluido, una volta riscaldato/raffreddato e ritornato in superficie, non e’ in grado di riscaldare / raffreddare sufficientemente l’ambiente interno e’ necessaria una pompa di calore: macchina in grado di spostare calore da un corpo piu’ freddo ad uno piu’ caldo a spese di energia elettrica Le sonde geotermiche accoppiate ad una macchina termica Le sonde geotermiche Le macchine perforatrici Esempio di cantiere: installazione delle sonde Posizione delle sonde 7 m 7 m Le Sonde geotermiche verticali Caratteristiche tecniche del Geoscambio: Superficie di riferimento energetico 150 –200 mq Potenza Massima di riscaldamento 8 kW (100%) Potenza della sonda 5.2 kW (65%) Potenza della Pompa di Calore 2.8 kW (35%) Profondità della perforazione 110 –120 m Costi d’investimento dell’impianto di geoscambio Perforazione e sonda completa 6.000 – 7.000 Pompa di calore 4.000 – 5.000 Installazione, materiale, sistema di regolazione del riscaldamento e preparazione dell’acqua sanitaria 7.000 – 8.000 Totale 17.000 – 20.000 Impianti Industriali Un esempio per l’utilizzazione industriale dell’energia geotermica in agricoltura potrebbe essere il riscaldamento di serre, che è stato sviluppato su larga scala in molti paesi. L’acquacoltura, vale a dire l’allevamento controllato di forme di vita acquatiche e non, in questi ultimi tempi si è diffuso notevolmente. Il controllo della temperatura di crescita per le specie acquatiche è molto importante. IMPIANTI CENTRALIZZATI Test di risposta termica locale Swedish Test Rig US Test Rig UBeG Test Rig Sonde geotermiche verticali TIPO DI TERRENO SUOLO SABBIOSO ASCIUTTO TERRENO ROCCIOSO TERRENO SABBIOSO SATURO POTENZA SPECIFICA ESTRAIBILE GEOTERMIA Il Gruppo Trevi propone le seguenti soluzioni Mappatura del territorio regionale: Zonazione in classi di potenziale geotermico Monitoraggio del territorio: Valutazione del grado di sostenibilita’ ambientale Ottimizzazione di sonde geotermiche e dei Metodi di installazione Definizione di un protocollo di certificazione Individuazione di modalita’ di incentivazione Presenza Globale U.S.A. Trevi Icos Corporation (Boston) Trevi Icos South Inc. CANADA Trevi Foundations Canada Inc. GERMANY Spezialtiefbau GmbH SWEDEN Hercules Trevi Foundations A.B. ITALY Soilmec S.p.A. (Cesena) PSM S.r.l. (Treviso) RUSSIA Moscow Repr. Office ITALY Trevi S.p.A. (Cesena) RCT S.r.l. (Milano) UK Soilmec Ltd CHINA Repr. Office HONG KONG Soilmec H.K. Ltd AUSTRIA Trevi Branch FRANCE Soilmec France INDIA Soilmec India TURKEY Trevi Insaat Ve GERMANY Soilmec Deutschland PANAMA Trevi Panamericana U.S.A. Drillmec Inc. JAPAN Soilmec Japan U.S.A. Soilmec North America SINGAPORE Soilmec Far East Ltd SUDAN Drillmec Engineering Sudan COLOMBIA Petreven PERU Petreven EGYPT Soilmec Misr S.A.E. SAUDI ARABIA Soilmec Arabia LLC VENEZUELA Petreven DUBAI – U.A.E. Soilmec Emirates LLC Soilmec Gulf FZCO IRAN Trevi Iran Branch VENEZUELA Trevi Cimentaciones OMAN Swissboring ARGENTINA Petreven UTE U.A.E. Swissboring ARGENTINA Pilotes Trevi Italy (Piacenza) DRILLMEC S.p.A. EDRA S.r.l. ALGERIA Trevi Algerie DRILLMEC Division NIGERIA Trevi Foundations SOILMEC Division MOZAMBIQUE Profuro Lda PETREVEN Division QATAR Swissboring TREVI Division PHILIPPINES Trevi Philippines Inc. HONG KONG Trevi Construction NEW ZEALAND Trevi Construction