i sistemi geotermici

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