Introducción
Las centrales geotérmicas de tipo binario son uno de los tres tipos principales de centrales geotérmicas utilizadas comercialmente, siendo los otros dos el tipo de destello y el tipo de vapor seco.
A diferencia de los otros dos tipos, las plantas binarias pueden generar electricidad a partir de geofluido a una temperatura mucho más baja, tan baja como 57°C. La cantidad de recursos dominados por agua accesibles a <150°C es mucho mayor que >150°C, lo que significa que las plantas binarias tienen un potencial mucho mayor para aplicaciones más amplias que los otros dos tipos de plantas geotérmicas. Los costos iniciales de instalación para las plantas binarias también son menores, ya que no es necesario perforar tan profundo para alcanzar geofluido a una temperatura adecuada; la perforación generalmente representa el 30-50% del costo total de construcción de una planta geotérmica.
Las plantas binarias se benefician de menores costos de mantenimiento de turbinas ya que el fluido de trabajo no es corrosivo y no causa incrustaciones. Las plantas geotérmicas que emplean el método de generación de vapor seco o tipo destello sufren de incrustaciones, corrosión y problemas asociados con gases no condensables (NCG), pero estos problemas tienen un menor impacto en las plantas binarias.
Otro beneficio para las plantas binarias es la capacidad de ser desplegadas en forma de paquete/modular. No es inusual ver plantas de 0.5-2MW enviadas, instaladas y generando, dentro de un corto período de tiempo (días o semanas).
Operación
El geofluido se bombea desde un reservorio subterráneo dominado por agua a un intercambiador de calor en la superficie. El intercambiador de calor transfiere calor al fluido de trabajo (generalmente a base de hidrocarburos) del geofluido.
El geofluido calienta el fluido de trabajo por encima de su punto de ebullición y lo convierte en vapor. Luego, el geofluido se devuelve al reservorio subterráneo a través de la línea de inyección. El fluido de trabajo vaporizado se dirige a una turbina de ciclo Rankine orgánico (ORC) donde hace que la turbina gire.
La rotación de la turbina también hace girar un generador de CA que está conectado a la turbina en un eje común; así, el generador produce electricidad. Una vez que el fluido de trabajo se descarga de la turbina, se condensa de nuevo en un líquido utilizando un condensador. Es necesario condensar el fluido de trabajo para que pueda ser bombeado de nuevo al intercambiador de calor y el proceso pueda repetirse.
Se emplean torres de enfriamiento para enfriar el vapor del fluido de trabajo y condensarlo de nuevo en un líquido. El calor de la torre de enfriamiento se expulsa al aire, o se disipa en una fuente de agua como un río o lago. Generalmente, se utilizan ventiladores axiales de tiro inducido o forzado y estos se instalan en forma modular como celdas de enfriamiento.
Componentes del Sistema
Este modelo 3D muestra todos los componentes principales asociados con una central geotérmica de tipo binario idealizada, estos incluyen:
- Pozo de Producción
- Pozo de Inyección
- Intercambiador de Calor
- Turbina de Ciclo Rankine Orgánico (ORC)
- Generador de CA
- Torre de Enfriamiento
Recursos Adicionales
https://geothermal-energy-journal.springeropen.com/articles/10.1186/s40517-017-0074-z
https://www.energy.gov/eere/geothermal/electricity-generation