Geothermal energy comes in many different forms depending on the specific conditions of the resource. For example, in volcanic areas (such as the Canary Islands) or with subduction of tectonic plates, deposits of water/steam of very high energy and temperatures (150°–350 °C) are sometimes produced, known as high enthalpy resources. Due to their high quality, these can be used for electricity production in binary cycles. The design of a geothermal heat pump system to replace conventional cæold and heat production systems in a winery on the island of Lanzarote (Canary Islands, Spain) is presented. First, a calculation system based on the Matlab program was designed to review the influences of the winemaker’s decisions on the cold and heat consumption of the winery. After calculating hot and cold water consumption and heat pump requirements, a field of geothermal probes was designed using available software. Subsequently, the dimensions of the liquid impulsion equipment were estimated, and an electrical installation was created for the whole system. The data considered are related to winery logistics, must properties, environment, tank dimensions, and energy needs (cooling and heating). Finally, it was decided to use a reversible heat pump with exhaust heat recovery. This system allows heat extracted by the cooling system to be partly used to produce hot water instead of all of it being discharged to the ground. The cooling system will be operated for 18 h daily as a design criterion. The pump selected for the final project installed has an exhaust heat recovery system that allows domestic hot water to be produced in cooling mode. Hot water generation, when the heat pump is cooling, is 15 kW, and the temperature provided is 60 °C, which is adequate to meet the hot water needs of the winery. In addition, the heat pump’s heat sink is in the ground, which remains in practically constant conditions throughout the year, so the effect of outside temperature is minimized. In general, the main advantages of installing a geothermal system are energy savings and reduction in CO2 emissions.
Energía Geotérmica en la Bodega: Un Ejemplo de Innovación en Lanzarote
La energía geotérmica es una fuente de energía renovable que varía en función de las condiciones específicas del recurso. En regiones volcánicas, como las Islas Canarias, se encuentran depósitos de agua y vapor con temperaturas extremadamente altas, conocidas como recursos de alta entalpía. Estos recursos pueden alcanzar temperaturas de entre 150 °C y 350 °C y son ideales para la producción de electricidad mediante ciclos binarios. Sin embargo, la energía geotérmica no solo se utiliza para la generación de electricidad, sino también para sistemas de calefacción y refrigeración eficientes.
Proyecto de Energía Geotérmica en una Bodega de Lanzarote
Un ejemplo destacado del uso innovador de la energía geotérmica se encuentra en una bodega ubicada en Lanzarote, una de las Islas Canarias. Este proyecto busca reemplazar los sistemas convencionales de producción de frío y calor por un sistema de bomba de calor geotérmica, aprovechando las condiciones térmicas favorables de la isla.
Diseño y Cálculo del Sistema
El primer paso del proyecto fue diseñar un sistema de cálculo basado en el programa Matlab. Este sistema permite revisar cómo las decisiones del vinicultor afectan el consumo de frío y calor en la bodega. Se calculó el consumo de agua caliente y fría y se determinaron los requisitos de la bomba de calor.
Utilizando software especializado, se diseñó un campo de sondas geotérmicas para satisfacer las necesidades energéticas de la bodega. Posteriormente, se estimaron las dimensiones del equipo de impulsión líquida y se creó una instalación eléctrica para el sistema completo.
Detalles del Sistema Geotérmico
El sistema final incluye una bomba de calor reversible con recuperación de calor de escape. Esto significa que el calor extraído durante el proceso de enfriamiento se utiliza parcialmente para la producción de agua caliente, en lugar de ser completamente expulsado al suelo. La bomba de calor seleccionada tiene una capacidad de generación de agua caliente de 15 kW a una temperatura de 60 °C, adecuada para satisfacer las necesidades de agua caliente de la bodega.
El sistema se operará durante 18 horas diarias. La bomba de calor utiliza un intercambiador de calor subterráneo, que mantiene condiciones prácticamente constantes durante todo el año, minimizando así el impacto de las variaciones de temperatura exterior.
Beneficios del Sistema Geotérmico
La instalación de un sistema geotérmico en la bodega ofrece varios beneficios significativos:
Ahorro Energético: La energía geotérmica es una fuente de energía eficiente y renovable que puede reducir considerablemente los costos energéticos operativos.
Reducción de Emisiones de CO2: Al utilizar energía renovable en lugar de combustibles fósiles, se disminuyen las emisiones de dióxido de carbono, contribuyendo a la sostenibilidad ambiental.
Estabilidad Térmica: El uso de un sistema de calor subterráneo asegura una temperatura constante, mejorando la eficiencia del sistema y la calidad del proceso de vinificación.
Conclusión
El proyecto de implementación de energía geotérmica en la bodega de Lanzarote es un ejemplo notable de cómo las tecnologías renovables pueden transformar industrias tradicionales y mejorar la sostenibilidad. Al adoptar un sistema de bomba de calor geotérmica, la bodega no solo optimiza su eficiencia energética, sino que también reduce su impacto ambiental, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad. Este tipo de innovaciones demuestra cómo la energía geotérmica puede jugar un papel crucial en la transición hacia un futuro más verde y eficiente.
Tienes aquí el artículo completo:
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-43222-4_29
Comentarios
Publicar un comentario