Un duplicato geotermico è un sistema idrotermale che viene utilizzato per generare elettricità o calore. Fondamentalmente, un doppietto geotermico è costituito da un pozzo di produzione, un pozzo di iniezione e uno scambiatore di calore (vedi Figura 1).
Il pozzo di produzione viene utilizzato per pompare acqua calda da una falda acquifera fino a circa 4.000 m di profondità. Sulla superficie terrestre, il calore viene estratto dall'acqua calda attraverso uno scambiatore di calore. Il calore trasferito può essere utilizzato, ad esempio, in un processo di produzione di energia elettrica. Per aumentare l'efficienza economica, il calore fornito può essere utilizzato secondo il principio della cascata. Ciò comporta il collegamento in serie di processi che operano a diversi livelli di temperatura, come ad esempio una combinazione di fornitura di teleriscaldamento, serra e piscicoltura. L'acqua raffreddata viene restituita alla falda acquifera attraverso il pozzo di iniezione. L'iniezione è necessaria per riempire il serbatoio dell'acqua della falda acquifera. I pozzi di produzione e di iniezione devono essere situati ad una distanza sufficientemente grande l'uno dall'altro in modo che l'acqua restituita nella falda acquifera possa riscaldarsi a sufficienza prima di raggiungere nuovamente il pozzo di produzione. La distanza tra i pozzi è di solito da 1 a 2 km.
Oltre alla consueta perforazione verticale da due siti di pozzo separati, è anche possibile perforare entrambi i pozzi da un unico sito di pozzo. I fori di trivellazione vengono deviati l'uno dall'altro con un'angolazione tale da garantire la distanza necessaria nella falda acquifera profonda. Il vantaggio di questo tipo di perforazione è che il sistema occupa meno spazio fuori terra.
Doppietta idrotermale
geothermal doublet