آتشفشان ها و آبفشان ها شواهدی از فراوانی انرژی هستند که درست در زیر سطح زمین وجود دارد. تا 5% از برق کالیفرنیا از بهره برداری از نیروی هسته زمین که به عنوان انرژی زمین گرمایی شناخته می شود، به دست می آید. در این وبلاگ، اصول اولیه چگونگی مهار انرژی زمین گرمایی و تبدیل آن به برق تجدیدپذیر را بیان می کنیم.
انرژی زمین گرمایی چیست؟
انرژی زمین گرمایی انرژی حرارتی تولید شده در داخل زمین است. عناصر رادیواکتیو به طور مداوم در هسته و گوشته زمین در حال تجزیه هستند. این فرآیند گرما تولید می کند که به سمت سطح زمین تابش می کند. در طی این فرآیند، گرما با مخازن زمین گرمایی طبیعی که اغلب حاوی آب گرم یا بخار هستند، برخورد می کند. ما از اینها استفاده می کنیم منابع هیدروترمال برای مهار انرژی زمین گرمایی
مزایای انرژی زمین گرمایی
- قابل تجدید است و ردپای کربن پایینی دارد.
- برخلاف منابع تجدیدپذیر متغیر مانند باد و خورشید، می‌تواند انرژی پایداری را 24 ساعته و 7 روز هفته ارائه کند و بنابراین خوب است. منبع بار پایه.
- با توسعه فناوری های پیشرفته تر، صنعت زمین گرمایی پتانسیل رشد و اکتشاف دارد.
معایب انرژی زمین گرمایی
- مکان نیروگاه های زمین گرمایی محدود است زیرا نیروگاه ها به مخازن زمین گرمایی متکی هستند.
- حفاری در زیر زمین گاهی اوقات می تواند باعث انتشار گازهای گلخانه ای محبوس شده شود. نیروگاه های سیکل باینری جدیدتر به ما کمک می کنند از این خطر جلوگیری کنیم.
انرژی زمین گرمایی چگونه به الکتریسیته تبدیل می شود؟
نیروگاه های زمین گرمایی با منابع هیدروترمال مانند آب و بخار کار می کنند. برای دسترسی به این منابع، نیروگاه های زمین گرمایی در مخازن زمین گرمایی زیرزمینی حفاری می کنند. منابع هیدروترمال به سطح لوله می‌شوند، جایی که از آنها برای چرخاندن یک توربین متصل به یک ژنراتور استفاده می‌شود. سه نوع اصلی نیروگاه های زمین گرمایی عبارتند از بخار فلاش، بخار خشک و سیکل دودویی.
فلش استیم
نیروگاه های بخار فلاش رایج ترین نوع نیروگاه های زمین گرمایی هستند. آنها از مخازن زیرزمینی آب بسیار داغ و با فشار بالا استفاده می کنند. فشار آب را به سطح می‌برد، جایی که در یک فلاش تانک جمع‌آوری می‌شود و به بخار تبدیل می‌شود که توربین را می‌چرخاند. آب باقیمانده به مخزن زیرزمینی بازگردانده می شود.
(گرافیک: اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده)
بخار خشک
کارخانه های بخار خشک از بخار مستقیم از مخزن زیرزمینی برای چرخاندن یک توربین استفاده می کنند. بخار باقیمانده متراکم شده و به عنوان آب به مخزن باز می گردد. اولین نیروگاه زمین گرمایی یک نیروگاه بخار خشک بود.
چرخه دودویی
گیاهان چرخه دودویی از آب داغ از مخزن برای گرم کردن مایع ثانویه با نقطه جوش کم استفاده می کنند. بخار حاصل از این مایع ثانویه برای چرخاندن یک توربین استفاده می شود. آب گرم زمین گرمایی هرگز مستقیماً به مایع ثانویه یا توربین نمی رسد. نیروگاه های چرخه دودویی جدیدترین نوع نیروگاه های زمین گرمایی هستند. آنها می توانند در دماهای پایین تر کار کنند و سازگارتر با محیط زیست هستند.
گیاهان زمین گرمایی کجا هستند؟
نیروگاه های زمین گرمایی به مخازن زمین گرمایی نزدیک به سطح زمین متکی هستند. مخازن اغلب در مناطق فعال زمین گرمایی در امتداد مرزهای صفحات تکتونیکی یافت می شوند. مناطق شامل حلقه آتش و نقاط داغ در سراسر جهان از ایسلند تا اندونزی. زمین شناسان می توانند با حفاری در زمین و اندازه گیری دما، مخازن زمین گرمایی را آزمایش کنند.
پمپ های حرارتی زمین گرمایی چیست؟
پمپ های حرارتی راه دیگری است که ما از انرژی زمین گرمایی استفاده می کنیم. پمپ های حرارتی زمین گرمایی با انتقال حرارت بین ساختمان و زمین به حفظ دمای پایدار کمک می کنند. این سیستم ها آب یا مبرد را از طریق یک لوله زیرزمینی با حلقه بلند به گردش در می آورند. هنگامی که پمپ در حالت گرمایش است، گرمای زمین به سمت ساختمان حرکت می کند. هنگامی که پمپ در حالت خنک کننده قرار دارد، گرما به پایین پمپ می شود و به زمین ارسال می شود. پمپ های حرارتی زمین گرمایی سازگار با محیط زیست و انرژی کارآمد هستند.
(گرافیک: EPA)
حقایق جالب
- را نیروگاه لاردرلوکه در سال 1911 در ایتالیا ساخته شد، اولین نیروگاه زمین گرمایی جهان بود. این نیروگاه هنوز هم تا به امروز برق تولید می کند.
- ایسلند به دلیل قرار گرفتن بر روی شکاف قاره ای، منابع زمین گرمایی فراوانی دارد و در انرژی زمین گرمایی پیشرو است. زمین گرمایی 66% از انرژی اولیه مصرفی کشور را تشکیل می دهد.
- بزرگترین نیروگاه زمین گرمایی در جهان است مجتمع زمین گرمایی آبفشان در کالیفرنیای شمالی
