Вулканы и гейзеры - свидетельство изобилия энергии, существующей под поверхностью Земли. До 5% электроэнергии в Калифорнии вырабатывается за счет использования энергии земного ядра, известной как геотермальная энергия. В этом блоге мы расскажем о том, как геотермальная энергия используется и превращается в возобновляемое электричество.
Что такое геотермальная энергия?
Геотермальная энергия - это тепловая энергия, вырабатываемая внутри Земли. Радиоактивные элементы постоянно распадаются в ядре и мантии Земли. В результате этого процесса выделяется тепло, которое излучается к поверхности Земли. В ходе этого процесса тепло встречается с естественными геотермальными резервуарами, которые часто содержат горячую воду или пар. Мы используем их гидротермальные ресурсы для использования геотермальной энергии.
Преимущества геотермальной энергии
- Она возобновляема и имеет низкий углеродный след.
- В отличие от переменных возобновляемых источников, таких как ветер и солнце, он может обеспечивать стабильную энергию 24 часа в сутки 7 дней в неделю, поэтому он является хорошим вариантом. базовая нагрузка.
- По мере развития передовых технологий геотермальная промышленность имеет потенциал для роста и освоения.
Недостатки геотермальной энергии
- Расположение геотермальных электростанций ограничено, поскольку они опираются на геотермальные резервуары.
- Бурение под землей иногда может привести к выбросу парниковых газов. Новые электростанции с бинарным циклом позволяют избежать этого риска.
Как геотермальная энергия преобразуется в электричество?
Геотермальные электростанции работают на гидротермальных ресурсах, таких как вода и пар. Чтобы получить доступ к этим ресурсам, геотермальные электростанции бурят подземные геотермальные резервуары. Гидротермальные ресурсы подаются на поверхность, где они используются для вращения турбины, соединенной с генератором. Три основных типа геотермальных электростанций - это станции со вспышкой пара, сухого пара и бинарного цикла.
Вспышка пара
Паровые установки со вспышкой - самый распространенный тип геотермальных установок. Они используют подземные резервуары с очень горячей водой, находящейся под высоким давлением. Давление выталкивает воду на поверхность, где она собирается в резервуаре и превращается в пар, который вращает турбину. Остатки воды отправляются обратно в подземный резервуар.
(График: Управление энергетической информации США)
Сухой пар
На станциях с сухим паром для вращения турбины используется пар непосредственно из подземного резервуара. Оставшийся пар конденсируется и возвращается в резервуар в виде воды. Первая геотермальная электростанция была сухопаровой.
Бинарный цикл
В установках бинарного цикла горячая вода из резервуара используется для нагрева вторичной жидкости с низкой температурой кипения. Пар из этой вторичной жидкости используется для вращения турбины. Геотермальная горячая вода никогда не встречается непосредственно со вторичной жидкостью или турбиной. Установки с бинарным циклом - это новейший тип геотермальных установок. Они могут работать при более низких температурах и являются более экологичными.
Где находятся геотермальные станции?
Геотермальные электростанции работают на геотермальных резервуарах, расположенных близко к поверхности Земли. Такие резервуары часто находятся в активных геотермальных регионах вдоль границ тектонических плит. К таким регионам относятся Огненное кольцо и горячих точек по всему миру - от Исландии до Индонезии. Геологи могут проверить наличие геотермальных резервуаров, пробурив землю и измерив температуру.
Что такое геотермальные тепловые насосы?
Тепловые насосы - еще один способ использования геотермальной энергии. Геотермальные тепловые насосы помогают поддерживать стабильную температуру, передавая тепло между зданием и землей. В таких системах вода или хладагент циркулируют по длинной подземной трубе. Когда насос работает в режиме обогрева, тепло от Земли поднимается к зданию. Когда насос работает в режиме охлаждения, тепло перекачивается вниз и отдается в землю. Геотермальные тепловые насосы являются экологически чистыми и энергоэффективными.
(График: EPA)
Забавные факты
- Сайт Электростанция LarderelloПостроенная в Италии в 1911 году, она стала первой в мире геотермальной электростанцией. Она и по сей день вырабатывает электроэнергию.
- Благодаря своему расположению над континентальным разломом Исландия обладает богатыми геотермальными ресурсами и стала лидером в области геотермальной энергетики. На долю геотермальной энергии приходится 66% первичной энергии страны.
- Крупнейшей геотермальной станцией в мире является Геотермальный комплекс Гейзеры в Северной Калифорнии.
