چگونه انرژی ژئوترمال کار می کند
چگونه می توان از انرژی ژئوترمال استفاده کرد؟
گرما در زیر زمین نشسته است – ما فقط باید آن را ضربه بزنیم. انرژی ژئوترمال را می توان در سه روش استفاده کرد:
انرژی مستقیم زمین گرمایی. در مناطقی که چشمه های آب گرم یا زمین گرمایی در نزدیکی سطح زمین قرار دارد، آب گرم می تواند به صورت مستقیم به گرمایش خانه ها یا ساختمان های اداری تبدیل شود. آب ژئوترمال توسط یک مبدل حرارتی پمپ می شود که گرما را از آب به سیستم گرمایی ساختمان منتقل می کند. آب مورد استفاده به داخل یک مخزن تزریق می شود تا دوباره گرم شود و دوباره استفاده شود.
پمپ گرمایش ژئوترمال چند پا در زیر زمین، خاک یا آب باقی می ماند ثابت ۵۰-۶۰ درجه فارنهایت (۱۰-۱۵ درجه سانتیگراد) در طول سال است. فقط کمی گرما را می توان برای خانه ها و ادارات گرم و سرد کرد. سیال از طریق یک سری لوله ها (به نام حلقه) در زیر زمین یا زیر آب حوضچه یا دریاچه و به یک ساختمان گردش می کند. کمپرسور الکتریکی و مبدل حرارتی گرما را از لوله ها بیرون می آورند و از طریق یک سیستم کانال در سراسر ساختمان ارسال می کنند. در تابستان روند متوقف می شود لوله ها گرما را از خانه جدا می کنند و آن را به زمین یا آب خارج می کنند، جایی که جذب می شود.
نیروگاه ژئوترمال. آب داغ و بخار از زیرزمینی عمیق می تواند از طریق چاه های زیرزمینی جریان یابد و برای تولید برق در یک نیروگاه استفاده می شود. سه نوع مختلف نیروگاه های زمین گرمایی وجود دارد:
گیاهان بخار خشک بخار داغ به طور مستقیم از مخازن ژئوترمال به ژنراتورهای نیروگاه انتقال می یابد. بخار بخار را توربین می کند که برق را تولید می کند.
گیاهان بخار فلش آب بین ۳۰۰ تا ۷۰۰ درجه فارنهایت (۱۴۸ و ۳۷۱ درجه سانتیگراد) از طریق یک چاه پرورش می یابد. برخی از آب به بخار تبدیل می شود که توربین را درگیر می کند. هنگامی که بخار سرد می شود، آن را دوباره به آب فرو می ریزد و به زمین باز می گردد.
گیاهان چرخه دودویی. آب گرم زمین گرمایی نسبتا گرم از طریق مبدل حرارتی عبور می کند، جایی که حرارت آن به مایع منتقل می شود (مانند ایزوتوان) که در دمای پایین تر از آب جوش می رود. هنگامی که این سیال گرم می شود، به بخار تبدیل می شود که توربین را چرخ می کند.
چگونه زمین گرمایی با سایر منابع انرژی مقایسه می شود؟
کارشناسان می گویند انرژی زمین گرمایی پاک تر، کارآمد تر و مقرون به صرفه تر از سوختن سوخت های فسیلی است و می تواند وابستگی ما به نفت خارجی را کاهش دهد.
انرژی ژئوترمال پاک است زیرا می توان بدون سوختن سوخت های فسیلی تولید کرد. گیاهان ژئوترمال بخشی از دی اکسید کربن تولید شده توسط گیاهان سوخت فسیلی را آزاد می کنند و باعث ایجاد بسیار کمی از اکسید نیتروژن یا گازهای گوگرد می شوند [منبع: وزارت انرژی ایالات متحده]. ریکیاویک، ایسلند، که ۹۵ درصد از ساختمان های خود را با استفاده از انرژی زمین گرمایی گرمایش می کند، یکی از تمیزترین شهرهای جهان محسوب می شود. [منبع: کنفرانس بین المللی زمین شناسی اسلو].
از آنجا که انرژی درست در نزدیکی گیاه تولید می شود، هزینه های پردازش و حمل و نقل را در مقایسه با انواع دیگر سوخت صرفه جویی می کند. گیاهان ژئوترمال نیز قابل اعتماد تر از گیاهان زغال سنگ یا هسته ای هستند زیرا می توانند به طور مداوم ۲۴ ساعت شبانه روز ۳۶۵ روز در سال اجرا شوند.
هزینه های اولیه انرژی زمین گرمایی بالا است – چاه ها می توانند ۱ تا ۴ میلیون دلار برای حفاری هزینه کنند و نصب یک سیستم پمپ زمین گرمایی می تواند تا ۳۰ هزار دلار [منابع: REPP، مرکز انرژی مصرف کننده] اجرا شود. با این وجود، یک پمپ انرژی زمین گرمایی می تواند ۳۰ تا ۴۰ درصد انرژی های مصرفی را برآورد کند و در مدت ۵ تا ۱۰ سال خود را پرداخت می کند. منبع منبع: مرکز انرژی مصرفی.
انرژی ژئوترمال به صورت تجدید پذیر در نظر گرفته می شود زیرا گرما به طور مداوم جایگزین شده است. پس از استفاده از گرما، آب خارج می شود و به زمین می رسد.
جهان از حدود ۷۰۰۰ مگاوات انرژی زمین گرمایی استفاده می کند که حدود ۲۷۰۰ مگاوات از آن در ایالات متحده تولید می شود (معادل ۶۰ میلیون بشکه نفت در هر سال) [منبع: دفتر آموزش ژئوترمال]. با این حال، ما انرژی تقریبا به همان اندازه انرژی زمین گرمایی را در دسترس نداریم. این امر با دسترسی محدود جغرافیایی انرژی زمین گرمایی و مشکل و هزینه حفاری به اندازه کافی برای رسیدن به این انرژی مرتبط است. تکنیک های پیشرفته تر توسعه می تواند حفاری های عمیق تر را انجام دهد و به طور بالقوه انرژی زمین گرمایی را برای افراد بیشتری در مکان های بیشتری به ارمغان بیاورد.
در حال حاضر، پمپ های حرارتی زمین گرم ترین گزینه مناسب است. آنها را می توان در هر نقطه از جهان استفاده کرد زیرا دما در زیر زمین همیشه ثابت باقی می ماند.
