Kio estas geoterma energio, klimatizaj sistemoj kaj la estonteco

Geoterma energio

Certe vi scias, kio estas geoterma energio ĝenerale, sed Ĉu vi scias ĉiujn bazojn pri ĉi tiu energio?

En tre ĝenerala maniero ni diras, ke geoterma energio estas varma energio de interne de la Tero.

Alivorte, geoterma energio estas la sola renovigebla energio, kiu ne devenas de la Suno.

Krome ni povas diri, ke ĉi tiu energio ne estas renovigebla energio kiel tia, ĉar ĝia renovigo ne estas senfina, Tamen estas neelĉerpebla sur homa skalo, do ĝi estas konsiderata renovigebla por praktikaj celoj.

Origino de varmo ene de la Tero

La ĉefa kaŭzo de varmo ene de la Tero estas la kontinua kadukiĝo de iuj radioaktivaj elementoj kiel ekzemple Uranio 238, Torio 232 kaj Kalio 40.

Alia el la originoj de geoterma energio estas la kolizioj de tektonaj platoj.

En iuj regionoj, tamen, geoterma varmo estas pli koncentrita, kiel okazas en la ĉirkaŭaĵoj de vulkanoj, magmaj fluoj, gejseroj kaj termofontoj.

Uzo de geoterma energio

Ĉi tiu energio estas uzata dum almenaŭ 2.000 XNUMX jaroj.

La romianoj uzis la termofontojn al necesejoj kaj, pli ĵuse, ĉi tiu energio estis uzata por la hejtado de konstruaĵoj kaj forcejoj kaj por generado de elektro.

Nuntempe ekzistas 3 specoj de kuŝejoj, de kiuj ni povas akiri geoterman energion:

  • Rezervujoj de alta temperaturo
  • Rezervujoj de malalta temperaturo
  • Sekaj rezervujoj de varmaj rokoj

Rezervujoj de alta temperaturo

Ni diras, ke estas deponejo de alta temperaturo kiam la akvorezervejo atingas temperaturoj super 100ºC pro la ĉeesto de aktiva varmofonto.

Por ke geoterma varmo kreu uzeblan geoterman energion, geologiaj kondiĉoj devas ebligi formon de geoterma rezervujo, similaj al tiuj enhavitaj en nafto aŭ tergaso, konsistantaj el a penetrebla roko, grejsoj aŭ kalkŝtono ekzemple, pintita per a akvorezista tavolo, kiel argilo.

alta temperaturo-skemo

La grundakvo varmigita de la rokoj pasas en suprendirekto al la rezervujo, kie ili restas kaptitaj sub la netralasema tavolo.

Kiam estas fendetoj en ĉi tiu netralasema tavolo, la eliro de vaporo aŭ akvo al la surfaco eblas, aperanta en la formo de termofontoj aŭ gejseroj.

Ĉi tiuj termofontoj estis uzataj de antikvaj tempoj kaj facile uzeblas por hejtado kaj industriaj procezoj.

varmobanejoj

Romanaj Banejoj de Bath

Rezervujoj de malalta temperaturo

Malalt-temperaturaj rezervujoj estas tiuj, en kiuj la temperaturo de la akvo, kiun ni uzos, troviĝas inter 60 kaj 100ºC.

En ĉi tiuj kuŝejoj, la valoro de la varmofluo estas la normala valoro de la tera krusto, do la ekzisto de 2 el la antaŭaj kondiĉoj estas nenecesa: ekzisto de aktiva varmofonto kaj izolado de la fluejo.

Malalta temperatura skemo

Nur la ĉeesto de magazeno ĉe la taŭga profundo tiel ke, kun la ekzistanta geoterma gradiento en menciita areo, ekzistas temperaturoj, kiuj igas ĝian ekspluatadon ekonomia.

Sekaj rezervujoj de varmaj rokoj

La potencialo de geoterma energio es multe pli granda se varmego estas ĉerpita de sekaj varmaj rokoj, kiuj ne enhavas akvon nature.

Ili estas ĉe temperaturo inter 250 kaj 300ºC jam unu profundo inter 2.000 kaj 3.000 metroj.

Por ĝia ekspluatado necesas rompi sekajn varmajn rokojn, al faru ilin poraj.

Tiam, malvarma akvo estas enkondukita de la surfaco tra tubo, lasante ĝin trapasi la rompitan varman rokon, tiel ke ĝi varmiĝas kaj tiam, akvovaporo estas ĉerpita tra alia tubo por uzi sian premon por funkciigi turbinon kaj generi elektran energion.

varma roka skizo

La problemo kun ĉi tiu speco de ekspluatado estas la teknikoj por rompi la rokojn je tia profundo kaj por borado.

Kvankam multe da progresoj estis faritaj en ĉi tiuj areoj per naftoboraj teknikoj.

Tre malalta temperatura geoterma energio

Ni povas konsideri la subgrundo al malgrandaj profundoj kiel a varmofonto je 15ºC, tute renovigebla kaj neelĉerpebla.

Per taŭga kapta sistemo kaj varmopumpilo, varmeco povas esti transdonita de ĉi tiu fonto je 15 ° C al sistemo, kiu atingas 50 ° C, kaj ĉi-lasta uzata por hejti kaj akiri sanitaran varman akvon por hejmo.

Ankaŭ, la sama varmopumpilo povas sorbi varmon de la medio je 40 ° C kaj liveri ĝin al la subgrundo per la sama kaptosistemoTial, la sistemo, kiu povas solvi hejman hejtadon, ankaŭ povas solvi malvarmigon, tio estas, la domo havas ununuran instalaĵon por sia integra klimatizilo.

La ĉefa malavantaĝo de ĉi tiu tipo de energio estas la bezonas tre grandan entombigan surfacon de la ekstera cirkvitoTamen ĝia ĉefa avantaĝo estas la pEblo uzi ĝin kiel hejtantan kaj malvarmigan sistemon je tre malalta kosto.

En la sekva diagramo vi povas vidi malsamajn manierojn kapti aŭ transdoni varmon al la planko por posta uzo en hejtado, malvarmigo kaj akiro de akvujo (hejma varma akvo). Mi klarigos la procedon sube.

HVAC-sistemo

Klimatizilo de domo, loĝdomo, hospitalo, ktp. atingeblas individue, ĉar ĝi ne postulas grandajn investojn por la sistemo, male al geotermaj instalaĵoj de alta kaj meza temperaturo.

Ĉi tiu sistemo por utiligi la sunenergion sorbitan de la tera surfaco baziĝas sur 3 ĉefaj elementoj:

  1. Varma pumpilo
  2. Interŝanĝa cirkvito kun la Tero
    1. Varma interŝanĝo kun surfacaj akvoj
    2. Interŝanĝi kun la tero
  3. Interŝanĝa cirkvito kun la hejmo

Varma pumpilo

La varmopumpilo estas termodinamika maŝino kiu baziĝas sur la Carnot-Ciklo farita per gaso.

Ĉi tiu maŝino sorbas varmon de unu fonto por liveri ĝin al alia pli alta temperaturo.

La plej tipa ekzemplo estas fridujojĈi tiuj havas maŝinon, kiu ĉerpas varmon de la interno kaj forpelas ĝin al la ekstero, kiu estas ĉe pli alta temperaturo.

Aliaj ekzemploj de varmopumpiloj estas klimatiziloj kaj klimatiziloj por hejmoj kaj aŭtoj.

En ĉi tiu skemo, vi povas vidi, ke la Malvarma bulbo absorbas varmon de la tero en interŝanĝo kaj la likvaĵo, kiu cirkulas tra la malvarma bulba cirkvito, sorbas varmon ĝis vaporiĝo.

varmopumpila skemo

La cirkvito, kiu portas la akvon per varmo de la tero, malvarmiĝas kaj revenas al la tero, reakiro de grunda temperaturo estas tre rapida.

Aliflanke, la varma bulbo, interne de la domo, varmigas la aeron donante al ĝi varmon.

La varmopumpilo "pumpas" varmon de la malvarma bulbo al la varma bulbo.

Rendimento (energio provizita / energio absorbita) ĝi dependas de la temperaturo de la fonto provizanta la vaporiĝintan varmon.

Konvenciaj klimatizaj sistemoj sorbi varmon de la atmosfero, kiu vintre povas atingi temperaturos sube -2 ° C.

Je ĉi tiuj temperaturoj la vaporigilo ne povas kapti preskaŭ neniun varmon kaj la pumpila rendimento estas tre malalta.

Somere, kiam estas pli varme, la pumpilo devas forlasi la varmon de la atmosfero, kiu povas esti 40 ° C, kun kio la agado ne estas tiel bona kiel vi povus atendi.

Tamen, la geoterma akvokolekta sistemo, havante fonton al konstanta temperaturo, agado estas ĉiam optimuma sendepende de atmosferaj temperaturaj kondiĉoj. Do ĉi tiu sistemo estas multe pli efika ol konvencia varmopumpilo.

Interŝanĝi cirkvitojn kun la Tero

Varma interŝanĝo kun surfacaj akvoj

Ĉi tiu sistemo baziĝas sur metu akvon en termikan kontakton venanta de surfaca fonto kun la vaporiĝilo / kondensilo, laŭ la bezonoj, por la sorbado aŭ translokigo de varmo al menciitaj akvoj.

Avantaĝo: donacoj estas, ke ĝi havas malalta kosto

Malavantaĝo:  ne ĉiam disponeblas akvofonto.

Interŝanĝi kun la tero

este povas esti rekta kiam la interŝanĝo inter la tero kaj la vaporiĝilo / kondensilo de la varmopumpilo estas efektivigita per enterigita kupra tubo.

Por domo, eble necesas inter 100 kaj 150 metroj da tubo.

  • Avantaĝoj: malalta kosto, simpleco kaj bona agado.
  • Malavantaĝoj: eblo de gasfluado kaj frostado de areoj de la tero.

Aŭ ankaŭ povas esti helpcirkvito kiam ĝi havas aron da entombigitaj tuboj, tra kiuj cirkulas akvo, kiu siavice interŝanĝas varmon kun la vaporigilo / kondensilo.

Por domo, eble necesas inter 100 kaj 200 metroj da tubo.

  • Avantaĝoj: malalta premo en la cirkvito, tiel evitante grandajn temperaturajn diferencojn
  • Malavantaĝoj: alta kosto.

Interŝanĝi cirkvitojn kun la hejmo

Ĉi tiuj cirkvitoj povas esti kun rekta interŝanĝo aŭ kun distribuado de varma kaj malvarma akvo.

Rekta interŝanĝo Ĝi baziĝas sur cirkulado de aerfluo super la surfacon de la vaporigilo / kondensilo flanke de la domo por varma interŝanĝo kaj distribuado de ĉi tiu varma / malvarma aero tra la domo, tra termike izolitaj tuboj.

Kun unusola distribusistemo, la distribuado de varma kaj malvarma en la domo estas solvita.

  • Avantaĝoj: ili kutime havas malmultekostan kaj multan simplecon.
  • Malavantaĝoj: malalta rendimento, modera komforto kaj aplikeblas nur al hejmoj nove konstruitaj aŭ kun aera konvekcia hejtadsistemo.

La sistemo de distribuo de varma kaj malvarma akvo Ĝi baziĝas sur cirkulado de fluo de akvo super la surfaco de la vaporigilo / kondensilo flanke de la domo por varma interŝanĝo.

La akvo kutime malvarmiĝas ĝis 10 ° C somere kaj varmiĝas ĝis 45 ° C vintre por uzi ĝin kiel klimatizilon.

Subetaĝa hejtado estas la plej bona agado kaj plej komforta metodo por solvi la hejtadon, ĝi tamen ne povas esti uzata por malvarmigo, do se ĉi tiu metodo aŭ tiu de varmakvaj radiatoroj estos uzata, alia sistemo devos esti instalita por povi uzi la malvarmigon.

  • Avantaĝoj: tre alta komforto kaj rendimento.
  • Malavantaĝoj: alta kosto.

Efikeco de klimatizaj sistemoj

Energiefikeco de klimatizila sistemo uzanta kiel varmofonto la subgrundo je 15 ° C estas almenaŭ de 400% en hejtado kaj 500% en malvarmigo.

Kiam ĝi varmiĝas ekzistas nur kontribuo de elektra energio de 25% de la tuta bezonata energio. Kaj kiam ĝi estas uzata por malvarmigi la rendimenton estas pli ol duoble ol varmopumpilo interŝanĝanta kun aero je 40 gradoj, do ĉi-kaze ekzistas ankaŭ energiŝparo de pli ol 50% kompare kun konvencia klimatizilo.

Ĉi tio signifas, ke por pumpi de la malvarma poluso al la varma poluso 4 unuojn da energio (ekzemple 4 kalorioj), necesas nur 1 unuo da energio.

En fridigo, por ĉiu 5 unuoj pumpitaj, unu unuo bezonas por pumpi ilin.

Ĉi tio eblas ekde tiam ne generas tutan varmonsed plejparto de ĝi estas nur transdonita de unu fonto al alia.

La unuoj de energio, kiujn ni provizas al la varma pumpilo, estas en la formo de elektra energio, do esence ni produktas CO2 en la elektroprodukta centralo, kvankam en multe malpli da kvanto.

Tamen, ni povus uzi varmajn pumpilojn krom elektraj, sed ilia energifonto estis sun-termika sed ili ankoraŭ estas en la eksperimenta fazo.

Si ni komparas ĉi tiun sistemon kun sunenergia kapta hejta sistemo per paneloj ni povas vidi tion prezentas grandan avantaĝon, ekde ne postulas grandajn akumulilojn kompensi la horojn de manko de suna radiado.

La granda akumulilo estas la propra maso de la Tero tio igas nin havi energifonton ĉe konstanta temperaturo, kiu en la amplekso de ĉi tiu aplikaĵo kondutas kiel senfina.

Elfaro

Tamen tiu, kiu faras La plej bona elekto por uzi ĉi tiun energifonton estas kombini ĝin kun suna varmenergio., ne movi la varmopumpilon kiel menciite supre (kiu ankaŭ) sed por aldoni varmon al la sistemo, konsiderante tion en hejtadaj kaj hejmaj varma akvo-produktaj aplikoj, akvo povas esti alportita ĝis 15 ° C per geoterma energio por poste, levi la temperaturon de la akvo per suna energio.

En ĉi tiu kazo la efikeco de la varma pumpilo kreskas eksponente.

Geoterma energidistribuo

Geoterma energio estas disvastigita tra la tuta planedo, precipe en la formo de sekaj varmaj rokoj, sed estas areoj, en kiuj ĝi etendas eble pli ol 10% de la planeda surfaco kaj ili havas specialajn kondiĉojn por disvolvi tian energion.

Mi celas la zonoj en kiu pli manifestas la efikojn de tertremoj kaj vulkanoj kaj tio ĝenerale koincidas kun tektonaj faŭltoj grava.

mapo de geoterma energio

Inter ili estas:

  • Pacifika marbordo de Amerika Kontinento, de Alasko al Ĉilio.
  • Okcidenta Pacifiko, de Nov-Zelando, tra Filipinoj kaj Indonezio, al suda Ĉinio kaj Japanio.
  • La valo de delokigo de Kenjo, Ugando, Kongo kaj Etiopio.
  • La ĉirkaŭaĵoj de Mediteraneo.

Avantaĝoj kaj malavantaĝoj de geoterma energio

Ĉi tiu energio, kiel ĉio, kio ekzistas, havas siajn bonajn partojn kaj ankaŭ siajn malbonajn partojn.

como avantaĝoj ni povas diri tion:

  • Ĝi estas trovita distribuita tra la tuta planedo.
  • La plej ekonomiaj geotermaj fontoj estas en la vulkanaj areoj situanta plejparte en evolulandoj, kio povas esti tre utila por plibonigi vian situacion.
  • Ĝi estas a neelĉerpebla energifonto sur homa skalo.
  • Ĉu la energio pli malmultekosta tio estas konata.

Sus Malavantaĝoj male ili estas:

  • La uzo de geoterma energio prezentas iujn mediaj problemoj, precipe, la liberigo de sulfuraj gasoj en la atmosferon, kune kun varma akvo elfluas al riveroj, kiuj ofte enhavas altan nivelon de solidoj.

Kvankam ĝenerale, kloakaĵo povas esti reenŝovita en la teron, post ĉerpado, en iuj kazoj, komerce uzeblaj kaliaj saloj.

  • Ĝenerale, transdono de geoterma varmo sur longaj distancoj ne estas farebla. Varma akvo aŭ vaporo devas esti uzataj en la ĉirkaŭaĵo de ĝia fonto, antaŭ ol ĝi malvarmetiĝos.
  • La plej multaj el la geotermaj akvoj troviĝas temperaturoj sub 150ºC do ĝenerale ne estas sufiĉe varme por elektroproduktado.

Ĉi tiuj akvoj povas esti uzataj nur por banado, hejtado de konstruaĵoj kaj forcejoj kaj subĉielaj kultivaĵoj, aŭ kiel antaŭvarmigita akvo por kaldronoj.

  • la sekaj varma roko-rezervujoj estas mallongdaŭrajDum fenditaj surfacoj malvarmiĝas rapide, ilia energiefikeco falas rapide.
  • la instalaj kostoj estas tre altaj.

La estonteco de geoterma energio

Ĝis nun nur boradoj kaj ĉerpu varmon ĝis profundoj de ĉirkaŭ 3 km, kvankam ĝi estas atendita povi atingi pli grandajn profundojn, kun kiuj geoterma energio povus esti uzata pli vaste.

La tuta disponebla energiolaŭ la maniero de varma akvo, vaporo aŭ varmaj rokoj, ĝis profundo de 10 km, aliras 3.1017 tep. 30 milionoj da fojoj la nuna monda energikonsumo. Kio indikas tion geoterma energio povas esti interesa alternativo baldaŭ.

La perfektigitaj teknikoj por disvolvi geotermajn rimedojn tre similas al tiuj uzataj en la nafta sektoro. Tamen ekde tiam la energia enhavo de akvo je 300 ° C estas miloble malpli alta ol tiu de nafto, la kapitalo povas esti ekonomie investita en esplorado kaj borado multe malpli.

Tamen naftomankoj povas nutri la kreskantan uzon de geoterma energio.

Industria procezo

Aliflanke, ĉiam eblis uzo de geotermaj fontoj por la generado de elektro en mezgrandaj turbgeneratoroj (10-100MW) situanta proksime al la putaj lokoj, sed la minimuma uzebla geoterma temperaturo por elektroproduktado estis 150ºC.

Lastatempe senklingaj turbinoj estis disvolvitaj por geoterma akvo kaj vaporo ĝis 100ºC nur, kio permesas vastigi la kampon de uzo de ĉi tiu energio.

Ankaŭ, uzeblas en industriaj procezoj kiel ekzemple prilaborado de metaloj, hejtado de ĉiuspecaj industriaj procezoj, hejtado de forcejoj, ktp.

Sed probable la plej granda estonteco de geoterma energio kuŝas en la uzo de tre malalta temperatura geoterma energio, pro ĝia ĉiuflankeco, simpleco, malalta ekonomia kaj media kosto kaj la eblo de uzu ĝin kiel hejtantan kaj malvarmigan sistemon.


La enhavo de la artikolo aliĝas al niaj principoj de redakcia etiko. Por raporti eraron alklaku Ĉi tie.

Estu la unua por komenti

Lasu vian komenton

Via retpoŝta adreso ne estos eldonita. Postulita kampojn estas markita per *

*

*

  1. Respondeculo pri la datumoj: Miguel Ángel Gatón
  2. Celo de la datumoj: Kontrola SPAM, administrado de komentoj.
  3. Legitimado: Via konsento
  4. Komunikado de la datumoj: La datumoj ne estos komunikitaj al triaj krom per laŭleĝa devo.
  5. Stokado de datumoj: Datumbazo gastigita de Occentus Networks (EU)
  6. Rajtoj: Iam ajn vi povas limigi, retrovi kaj forigi viajn informojn.