Uusiutuvien energialähteiden maailma on yhä syvemmällä kansainvälisillä markkinoilla korkean kilpailukyvyn ja entistä paremman tehokkuuden ansiosta. Uusiutuvia energialähteitä on erityyppisiä (kuten luulen, että me kaikki tiedämme), mutta on totta, että uusiutuvien energialähteiden sisällä löydämme joitain "kuuluisia", kuten aurinko- ja tuulienergiaa, ja muita vähemmän tunnettuja, kuten maalämpö ja biomassa.
Tässä viestissä aion puhua kaikesta geotermiseen energiaan liittyvästä. Siitä asti kun mikä se on, miten se toimii ja mitkä ovat edut ja haitat uusiutuvan energian maailmassa.
Mikä on geoterminen energia?
Geoterminen energia on eräänlainen uusiutuva energia, joka perustuu planeettamme maaperässä olevan lämmön käytössä. Eli käytä maan sisäkerrosten lämpöä ja tuo energiaa sen avulla. Uusiutuvassa energiassa käytetään yleensä ulkoisia elementtejä, kuten vettä, ilmaa ja auringonvaloa. Kuitenkin geoterminen energia on ainoa, joka välttää tämän ulkoisen normin.
Lähde: https://www.emaze.com/@ALRIIROR/Presentation-Name
Näet, että lämpötilan gradientti on syvällä maan alla, johon astumme. Eli maapallon lämpötila nousee laskeutuessamme ja lähestyessämme maapallon ydintä. On totta, että syvimmät luotaukset, joihin ihmiset ovat päässeet, eivät ole yli 12 km syviä, mutta tiedämme, että lämpögradientti kasvaa maan lämpötila 2 ° C - 4 ° C jokaista 100 metriä kohti, jonka laskeudumme. Planeetalla on useita alueita, joilla tämä kaltevuus on paljon suurempi, ja se johtuu siitä, että maankuori on ohuempi siinä vaiheessa. Siksi maan sisimmät kerrokset (kuten kuumempi vaippa) ovat lähempänä maapalloa ja tuottavat enemmän lämpöä.
No, se sanoi, että kuulostaa hyvältä, mutta missä ja miten geotermistä energiaa uutetaan?
Geotermiset säiliöt
Kuten olen aiemmin maininnut, planeetalla on alueita, joissa lämpögradientti on syvempi kuin muut paikat. Tämä aiheuttaa sen, että energiatehokkuus ja energian tuottaminen maapallon sisäisen lämmön kautta ovat paljon suurempia.
yleensä geotermisen energian tuotantopotentiaali on paljon pienempi kuin aurinkoenergian potentiaali (60 mW / m² geotermiselle verrattuna 340 mW / m² aurinkoon). Mainituissa paikoissa, joissa lämpögradientti on suurempi, kutsutaan geotermisiksi säiliöiksi, energiantuotantopotentiaali on paljon suurempi (se saavuttaa 200 mW / m²). Tämä suuri energiantuotantopotentiaali luo kerroksen lämpöä pohjavesikerroksiin, joita voidaan hyödyntää teollisesti.
Energian saamiseksi geotermisistä säiliöistä on ensin tehtävä kannattava markkinatutkimus, koska porauskustannukset kasvavat valtavasti syvyyden mukana. Eli kun poraudumme syvemmälle pyrkimys lämmön poistamiseksi pintaan lisääntyy.
Geologisten esiintymien joukosta löytyy kolme: kuuma vesi, kuiva ja geysirit
Kuumavesivarastot
Kuumavesivaraajia on kahta tyyppiä: lähde- ja maanalaiset. Ensin mainittuja voidaan käyttää lämpökylpyinä, sekoittamalla niitä vähän kylmään veteen, jotta he voivat kylpeä, mutta heillä on ongelma alhaisilla virtausnopeuksillaan.
Toisaalta meillä on maanalaisia pohjavesikerroksia, jotka ovat erittäin korkeiden lämpötilojen ja matalan syvyyden vesivarastoja. Tämän tyyppistä vettä voidaan käyttää voidakseen uuttaa sen sisäistä lämpöä. Voimme kierrättää kuumaa vettä pumppujen kautta hyödyntämään sen lämpöä.
Kuinka kuumavesivarastojen hyväksikäyttö tapahtuu? Lämpöveden energian hyödyntämiseksi hyödyntäminen on tehtävä parillisella määrällä kaivoja siten, että jokaista kahta kuoppaa kohden saadaan lämpövettä ja se palautetaan ruiskuttamalla pohjavesiin sen jälkeen, kun se on jäähtynyt. Tämän tyyppiselle hyväksikäytölle on tunnusomaista stai melkein ääretön kesto ajassa koska todennäköisyys tyhjentää kyseinen lämpösäiliö on lähes tyhjä, koska vesi ruiskutetaan takaisin pohjakerrokseen. Vesi ylläpitää tasaista virtausta eikä veden määrä muutu, joten emme kuluta pohjavesikerroksessa olevaa vettä, mutta käytämme sen lämpötehoa lämmitykseen ja muihin. Sillä on myös suuri etu siinä, että näemme, että ei ole minkäänlaista saastumista, koska suljettu vesipiiri ei salli vuotoja.
Riippuen lämpötilasta, jossa löydämme vettä säiliöstä, uutetulla geotermisellä energialla on erilaiset toiminnot:
Lämpövesi korkeissa lämpötiloissa
Löydämme vedet, joiden lämpötila on jopa 400 ° C: seen ja pinnalle muodostuu höyryä. Turbiinin ja vaihtovirtageneraattorin avulla sähköenergiaa voidaan tuottaa ja jakaa kaupunkeihin verkkojen kautta.
Lämpövesi keskilämpötilassa
Tätä lämpövettä löytyy pohjavesissä, joiden lämpötila on alhaisempi, mikä korkeintaan ne saavuttavat 150 ° C. Siksi vesihöyryn muuntaminen sähköksi tapahtuu pienemmällä hyötysuhteella ja sitä on hyödynnettävä haihtuvan nesteen avulla.
Lämpövesi matalissa lämpötiloissa
Näillä talletuksilla on vettä noin 70 ° C: ssa joten sen lämpö tulee yksinomaan geotermisestä gradientista.
Lämpövesi hyvin alhaisessa lämpötilassa
Löydämme vedet, joiden lämpötila on enimmäislämpötila 50 ° C. Tämäntyyppisellä vedellä saatava geoterminen energia auttaa meitä kattamaan joitain kotitalouden tarpeita, kuten kodin lämmityksen.
Kuivat kentät
Kuivat säiliöt ovat alueita, joissa kallio on kuiva ja erittäin kuuma. Tämän tyyppisissä talletuksissa ei ole nesteitä, jotka kuljettavat geotermistä energiaa tai minkään tyyppistä läpäisevää materiaalia. Asiantuntijat esittävät tämäntyyppiset tekijät voidakseen siirtää lämpöä. Näillä talletuksilla on alhaisempi tuotto ja korkeammat tuotantokustannukset.
Kuinka geotermistä energiaa saadaan näistä kentistä? Riittävän suorituskyvyn ja taloudellisen hyödyn saamiseksi tarvitaan maan alla oleva alue, joka ei ole liian syvä (koska käyttökustannukset kasvavat merkittävästi syvyyden kasvaessa) ja jolla on kuivia materiaaleja tai kiviä, mutta erittäin korkeissa lämpötiloissa. Maa porataan näiden materiaalien saavuttamiseksi ja vettä ruiskutetaan poraukseen. Kun tuo vesi injektoidaan, tehdään toinen reikä, jonka läpi poistamme kuuman veden energian käyttämiseksi.
Tämäntyyppisten kerrostumien haittana on, että tekniikka ja materiaalit tämän käytännön toteuttamiseksi ovat edelleen ovat taloudellisesti kannattamattomia, joten sen kehittämiseen ja parantamiseen tehdään työtä.
Geysiritalletukset
Geysirit ovat kuumia lähteitä, jotka luonnostaan siputtavat höyryä ja kuumaa vettä. Planeetalla on hyvin vähän. Herkkyytensä vuoksi geysirejä esiintyy ympäristöissä, joissa heidän kunnioituksensa ja huolenpitonsa on oltava korkeat, jotta niiden suorituskyky ei heikkene.
Lämmön ottamiseksi geysirisäiliöistä sen lämpö on käytettävä suoraan turbiinien avulla mekaanisen energian saamiseksi. Tämäntyyppisten uuttojen ongelma on jo alhaisessa lämpötilassa olevan veden uudelleensyöttäminen saa magmat jäähtymään ja saa ne loppumaan. On myös analysoitu, että kylmän veden injektointi ja magmien jäähdyttäminen tuottavat pieniä mutta usein maanjäristyksiä.
Maalämpöenergian käyttö
Olemme nähneet geotermisen energian talteenottoon tarkoitettujen säiliöiden tyypit, mutta emme ole vielä analysoineet niitä käyttötarkoituksia. Nykyään geotermistä energiaa voidaan hyödyntää monilla arjen osa-alueilla. Sitä voidaan käyttää lämmittämään ja luomaan oikeat olosuhteet kasvihuoneissa sekä lämmittämään taloja ja kauppakeskuksia.
Sitä voidaan käyttää myös jäähdytykseen ja käyttöveden tuotantoon. Yleensä maalämpö on tottunut kylpylät, lämmitys ja kuuma vesi, sähköntuotanto mineraalien louhintaan sekä maataloudessa ja vesiviljelyssä.
Maalämpöenergian edut
- Ensimmäinen asia, joka meidän on korostettava geotermisen energian etujen suhteen, on se, että se on eräänlainen uusiutuvaa energiaa, joten sitä pidetään puhtaana energiana. Sen hyödyntäminen ja energian käyttö ei aiheuta kasvihuonekaasupäästöjä, joten se ei vahingoita otsonikerrosta tai lisää ilmastonmuutoksen vaikutuksia.
- eikä tuottaa jätettä.
- Sähköenergian tuotannosta tämän tyyppisestä energiasta aiheutuvat kustannukset ovat erittäin halvat. Ne ovat halvempia kuin hiili- tai ydinvoimaloissa.
- Maailmassa syntyvän geotermisen energian määrän uskotaan olevan suurempi kuin kaiken öljyn, maakaasun, uraanin ja kivihiilen yhdessä.
Maalämpöenergian haitat
Lopuksi, koska kaikki ei ole kaunista, meidän on analysoitava geotermisen energian käytön haitat.
- Yksi suurimmista haitoista on, että sillä on edelleen vähän teknistä kehitystä. Itse asiassa tänään Sitä ei juurikaan mainita, kun uusiutuvia energialähteitä luetellaan.
- Sen hyödyntämisessä on riskejä rikkivety ja arseeni, jotka ovat saastuttavia aineita.
- Alueellinen rajoitus tarkoittaa, että geotermisiä voimalaitoksia saa asentaa vain alueille, joilla maaperän lämpö on erittäin korkea. Lisäksi tuotettu energia on kulutettava alueella, jolla se uutetaan, Sitä ei voida kuljettaa hyvin syrjäisiin paikkoihin, koska tehokkuus menetettäisiin.
- Maalämpölaitosten tilat aiheuttavat suuria maiseman vaikutukset.
- Maalämpöenergia ei ole itsessään ehtymätön energia, koska maapallon lämpö on ehtymässä.
- Joillakin alueilla, joilta tämä energia saadaan, tapahtuu pieniä maanjäristyksiä veden ruiskuttamisen seurauksena.
Kuten näette, geotermisellä energialla on huolimatta siitä, ettei sitä tunneta niin hyvin, mutta sillä on monia toimintoja ja loputtomia ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon energian tulevaisuuden kannalta.
Tutustu muun tyyppisiin uusiutuviin energialähteisiin:
