Dè a th ’ann an lùth geo-riaghailteach, siostaman fionnarachaidh-àile agus an àm ri teachd

Lùth geo-riaghailteach

Gu cinnteach tha fios agad dè a th ’ann an lùth geo-riaghailteach san fharsaingeachd, ach A bheil fios agad air a h-uile rud bunaiteach mun lùth seo?

Ann an dòigh gu math coitcheann tha sinn ag ràdh gu bheil lùth geo-riaghailteach lùth teas bho thaobh a-staigh na Talmhainn.

Ann am faclan eile, is e lùth geo-riaghailteach an aon ghoireas lùth ath-nuadhachail nach eil a ’tighinn bhon Ghrèin.

A bharrachd air an sin, faodaidh sinn a ràdh nach e lùth ath-nuadhachail a th ’anns an lùth seo mar sin, bhon uairsin chan eil an ùrachadh aige gun chrìoch, Ach neo-sheasmhach air sgèile daonna, mar sin tha e air a mheas ath-nuadhachail airson adhbharan practaigeach.

Tùs teas taobh a-staigh na Talmhainn

Is e prìomh adhbhar teas am broinn na Talmhainn lobhadh leantainneach de chuid de na h-eileamaidean rèidio-beò leithid Uranium 238, Thorium 232 agus Potasium 40.

Fear eile de tùsan lùth geo-riaghailteach an e tubaistean de phlàtaichean teactonaig.

Ann an cuid de roinnean, ge-tà, tha teas geo-riaghailteach nas dùmhaile, mar a tha faisg air bholcànothan, sruthan magma, geysers agus fuarain teth.

Cleachdadh lùth geo-riaghailteach

Tha an lùth seo air a bhith ga chleachdadh airson co-dhiù 2.000 bliadhna.

Chleachd na Ròmanaich na fuarain teth gu amaran agus, o chionn ghoirid, chaidh an lùth seo a chleachdadh airson na teasachadh thogalaichean agus thaighean-glainne agus airson dealan a chruthachadh.

An-dràsta tha 3 seòrsa de thasgadh ann as urrainn dhuinn lùth geo-riaghailteach fhaighinn:

  • Lochan-tasgaidh teòthachd àrd
  • Lochan-tasgaidh teothachd ìosal
  • Stòr-tasgaidh creige teth tioram

Lochan-tasgaidh teòthachd àrd

Tha sinn ag ràdh gu bheil tasgadh de teòthachd àrd nuair a ruigeas uisge an loch tasgaidh teòthachd os cionn 100ºC mar thoradh air stòr teas gnìomhach a bhith ann.

Gus am bi teas geo-riaghailteach a ’cruthachadh lùth geo-riaghailteach a ghabhas cleachdadh, feumaidh suidheachaidhean geòlais a dhèanamh comasach cruth a loch-tasgaidh geoiteirmeach, coltach ris an fheadhainn a tha ann an ola no gas nàdarrach, air a dhèanamh suas de a creag permeable, clach-ghainmhich no clach-aoil mar eisimpleir, le mullach a còmhdach dìon-uisge, mar chrèadh.

sgeama teothachd àrd

Bidh an uisge talmhainn a thèid a theasachadh leis na creagan a ’dol suas gu taobh chun an loch tasgaidh, far am bi iad glaiste fon fhilleadh neo-dhrùidhteach.

Cuin tha sgàinidhean ann ann an còmhdach neo-dhrùidhteach sin, tha e comasach smùid no uisge a theicheadh ​​chun uachdar, a ’nochdadh ann an cruth fuarain teth no geysers.

Chaidh na fuarain teth sin a chleachdadh bho seann amannan agus tha iad furasta an cleachdadh airson pròiseasan teasachaidh agus gnìomhachais.

amaran teirmeach

Amaran Ròmanach Bath

Lochan-tasgaidh teothachd ìosal

Is e lochan-tasgaidh teodhachd ìosal an fheadhainn anns a bheil teothachd an uisge, a tha sinn a ’dol a chleachdadh eadar 60 agus 100ºC.

Anns na tasgaidhean sin, is e luach flux teas an luach àbhaisteach ann an rùsg na talmhainn, mar sin chan eil feum air 2 de na cumhaichean a bh ’ann roimhe: stòr teas gnìomhach a bhith ann agus aonaranachd an stòr fluid.

Sgeama teothachd ìosal

Is e dìreach an làthaireachd taigh-bathair aig an doimhneachd iomchaidh gus am bi, leis an caisead geo-riaghailteach a th ’ann mar-thà anns an sgìre sin, gu bheil teodhachd ann a tha a’ dèanamh feum eaconamach dheth.

Stòr-tasgaidh creige teth tioram

An comas de lùth geo-riaghailteach es tòrr nas motha ma thèid teas a thoirt a-mach à creagan teth tioram, anns nach eil uisge gu nàdarra.

Tha iad aig a teòthachd eadar 250 agus 300ºC mu thràth aon doimhneachd eadar 2.000 agus 3.000 meatair.

Airson a bhith air a chleachdadh feumar creagan teth tioram a bhriseadh, gu gan dèanamh porous.

An uairsin tha uisge fuar air a thoirt a-steach bhon uachdar tro phìob, a ’leigeil leis a dhol tron ​​chreig theth bhriste, gus am bi e a’ teasachadh suas agus an uairsin, tha gal uisge air a thoirt a-mach tro phìob eile gus a cuideam a chleachdadh gus roth-uidheam a dhràibheadh ​​agus gineadh lùth dealain.

dealbh creige teth

Is e an duilgheadas leis an seòrsa brath seo na dòighean airson na creagan a bhriseadh aig doimhneachd cho math agus airson drileadh.

Ged a chaidh mòran adhartais a dhèanamh anns na raointean sin a ’cleachdadh dòighean drileadh ola.

Cumhachd geoiteirmeach aig teòthachd gu math ìosal

Faodaidh sinn beachdachadh air an fo-làr gu doimhneachd beag mar a stòr teas aig 15ºC, gu tur ath-nuadhachail agus neo-sheasmhach.

Tro shiostam glacaidh iomchaidh agus pumpa teas, faodar teas a ghluasad bhon stòr seo aig 15ºC gu siostam a ruigeas 50ºC, agus an tè mu dheireadh air a chleachdadh airson teasachadh agus faighinn uisge teth slàinteil airson a chleachdadh san dachaigh.

Cuideachd, faodaidh an aon phump teas teas a ghabhail a-steach bhon àrainneachd aig 40ºC agus a lìbhrigeadh don fho-làr leis an aon shiostam glacaidhMar sin, faodaidh an siostam a tha comasach air teasachadh dachaigh fhuasgladh fuarachadh, is e sin, tha aon stàladh aig an taigh airson an teasachadh-adhair riatanach.

Is e am prìomh bhuannachd den t-seòrsa lùth seo an feumach air uachdar tiodhlacaidh glè mhòr den chuairt a-muighAch, is e am prìomh bhuannachd a tha aige pComasach air a bhith ga chleachdadh mar shiostam teasachaidh agus fuarachaidh aig cosgais glè ìosal.

Anns an diagram a leanas chì thu diofar dhòighean air teas a ghlacadh no a ghluasad chun ùrlar airson a chleachdadh nas fhaide air adhart ann an teasachadh, fuarachadh agus faighinn DHW (uisge teth slàintealachd). Mìnichidh mi am modh-obrach gu h-ìosal.

sgeama siostaman adhair

Suidheachadh adhair de thaigh, bloc flataichean, ospadal, msaa. ruigear fa leth, leis nach eil feum air tasgaidhean mòra airson an t-siostam, eu-coltach ri goireasan geo-riaghailteach teodhachd àrd is meadhanach.

Tha an siostam seo airson a bhith a ’cleachdadh lùth na grèine air a ghlacadh le uachdar na Talmhainn stèidhichte air 3 prìomh eileamaidean:

  1. Pumpa teas
  2. Cuairt iomlaid leis an Talamh
    1. Iomlaid teas le uisgeachan uachdar
    2. Dèan iomlaid leis an talamh
  3. Cuairt iomlaid leis an dachaigh

Pumpa teas

Tha am pumpa teas na inneal thermodynamic a tha stèidhichte air a ’chearcall Carnot air a chluich le gas.

Bidh an inneal seo a ’sùghadh teas bho aon stòr gus a lìbhrigeadh gu stòr eile a tha aig teòthachd nas àirde.

Is e an eisimpleir as àbhaistiche fuaradaireanTha inneal aca sin a tha a ’toirt teas a-mach bhon taobh a-staigh agus ga chuir a-mach chun taobh a-muigh, a tha aig teòthachd nas àirde.

Is e eisimpleirean eile de phumpaichean teas innealan adhair agus innealan adhair airson dachaighean agus càraichean.

Anns an sgeama seo, chì thu gu bheil an Bidh bulb fuar a ’gabhail a-steach teas bhon talamh ann an iomlaid agus bidh an leaghan a bhios a’ cuairteachadh tron ​​chuairt bulb fuar a ’gabhail a-steach teas gus an tèid e às.

sgeama pumpa teas

Bidh an cuairteachadh a bhios a ’giùlan an uisge le teas bhon talamh a’ fuarachadh sìos agus a ’tilleadh chun talamh, tha faighinn thairis air teòthachd na talmhainn gu math luath.

Air an làimh eile, bidh am bulb teth, taobh a-staigh an taighe, a ’teasachadh an èadhair a’ toirt teas dha.

Tha am pumpa teas a ’pumpadh teas bhon bholg fuar chun am bulb teth.

Coileanadh (lùth air a thoirt seachad / lùth air a ghlacadh) tha e an urra ri teòthachd an stòr a tha a ’toirt seachad an teas teasachaidh.

Siostaman fionnarachaidh gnàthach gabh a-steach teas bhon àile, a ruigeas sa gheamhradh Teòthachds gu h-ìosal -2 ° C.

Aig an teòthachd sin chan urrainn don evaporator teas a ghlacadh gu ìre mhòr agus an tha coileanadh pumpa gu math ìosal.

As t-samhradh nuair a tha e nas teotha, feumaidh am pumpa teas a thoirt seachad bhon àile a dh ’fhaodadh a bhith aig 40ºC, leis na tha an chan eil coileanadh cho math ’s a bhiodh dùil agad.

Ach, an siostam glacaidh geoiteirmeach, le bhith a ’faighinn stòr gu teòthachd seasmhach, tha coileanadh an-còmhnaidh as fheàrr ge bith dè an suidheachadh teòthachd san àile. Mar sin tha an siostam seo tòrr nas èifeachdaiche na pumpa teas gnàthach.

Cuairtean iomlaid leis an Talamh

Iomlaid teas le uisgeachan uachdar

Tha an siostam seo stèidhichte air cuir uisge ann an conaltradh teirmeach a ’tighinn bho stòr uachdar leis an evaporator / condenser, a rèir na feumalachdan, airson teas a thoirt a-steach no a ghluasad gu uisgeachan sin.

Buannachd: tiodhlacan gu bheil a cosgais ìseal

Ais-tharraing:  chan eil an-còmhnaidh stòr uisge ri fhaighinn.

Dèan iomlaid leis an talamh

Este urrainn a bhith dìreach nuair a thèid an iomlaid eadar an talamh agus an evaporator / condenser den phump teas a dhèanamh le pìob copair tiodhlaichte.

Airson dachaigh, dh ’fhaodadh gum bi feum air eadar 100 agus 150 meatair de phìob.

  • Buannachdan: cosgais ìseal, sìmplidheachd agus deagh choileanadh.
  • Eas-bhuannachdan: comas air gas a leigeil ma sgaoil agus reothadh air raointean den fhearann.

No cuideachd a bhith na chuairt cuideachaidh nuair a tha seata de phìoban tiodhlaichte aige, tro bheil uisge air a chuairteachadh, a bhios an uair sin ag iomlaid teas leis an evaporator / condenser.

Airson dachaigh, dh ’fhaodadh gum bi feum air eadar 100 agus 200 meatair de phìob.

  • Buannachdan: cuideam ìosal anns a ’chuairt, agus mar sin a’ seachnadh eadar-dhealachaidhean mòra teothachd
  • Eas-bhuannachdan: cosgais àrd.

Dèan iomlaid air cuairtean leis an dachaigh

Na cuairtean sin urrainn a bhith còmhla ri iomlaid dìreach no le cuairteachadh uisge teth is fuar.

Iomlaid dìreach Tha e stèidhichte air a bhith a ’cuairteachadh sruth adhair thairis air uachdar an evaporator / condenser air taobh an taighe airson iomlaid teas agus a’ cuairteachadh an èadhair teth / fuar seo air feadh an taighe, tro phìoban le insaladh teirmeach.

Le aon shiostam cuairteachaidh, tha sgaoileadh fuachd agus teas san taigh air fhuasgladh.

  • Buannachdan: mar as trice tha iad cosgais ìseal agus gu math sìmplidh.
  • Eas-bhuannachdan: coileanadh ìosal, comhfhurtachd meadhanach agus chan eil e buntainneach ach do dhachaighean a tha air an togail às ùr no aig a bheil siostam teasachaidh convection adhair.

An siostam cuairteachaidh uisge teth is fuar tha e stèidhichte air a bhith a ’cuairteachadh sruthadh uisge thairis air uachdar an evaporator / condenser air taobh an taighe airson iomlaid teas.

Mar as trice bidh an t-uisge air a fhuarachadh gu 10ºC as t-samhradh agus air a theasachadh gu 45ºC sa gheamhradh gus a chleachdadh mar dhòigh fionnarachadh-àile.

Is e teasachadh fo-làr an dòigh as fheàrr agus as comhfhurtail gus fuasgladh fhaighinn air an teasachadh, ge-tà, chan urrainnear a chleachdadh airson fuarachadh, mar sin ma thèid an dòigh seo no rèididheachd uisge teth a chleachdadh, feumar siostam eile a chuir a-steach gus am fuarachadh a chleachdadh.

  • Buannachdan: comhfhurtachd agus coileanadh fìor àrd.
  • Eas-bhuannachdan: cosgais àrd.

Coileanadh siostaman fionnarachaidh-adhair

Èifeachdas lùtha de shiostam fionnarachaidh-adhair a ’cleachdadh mar stòr teas an fho-làr aig 15ºC tha co-dhiù de 400% ann an teasachadh agus 500% ann am fuarachadh.

Nuair a bhios e a ’teasachadh chan eil ann ach cuibhreann de lùth dealain de 25% den lùth iomlan a tha a dhìth. Agus nuair a thèid a chleachdadh airson fuarachadh tha an coileanadh nas motha na a dhà uiread na pumpa teas ag iomlaid le èadhar aig 40 ceum, mar sin anns a ’chùis seo tha cuideachd sàbhaladh lùth de chòrr air 50% an taca ri inneal-adhair gnàthach.

Tha seo a ’ciallachadh, gus a bhith a’ pumpadh bhon phòla fuar chun phòla teth 4 aonadan lùth (mar eisimpleir 4 calaraidh), chan eil feum ach air 1 aonad lùth.

Ann am fuarachadh, airson a h-uile 5 aonad a tha air a phumpadh, tha feum air 1 aonad airson am pumpadh.

Tha seo comasach bhon uair sin chan eil e a ’gineadh a h-uile teas, ach chan eil a ’mhòr-chuid dheth air a ghluasad ach bho aon stòr gu stòr eile.

Tha na h-aonadan lùth a bheir sinn don phump teas ann an cruth lùth dealain, mar sin gu bunaiteach tha sinn a ’dèanamh CO2 anns a’ phlannt cinneasachaidh lùth dealain, ged a tha e ann am meud mòran nas lugha.

Ach, b ’urrainn dhuinn pumpaichean teas a chleachdadh a bharrachd air dealan, ach bha an stòr lùth aca teirmeach grèine ach tha iad fhathast aig ìre dearbhaidh.

Si bidh sinn a ’dèanamh coimeas eadar an siostam seo agus siostam teasachaidh lùth grèine tro phannalan chì sinn sin a ’toirt buannachd mhòrbhon uair sin chan eil feum air cruinneadairean mòra gus dìoladh a dhèanamh airson na h-uairean de dhìth rèididheachd grèine.

Is e an cruinneadair mòr mais na Talmhainn fhèin tha sin a ’toirt dhuinn stòr lùth aig teòthachd cunbhalach, a tha ann an raon an tagraidh seo ga ghiùlan fhèin mar neo-chrìochnach.

Coileanadh

Ach, am fear a nì sin Is e an roghainn as fheàrr airson an stòr lùth seo a chleachdadh a chur còmhla ri lùth teirmeach grèine., gun a bhith a ’gluasad a’ phumpa teas mar a chaidh ainmeachadh gu h-àrd (a tha cuideachd) ach gus teas a chuir ris an t-siostam, leis gu bheil sin ann an tagraidhean teasachaidh agus cinneasachadh uisge teth dachaigheil, faodar uisge a thoirt gu 15ºC a ’cleachdadh lùth geo-riaghailteach airson nas fhaide air adhart, àrdaich teòthachd an uisge le lùth na grèine.

Anns a ’chùis seo tha èifeachdas a ’phumpa teas a’ meudachadh gu h-obann.

Sgaoileadh lùth geo-riaghailteach

Tha lùth geo-riaghailteach farsaing air feadh a ’phlanaid, gu sònraichte ann an cruth creagan teth tioram, ach tha raointean ann far a bheil e a ’leudachadh is dòcha còrr air 10% de uachdar a’ phlanaid agus tha cumhachan sònraichte aca airson an seòrsa lùth seo a leasachadh.

Tha mi a ’ciallachadh an sònaichean anns a bheil barrachd buaidh crith-thalmhainn agus bholcànothan agus gu bheil, san fharsaingeachd, a ’co-chòrdadh ris sgàinidhean teactonaigeach cudromach.

mapa lùth geo-riaghailteach

Nam measg tha:

  • Oirthir a ’Chuain Shèimh de mhòr-thìr Ameireagaidh, bho Alasga gu Chile.
  • An Cuan Sèimh an iar, à Sealan Nuadh, tro na Philippines agus Indonesia, gu ceann a deas Sìona agus Iapan.
  • Gleann dislocation de Kenya, Uganda, Zaire agus Ethiopia.
  • Na tha timcheall air a ’Mhuir Mheadhan-thìreach.

Buannachdan agus eas-bhuannachdan lùth geo-riaghailteach

Tha na pàirtean math aig an lùth seo, mar a h-uile càil a th ’ann, a bharrachd air na droch phàirtean aige.

Como buannachdan faodaidh sinn a ràdh:

  • Lorgar e air a sgaoileadh air feadh a ’phlanaid.
  • Tha na stòran geo-riaghailteach as adhartaiche anns an raointean bholcànach suidhichte airson a ’mhòr-chuid ann an dùthchannan fo leasachadh, rud a dh’ fhaodas a bhith gu math feumail airson do shuidheachadh a leasachadh.
  • Is e a stòr lùth neo-sheasmhach air sgèile daonna.
  • A bheil an lùth nas saoire tha sin aithnichte.

Tha a chuid ana-cothroman air an làimh eile tha iad:

  • Tha cleachdadh lùth geo-riaghailteach a ’nochdadh cuid duilgheadasan àrainneachd, gu sònraichte, an gasaichean sulphurous a leigeil ma sgaoil a-steach don àile, còmhla ri uisge teth a ’sgaoileadh gu aibhnichean, anns a bheil gu tric ìre àrd de sholaidean.

Ged san fharsaingeachd, faodar uisge sgudail a thoirt a-steach don talamh a-rithist, an dèidh dha salainn potasium a ghabhas cleachdadh gu malairteach a thoirt a-mach.

  • San fharsaingeachd, chan eil e comasach teas teas geoiteirmeach a thoirt thairis air astaran fada. Bu chòir uisge teth no smùid a chleachdadh faisg air an stòr aige, mus fuaraich e.
  • Lorgar a ’mhòr-chuid de na h-uisgeachan geo-riaghailteach teòthachd fo 150ºC mar sin san fharsaingeachd, chan eil e teth gu leòr airson dealan a chruthachadh.

Chan urrainnear na h-uisgeachan sin a chleachdadh ach airson amar, togalaichean teasachaidh agus taighean-glainne agus bàrr a-muigh, no mar uisge ro-theth airson goileadairean.

  • a ' tha lochan-tasgaidh creige teth tioram goiridMar a bhios uachdar sgàinte a ’fuarachadh gu sgiobalta, bidh an èifeachdas lùtha aca a’ tuiteam gu sgiobalta.
  • a ' tha cosgaisean stàlaidh glè àrd.

An àm ri teachd de lùth geo-riaghailteach

Gu ruige seo, dìreach perforations agus cuir teas a-mach gu doimhneachd de mu 3 km, ged a tha dùil gum bi e comasach dha doimhneachd nas motha a ruighinn, leis an gabhadh lùth geo-riaghailteach a chleachdadh nas fharsainge.

An lùth iomlan ri fhaighinnann an dòigh uisge teth, smùid no creagan teth, suas gu doimhneachd de 10 km, dòighean-obrach 3.1017 teap. 30 millean uair caitheamh cumhachd gnàthach an t-saoghail. A tha a ’nochdadh sin faodaidh lùth geo-riaghailteach a bhith na roghainn inntinneach sa gheàrr-ùine.

Tha na dòighean air an dèanamh airson goireasan geo-riaghailteach a leasachadh glè choltach ris an fheadhainn a tha air an cleachdadh ann an roinn na h-ola. Ach, bhon uairsin tha susbaint lùth uisge aig 300ºC mìle uair nas ìsle na susbaint ola, faodar an calpa a thasgadh gu h-eaconamach ann an sgrùdadh agus drileadh mòran nas lugha.

Ach, dh ’fhaodadh gainnead ola connadh a dhèanamh air barrachd cleachdaidh de lùth geo-riaghailteach.

Pròiseas gnìomhachais

Air an làimh eile, bha e a-riamh comasach cleachdadh stòran geo-riaghailteach airson gineadh dealain ann an gineadairean turbo meadhanach mòr (10-100MW) faisg air làraich an tobair, ach b ’e an teodhachd geo-riaghailteach as ìsle airson gineadh dealain 150ºC.

O chionn ghoirid chaidh roth-uidheaman gun lann a leasachadh airson uisge geo-riaghailteach agus smùid suas gu 100ºC a-mhàin, a leigeas le bhith a ’leudachadh raon cleachdaidh an lùth seo.

Cuideachd, Faodar a chleachdadh ann am pròiseasan gnìomhachais leithid giollachd mheatailtean, teasachadh phròiseasan gnìomhachais de gach seòrsa, teasachadh thaighean-glainne, msaa.

Ach is dòcha tha an àm ri teachd as motha de lùth geo-riaghailteach na laighe ann an cleachdadh lùth geo-riaghailteach aig teòthachd gu math ìosal, air sgàth cho sùbailteachd, sìmplidh, cosgais eaconamach agus àrainneachd ìosal agus comasachd cleachd e mar shiostam teasachaidh agus fuarachaidh.


Tha susbaint an artaigil a ’cumail ri na prionnsapalan againn de moraltachd deasachaidh. Gus aithris a dhèanamh air mearachd cliog an seo.

Bi a 'chiad fhear a thog beachd

Fàg do bheachd

Seòladh-d cha tèid fhoillseachadh.

*

*

  1. Uallach airson an dàta: Miguel Ángel Gatón
  2. Adhbhar an dàta: Smachd air SPAM, riaghladh bheachdan.
  3. Dìleab: Do chead
  4. Conaltradh an dàta: Cha tèid an dàta a thoirt do threas phàrtaidhean ach a-mhàin fo dhleastanas laghail.
  5. Stòradh dàta: Stòr-dàta air a chumail le Occentus Networks (EU)
  6. Còraichean: Aig àm sam bith faodaidh tu am fiosrachadh agad a chuingealachadh, fhaighinn air ais agus a dhubhadh às.