Геотермалдық энергия, ауа баптау жүйелері және болашақ дегеніміз не

Геотермалдық энергия

Әрине, сіз геотермалдық энергияның не екенін білесіз, бірақ Сіз осы энергия туралы барлық негіздерді білесіз бе?

Геотермалдық энергияны жалпы түрде айтамыз Жердің ішіндегі жылу энергиясы.

Басқаша айтқанда, геотермалдық энергия - бұл Күннен алынбайтын жалғыз жаңартылатын энергия көзі.

Сонымен қатар, біз бұл энергия жаңартылатын энергия емес деп айта аламыз, өйткені оның жаңаруы шексіз емес, Алайда адамзат ауқымында таусылмайды, сондықтан практикалық мақсаттар үшін жаңартылатын болып саналады.

Жердің ішіндегі жылудың пайда болуы

Жердің ішіндегі жылудың негізгі себебі кейбір радиоактивті элементтердің үздіксіз ыдырауы мысалы, уран 238, торий 232 және калий 40.

Басқа геотермалдық энергияның бастаулары болып табылады тектоникалық плиталардың соқтығысуы.

Алайда, белгілі бір аймақтарда геотермалдық жылу көп шоғырланған, өйткені оның маңында болады жанартаулар, магма ағындары, гейзерлер және ыстық бұлақтар.

Геотермалдық энергияны пайдалану

Бұл энергия кем дегенде 2.000 жыл қолданылған.

Римдіктер ыстық су көздерін пайдаланды баңос және жақында бұл энергия пайдаланылды ғимараттар мен жылыжайларды жылыту және электр энергиясын өндіруге арналған.

Қазіргі кезде біз геотермалдық энергияны алатын үш кен орны бар:

  • Жоғары температуралы су қоймалары
  • Төмен температуралы резервуарлар
  • Құрғақ ыстық жыныстардың су қоймалары

Жоғары температуралы су қоймалары

Депозиті бар деп айтамыз жоғары температура су қоймасына жеткенде температура 100ºС жоғары белсенді жылу көзінің болуына байланысты.

Геотермалдық жылу пайдаланылатын геотермалдық энергияны құру үшін геологиялық жағдайлар а-ны құруға мүмкіндік беруі керек геотермалдық су қоймасы, құрамында мұнай немесе табиғи газ бар, ұқсас өткізгіш жыныстар, құмтастар немесе, мысалы, әктас су өткізбейтін қабат, саз сияқты.

жоғары температура схемасы

Жартастармен қызған жер асты сулары жоғары бағытта өтеді су өткізбейтін қабаттың астында қалып қоятын резервуарға.

Қашан жарықтар бар су өткізбейтін қабатта будың немесе судың жер бетіне шығуы мүмкін, ыстық бұлақтар немесе гейзерлер түрінде пайда болады.

Бұл ыстық су көздері ежелгі уақыттан бері қолданылып келеді және оларды жылу және өндірістік процестерде оңай пайдалануға болады.

термалды ванналар

Моншадағы Рим моншалары

Төмен температуралы резервуарлар

Төмен температуралы резервуарлар деп аталады судың температурасы, біз қолданғалы жатырмыз 60-тан 100ºC-ге дейін.

Бұл депозиттерде, жылу ағынының мәні - жер қыртысының қалыпты мөлшері, сондықтан алдыңғы шарттардың 2-нің болуы қажет емес: белсенді жылу көзінің болуы және сұйықтық қоймасының оқшаулануы.

Төмен температуралық схема

Тек қойманың болуы тиісті аймақта геотермиялық градиентпен оны пайдалану үнемді болатын температура болатындай тереңдікте.

Құрғақ ыстық жыныстардың су қоймалары

Потенциал геотермалдық энергия es көп нәрсе егер құрғақ ыстық жыныстардан жылу алынсақұрамында табиғи су жоқ.

Олар а температура 250-ден 300ºС-қа дейін қазірдің өзінде бір тереңдігі 2.000 метрден 3.000 метрге дейін.

Оны пайдалану үшін құрғақ ыстық тау жыныстарын бұзу қажет оларды кеуекті етеді.

Содан кейін, суық су енгізіледі жер бетінен құбыр арқылы, оны сынған ыстық жыныс арқылы өткізіп, ол қызып, содан кейін, су буы шығарылады турбина жүргізу үшін оның қысымын пайдалану үшін басқа құбыр арқылы және электр энергиясын өндіреді.

ыстық жыныстың контуры

Осы типтегі пайдалану проблемасы - тау жыныстарын осындай тереңдікте сындыру және бұрғылау әдістері.

Мұнай бұрғылау техникасын қолдана отырып, бұл салаларда айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілгенімен.

Температураның өте төмен температурасы

Біз қарастыра аламыз жер қойнауы сияқты кішкене тереңдіктерге дейін жылу көзі 15ºС, толығымен жаңартылатын және сарқылмайтын.

Ыңғайлы жинау жүйесі мен жылу сорғысы арқылы жылу осы көзден 15ºС температурада 50ºС жететін жүйеге берілуі мүмкін, ал соңғысын жылытуға және үйде пайдалану үшін санитарлық ыстық су алуға болады.

Сонымен қатар, бірдей жылу сорғысы қоршаған ортадан 40ºС температураны сіңіре алады және оны сол түсірілім жүйесімен жер қойнауына жеткізе аладыСондықтан, тұрмыстық жылытуды шеше алатын жүйе салқындатуды да шеше алады, яғни үйде оның ажырамас кондиционері үшін бір қондырғы бар.

Энергияның осы түрінің басты кемшілігі - бұл сыртқы тізбектің өте үлкен жерлеу беті қажетАлайда оның басты артықшылығы - бОны өте төмен бағамен жылыту және салқындату жүйесі ретінде пайдалану мүмкіндігі.

Келесі диаграммада жылуды, салқындатуды және ыстық суды (тұрмыстық ыстық суды) алу кезінде пайдалану үшін еденге жылу алудың немесе берудің әртүрлі тәсілдерін көруге болады. Мен төменде процедураны түсіндіремін.

HVAC жүйесінің схемасы

Ауаны кондициялау үй, көпқабатты үй, аурухана және т.б. қол жеткізуге болады жеке-жеке, өйткені бұл жоғары және орташа температуралық геотермалдық қондырғылардан айырмашылығы, жүйе үшін үлкен инвестицияларды қажет етпейді.

Жер бетіне жұтылатын күн энергиясын пайдалану жүйесі негізгі үш элементке негізделген:

  1. Жылу сорғысы
  2. Жермен алмасу тізбегі
    1. Жер үсті суларымен жылу алмасу
    2. Жермен алмасу
  3. Үймен алмасу схемасы

Жылу сорғысы

Жылу сорғысы термодинамикалық машина болып табылады ол Карно циклына негізделген, ол газмен орындалады.

Бұл машина жылуды бір көзден жоғары температурада болатын екінші көзге жеткізу үшін сіңіреді.

Ең типтік мысал - тоңазытқыштарБұларда жылуды іштен шығарып, оны сыртқа шығаратын, жоғары температурада болатын машина бар.

Жылу сорғыларының басқа мысалдары - үйге және автомобильдерге арналған кондиционерлер мен кондиционерлер.

Бұл схемада сіз Суық шам алмадан жердегі жылуды, ал суық лампаның контуры арқылы айналатын сұйықтық буланғанға дейін жылуды сіңіреді.

жылу сорғысының схемасы

Суды жерден жылумен жеткізетін тізбек салқындап жерге қайтады, топырақтың температурасын қалпына келтіру өте тез жүреді.

Екінші жағынан, үйдің ішіндегі қыздыру шамы жылу беріп, ауаны қыздырады.

Жылу сорғысы суық лампадан ыстық лампаға жылуды «айдайды».

Орындау (энергиямен жабдықталған / сіңірілген энергия) бұл буланған жылуды беретін көздің температурасына байланысты.

Кәдімгі ауа баптау жүйелері қыста жететін атмосферадан жылу сіңіреді температуратөменде -2 ° C

Бұл температурада буландырғыш жылуды іс жүзінде ала алмайды сорғының өнімділігі өте төмен.

Жазда, ол ыстық болған кезде, сорғы болуы мүмкін атмосфераның жылуынан бас тартуы керек 40°C, немен өнімділік сіз күткендей жақсы емес.

Алайда, геотермалды жинау жүйесі, қайнар көзі болу арқылы тұрақты температура, өнімділік әрқашан оңтайлы атмосфералық температура жағдайларына қарамастан. Сондықтан бұл жүйе әдеттегі жылу сорғысына қарағанда әлдеқайда тиімді.

Жермен алмасу тізбектері

Жер үсті суларымен жылу алмасу

Бұл жүйе негізделген суды термиялық байланысқа қойыңыз буландырғышпен / конденсатормен бірге жердің қайнар көзінен қажеттілікке сәйкес жылуды сіңіру немесе жылуды аталған суларға беру үшін келеді.

Артықшылығы: сыйлықтар оның а төмен шығындар

Кемшілігі:  су көзі әрдайым бола бермейді.

Жермен алмасу

Este тікелей болуы мүмкін жер мен жылу сорғысының буландырғышы / конденсаторы арасындағы алмасу жерленген мыс құбыры арқылы жүзеге асқанда.

Үй үшін 100-ден 150 метрге дейін құбыр қажет болуы мүмкін.

  • Артықшылықтары: арзан, қарапайымдылық және жақсы өнімділік.
  • Кемшіліктер: газдың ағуы және жер учаскелерінің қатып қалу мүмкіндігі.

Немесе қосалқы тізбек болуы мүмкін ол жердегі құбырлар жиынтығы болған кезде, ол арқылы су айналады, ол өз кезегінде буландырғышпен / конденсатормен жылу алмасады.

Үй үшін 100-ден 200 метрге дейін құбыр қажет болуы мүмкін.

  • Артықшылықтары: тізбектегі төмен қысым, осылайша температураның үлкен айырмашылықтарын болдырмайды
  • Кемшіліктер: жоғары құны.

Схемаларды үймен алмастырыңыз

Бұл тізбектер болуы мүмкін тікелей алмасу немесе ыстық және суық судың таралуымен.

Тікелей алмасу Ол жылу алмасуға және жылу / оқшауланған құбырлар арқылы үйге осы ыстық / суық ауаны тарату үшін үйдің бүйіріндегі буландырғыш / конденсатордың бетіндегі ауа ағынының айналуына негізделген.

Бірыңғай тарату жүйесімен үйдегі суық пен жылудың таралуы шешіледі.

  • Артықшылықтары: әдетте олардың құны төмен және қарапайымдылығы көп.
  • Кемшіліктер: төмен өнімділік, орташа жайлылық және жаңадан салынған немесе ауа конвекциясы бар жылыту жүйесі бар үйлерге ғана қатысты.

Ыстық және суық суды тарату жүйесі ол жылу алмасу үшін үйдің бүйіріндегі буландырғыш / конденсатордың үстінен су ағынының айналуына негізделген.

Әдетте суды жазда 10ºС-қа дейін салқындатады, ал қыста 45 toС-қа дейін қыздырады, оны ауа баптау құралы ретінде қолданады.

Еден жылыту - бұл ең тиімді және ыңғайлы әдіс жылытуды шешу үшін, оны салқындату үшін пайдалану мүмкін емес, сондықтан егер осы әдіс немесе ыстық су радиаторлары қолданылса, салқындатқышты пайдалану үшін басқа жүйені орнату қажет болады.

  • Артықшылықтары: өте жоғары жайлылық пен өнімділік.
  • Кемшіліктер: жоғары құны.

Ауа баптау жүйелерінің өнімділігі

Энергия тиімділігі жылу көзі ретінде пайдаланылатын ауа баптау жүйесінің жер қойнауы 15ºС кем дегенде 400% қыздыруда және 500% салқындатуда.

Қызған кезде электр энергиясының үлесі тек жалпы қажетті энергияның 25% құрайды. Ол өнімділігі салқындату үшін пайдаланылған кезде 40 градус ауамен алмасатын жылу сорғысынан екі еседен артық болады, сондықтан бұл жағдайда әдеттегі кондиционермен салыстырғанда энергияны үнемдеу 50% -дан жоғары.

Бұл дегеніміз, суық полюстен ыстық полюске айдау үшін 4 бірлік энергия (мысалы, 4 калория), тек 1 бірлік энергия қажет.

Тоңазытқышта айдалатын әр 5 қондырғыға оларды айдау үшін 1 қондырғы қажет.

Бұл мүмкін болғандықтан барлық жылуды тудырмайды, Бірақ оның көп бөлігі тек бір көзден екінші көзге ауысады.

Біз жылу сорғысына жеткізетін энергияның бірлігі электр энергиясы түрінде болады, сондықтан электр энергиясын өндіретін зауытта СО2-ны аз мөлшерде шығарамыз.

Алайда, біз электр қуатынан басқа жылу сорғыларын қолдана аламыз, бірақ олардың энергия көзі күн жылуы болды, бірақ олар әлі эксперименттік фазада.

Si біз бұл жүйені күн энергиясын түсіретін жылыту жүйесімен салыстырамыз панельдер арқылы біз мұны көре аламыз үлкен артықшылық ұсынады, өйткені үлкен аккумуляторларды қажет етпейді күн радиациясының жетіспейтін сағатын өтеуге.

Үлкен аккумулятор - бұл Жердің өзіндік массасы бұл бізді тұрақты температурада энергия көзіне айналдырады, ол осы қолдану шеңберінде шексіз болып табылады.

Өнімділік

Алайда, ол жасайды Бұл энергия көзін пайдаланудың оңтайлы нұсқасы - оны күн жылу энергиясымен біріктіру., жылу сорғысын жоғарыда айтылғандай қозғалту үшін емес (сонымен бірге) жүйеге жылу қосу үшінжылыту және тұрмыстық ыстық суды өндіруде қолдану кезінде, суды геотермалдық энергияны пайдаланып 15ºС дейін жеткізуге болады кейінірек, судың температурасын күн энергиясымен көтеру.

Бұл жағдайда жылу сорғысының тиімділігі шексіз артады.

Геотермалдық энергияның таралуы

Геотермалдық энергия бүкіл планетада кең таралған, әсіресе құрғақ ыстық жыныстар түрінде, бірақ ол планетаның 10% -дан астам бөлігін қамтитын аймақтар бар және оларда энергияның осы түрін дамыту үшін ерекше жағдайлар бар.

Мен дегенді аймақтар онда жер сілкінісі мен жанартаулардың әсерін көбірек көрсетеді және бұл, жалпы, сәйкес келеді тектоникалық жарықтар маңызды.

геотермалдық энергия картасы

Олардың ішінде:

  • Америка континентінің Тынық мұхиты жағалауы, Аляскадан Чили.
  • Батыс Тынық мұхиты, Жаңа Зеландиядан Филиппиндер мен Индонезия арқылы, оңтүстік Қытай мен Жапонияға дейін.
  • Кения, Уганда, Заир және Эфиопияның дислокация алқабы.
  • Жерорта теңізінің айналасы.

Геотермалдық энергияның артықшылықтары мен кемшіліктері

Бұл энергия, бар барлық нәрселер сияқты, жақсы бөліктерімен бірге жаман бөліктерімен де бар.

Como артықшылықтары мынаны айта аламыз:

  • Ол табылды бүкіл планетада таралған.
  • Ең үнемді геотермалдық көздер жанартау аймақтары көбінесе дамушы елдерде орналасқан, бұл өте мүмкін сіздің жағдайыңызды жақсарту үшін пайдалы.
  • Бұл а сарқылмайтын қуат көзі адам шкаласында.
  • Бұл энергия арзан бұл белгілі.

Шошқа кемшіліктер керісінше олар:

  • Геотермалдық энергияны пайдалану кейбір нәрселерді ұсынады экологиялық проблемалар, атап айтқанда, күкіртті газдардың бөлінуі бірге атмосфераға өзендерге ыстық су жіберіледі, ол көбінесе қатты дененің жоғары деңгейіне ие.

Тұтастай алғанда, ағынды суларды қайтадан жер бетіне құюға болады, кейбір жағдайларда коммерциялық мақсатта қолданылатын калий тұздары алынғаннан кейін.

  • Жалпы алғанда, геотермиялық жылуды алыс қашықтыққа беру мүмкін емес. Ыстық суды немесе буды суығанға дейін оның қасында пайдалану керек.
  • Геотермалдық сулардың көп бөлігі кездеседі температура 150ºС-тан төмен сондықтан электр қуатын өндіруге жалпы ыстық емес.

Бұл суларды тек шомылуға, ғимараттар мен жылыжайларды жылытуға және көкөніс дақылдарын жылытуға немесе қазандықтарға алдын ала қыздырылған су ретінде пайдалануға болады.

  • The құрғақ ыстық жыныстардың су қоймалары қысқа мерзімдіЖарылған беттер тез суыған кезде олардың энергия тиімділігі тез төмендейді.
  • The орнату шығындары өте жоғары.

Геотермалдық энергияның болашағы

Әзірге тек перфорация және шамамен 3 км тереңдікке жылу шығарыңыз, дегенмен геотермалдық энергияны кеңірек қолдануға болатын тереңдіктерге жету мүмкін деп күтілуде.

Бар қуатыстық су, бу немесе ыстық жыныстар жолында, 10 км тереңдікке дейін, 3.10 тәсілдері17 теп. Қазіргі әлемдегі энергия тұтынудан 30 миллион есе көп. Мұны көрсететін нәрсе қысқа мерзімде геотермалдық энергия қызықты балама бола алады.

Геотермалдық ресурстарды игеру үшін жетілдірілген әдістер мұнай саласында қолданылатынға өте ұқсас. Алайда, бері 300ºС температурадағы судың құрамы мұнайға қарағанда мың есе төмен, капиталды экономикалық тұрғыдан барлауға және бұрғылауға инвестициялауға болады, әлдеқайда аз.

Алайда, мұнайдың жетіспеушілігі геотермалдық энергияның көбеюіне ықпал етуі мүмкін.

Өндірістік процесс

Екінші жағынан, бұл әрқашан мүмкін болды орташа турбо-генераторларда электр энергиясын өндіру үшін геотермалдық көздерді пайдалану (10-100MW) ұңғыма алаңдарының жанында орналасқан, бірақ электр қуатын өндіруге арналған минималды геотермиялық температура 150ºC болды.

Соңғы кезде 100ºC дейінгі геотермалдық су мен буға арналған майсыз турбиналар жасалды тек бұл энергияны пайдалану өрісін кеңейтуге мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, өндірістік процестерде қолдануға болады мысалы, металдарды өңдеу, барлық түрдегі өндірістік процестерді жылыту, жылыжайларды жылыту және т.б.

Бірақ, мүмкін геотермалдық энергияның ең үлкен болашағы өте төмен температурадағы геотермалдық энергияны пайдалануға байланысты, оның жан-жақтылығына, қарапайымдылығына, экономикалық және экологиялық шығындарының төмендігіне және мүмкіндігіне байланысты оны жылыту және салқындату жүйесі ретінде қолданыңыз.


Мақаланың мазмұны біздің ұстанымдарымызды ұстанады редакторлық этика. Қате туралы хабарлау үшін нұқыңыз Мұнда.

Бірінші болып пікір айтыңыз

Пікіріңізді қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады.

*

*

  1. Деректерге жауапты: Мигель Анхель Гатан
  2. Деректердің мақсаты: СПАМ-ны басқару, түсініктемелерді басқару.
  3. Заңдылық: Сіздің келісіміңіз
  4. Деректер туралы ақпарат: заңды міндеттемелерді қоспағанда, деректер үшінші тұлғаларға жіберілмейді.
  5. Деректерді сақтау: Occentus Networks (ЕО) орналастырған мәліметтер базасы
  6. Құқықтар: Сіз кез-келген уақытта ақпаратты шектей, қалпына келтіре және жоя аласыз.

bool(шын)