X'inhi l-enerġija ġeotermali, is-sistemi tal-arja kkundizzjonata u l-futur

Enerġija ġeotermali

Żgur li taf x'inhi l-enerġija ġeotermika f'termini ġenerali, imma Taf l-affarijiet bażiċi kollha dwar din l-enerġija?

B'mod ġenerali ħafna ngħidu li l-enerġija ġeotermali hija enerġija tas-sħana minn ġewwa d-Dinja.

Fi kliem ieħor, l-enerġija ġeotermika hija l-unika riżorsa ta 'enerġija rinnovabbli li ma tiġix mix-Xemx.

Barra minn hekk, nistgħu ngħidu li din l-enerġija mhix enerġija rinnovabbli bħala tali, peress li it-tiġdid tiegħu mhux infinit, Madankollu huwa ineżawribbli fuq skala umana, għalhekk huwa meqjus li jista 'jiġġedded għal skopijiet prattiċi.

Oriġini tas-sħana ġewwa d-Dinja

Il - kawża ewlenija tas - sħana ġewwa d - Dinja hija l - tmermir kontinwu ta 'xi elementi radjoattivi bħall-Uranju 238, it-Torju 232 u l-Potassju 40.

Ieħor tal - oriġini tal-enerġija ġeotermali huma l - kolliżjonijiet ta 'pjanċi tettoniċi.

F'ċerti reġjuni, madankollu, is-sħana ġeotermali hija iktar ikkonċentrata, kif iseħħ fil-viċinanza ta ' vulkani, kurrenti tal-magma, geysers u hot springs.

Użu ta 'enerġija ġeotermali

Din l-enerġija ilha tintuża għal minimu ta '2.000 sena.

Ir-Rumani użaw il-hot springs biex toilets u, aktar reċentement, din l-enerġija ntużat għall-enerġija tisħin ta 'bini u serer u għall-ġenerazzjoni ta' elettriku.

Bħalissa hemm 3 tipi ta 'depożiti li minnhom nistgħu niksbu enerġija ġeotermali:

  • Ġibjuni ta 'temperatura għolja
  • Ġibjuni ta 'temperatura baxxa
  • Ġibjuni ta 'blat jaħraq niexef

Ġibjuni ta 'temperatura għolja

Aħna ngħidu li hemm depożitu ta ' temperatura għolja meta jilħaq l-ilma tal-ġibjun temperaturi 'l fuq minn 100ºC minħabba l-preżenza ta 'sors ta' sħana attiva.

Sabiex is-sħana ġeotermali toħloq enerġija ġeotermika li tista 'tintuża, il-kundizzjonijiet ġeoloġiċi għandhom jagħmluha possibbli li tifforma ġibjun ġeotermali, simili għal dawk li jinsabu fiż-żejt jew fil-gass naturali, li jikkonsistu f'a blat permeabbli, ġebel ramli jew ġebla tal-franka per eżempju, mgħottija minn saff li ma jgħaddix ilma minnu, bħal tafal.

skema ta 'temperatura għolja

L-ilma ta 'taħt l-art imsaħħan mill-blat jgħaddi f'direzzjoni' l fuq sal-ġibjun, fejn jibqgħu maqbuda taħt is-saff impermeabbli.

Meta hemm xquq f'dak is-saff impermeabbli, il-ħarba ta 'fwar jew ilma lejn il-wiċċ hija possibbli, li jidhru fil-forma ta 'hot springs jew geysers.

Dawn il-molol sħun ilhom jintużaw sa mill-qedem u jistgħu jintużaw faċilment għat-tisħin u għall-proċessi industrijali.

banjijiet termali

Banjijiet Rumani ta 'Bath

Ġibjuni ta 'temperatura baxxa

Ġibjuni b'temperatura baxxa huma dawk li fihom it-temperatura tal-ilma, li se nużaw, jinsab bejn 60 u 100ºC.

F'dawn id-depożiti, il-valur tal-fluss tas-sħana huwa n-normal tal-qoxra tad-dinja, għalhekk l-eżistenza ta '2 mill-kundizzjonijiet preċedenti mhix meħtieġa: eżistenza ta' sors ta 'sħana attiva u insulazzjoni tal-maħżen tal-fluwidu.

Skema ta 'temperatura baxxa

Biss preżenza ta 'maħżen fil-fond xieraq sabiex, bil-gradjent ġeotermali eżistenti fiż-żona msemmija, ikun hemm temperaturi li jagħmlu l-isfruttament tagħha ekonomiku.

Ġibjuni ta 'blat jaħraq niexef

Il-potenzjal ta 'enerġija ġeotermika es mucho akbar jekk is-sħana tiġi estratta minn blat sħun niexef, li ma fihomx ilma b'mod naturali.

Huma jinsabu fi temperatura bejn 250 u 300ºC diġà waħda fond bejn 2.000 u 3.000 metru.

Għall - isfruttament tiegħu huwa meħtieġ li jinkiser blat sħun niexef, għal tagħmilhom porużi.

Imbagħad, jiġi introdott ilma kiesaħ mill-wiċċ minn ġo pajp, ħalliha tgħaddi mill-blat maqsum jaħraq, sabiex jisħon u mbagħad, il-fwar tal-ilma jiġi estratt minn pajp ieħor biex tuża l-pressjoni tagħha biex issuq turbina u jiġġeneraw enerġija elettrika.

kontorn tal-blat jaħraq

Il-problema b’dan it-tip ta ’sfruttament huma t-tekniki għall-ksur tal-blat f’tali fond u tħaffir.

Għalkemm sar ħafna progress f'dawn l-oqsma bl-użu ta 'tekniki ta' tħaffir taż-żejt.

Enerġija ġeotermali b'temperatura baxxa ħafna

Nistgħu nikkunsidraw il taħt l-art sa fond żgħir bħal a sors ta 'sħana f'15ºC, totalment rinnovabbli u ineżawribbli.

Permezz ta 'sistema xierqa ta' qbid u pompa tas-sħana, is-sħana tista 'tiġi ttrasferita minn dan is-sors fi 15 ° C għal sistema li tilħaq 50 ° C, u din ta' l-aħħar tista 'tintuża għat-tisħin u l-kisba ta' ilma sħun sanitarju għall-użu fid-dar.

Barra minn hekk, l-istess pompa tas-sħana tista 'tassorbi s-sħana mill-ambjent f'temperatura ta' 40ºC u twassalha lis-subsoil bl-istess sistema ta 'qbidGħalhekk, is-sistema li tista 'ssolvi t-tisħin domestiku tista' wkoll issolvi t-tkessiħ, jiġifieri, id-dar għandha installazzjoni waħda għall-arja kondizzjonata integrali tagħha.

L - iżvantaġġ ewlieni ta 'dan it - tip ta' enerġija huwa l - għandhom bżonn wiċċ ta 'dfin kbir ħafna taċ-ċirkwit ta' barraMadankollu, il-vantaġġ ewlieni tiegħu huwa l-pPossibbiltà li tużaha bħala sistema ta 'tisħin u tkessiħ bi prezz baxx ħafna.

Fid-dijagramma li ġejja tista 'tara modi differenti ta' kif taqbad jew tittrasferixxi s-sħana għall-art għal użu aktar tard fit-tisħin, tkessiħ u ksib ta 'DHW (ilma sħun sanitarju). Se nispjega l-proċedura hawn taħt.

Skema tas-sistema HVAC

Arja kkundizzjonata ta 'dar, blokka ta' appartamenti, sptar, eċċ. jista 'jintlaħaq individwalment, peress li ma teħtieġx investimenti kbar għas-sistema, b'differenza mill-faċilitajiet ġeotermali ta 'temperatura għolja u medja.

Din is-sistema li tuża l-enerġija solari assorbita mill-wiċċ tad-Dinja hija bbażata fuq 3 elementi ewlenin:

  1. Pompa tas-sħana
  2. Skambja ċirkwit mad-Dinja
    1. Skambju ta 'sħana ma' ilmijiet tal-wiċċ
    2. Skambja mal-art
  3. Skambja ċirkwit mad-dar

Pompa tas-sħana

Il-pompa tas-sħana hija magna termodinamika li huwa bbażat fuq iċ-Ċiklu Carnot imwettaq minn gass.

Din il-magna tassorbi s-sħana minn sors wieħed biex twassalha lil ieħor li jkun f'temperatura ogħla.

L-iktar eżempju tipiku huma refriġeraturiDawn għandhom magna li tiġbed is-sħana minn ġewwa u tkeċċiha għal barra, li tinsab f'temperatura ogħla.

Eżempji oħra ta 'pompi tas-sħana huma air conditioners u air conditioners għal djar u karozzi.

F'din l - iskematika, tista 'tara li l - Il-bozza kiesħa tassorbi s-sħana mill-art fi skambju u l-likwidu li jiċċirkola miċ-ċirkwit tal-bozza kiesħa jassorbi s-sħana sakemm jevapora.

skema tal-pompa tas-sħana

Iċ-ċirkwit li jġorr l-ilma bis-sħana mill-art jibred u jirritorna lejn l-art, l-irkupru tat-temperatura tal-ħamrija huwa mgħaġġel ħafna.

Min-naħa l-oħra, il-bozza sħuna, ġewwa d-dar, issaħħan l-arja u tagħtiha s-sħana.

Il-pompa tas-sħana qed “tippompja” s-sħana mill-bozza kiesħa għall-bozza sħuna.

Prestazzjoni (enerġija fornuta / enerġija assorbita) jiddependi fuq it-temperatura tas-sors li jforni s-sħana evaporata.

Sistemi konvenzjonali ta 'kondizzjonament ta' l-arja jassorbi s-sħana mill-atmosfera, li fix-xitwa tista 'tilħaq temperaturas hawn taħt -2 ° Ċ.

F'dawn it - temperaturi l - evaporatur ma jista 'jaqbad prattikament l - ebda sħana u l - il-prestazzjoni tal-pompa hija baxxa ħafna.

Fis-sajf meta jkun iktar sħun, il-pompa trid iċedi s-sħana mill-atmosfera li tista 'tkun fiha 40°C, ma 'dak li il-prestazzjoni mhix tajba daqs kemm tista 'tistenna.

Madankollu, is-sistema tal-ġbir ġeotermali, billi jkollok sors għal temperatura kostanti, il-prestazzjoni hija dejjem ottimali irrispettivament mill-kundizzjonijiet tat-temperatura atmosferika. Allura din is-sistema hija ħafna iktar effiċjenti minn pompa tas-sħana konvenzjonali.

Skambja ċirkwiti mad-Dinja

Skambju ta 'sħana ma' ilmijiet tal-wiċċ

Din is-sistema hija bbażata fuq poġġi l-ilma f'kuntatt termali ġejjin minn sors tal-wiċċ bl-evaporatur / kondensatur, skond il-bżonnijiet, għall-assorbiment jew it-trasferiment tas-sħana għall-imsemmija ilmijiet.

Vantaġġ: jippreżenta huwa li għandu bi prezz baxx

Żvantaġġ:  mhux dejjem hemm sors ta 'ilma disponibbli.

Skambja mal-art

dan jista 'jkun dirett meta l-iskambju bejn l-art u l-evaporatur / kondensatur tal-pompa tas-sħana jitwettaq permezz ta 'pajp tar-ram midfun.

Għal dar, jistgħu jkunu meħtieġa bejn 100 u 150 metru ta 'pajp.

  • Vantaġġ: spiża baxxa, sempliċità u prestazzjoni tajba.
  • Żvantaġġi: possibbiltà ta 'tnixxija ta' gass u ffriżar ta 'żoni ta' l-art.

Jew ukoll jista 'jkun ċirkwit awżiljarju meta jkollha sett ta 'pajpijiet midfuna, li minnhom l-ilma jiġi ċċirkolat, li min-naħa tiegħu jibdel is-sħana ma' l-evaporatur / kondensatur.

Għal dar, jistgħu jkunu meħtieġa bejn 100 u 200 metru ta 'pajp.

  • Vantaġġ: pressjoni baxxa fiċ-ċirkwit, u b'hekk tevita differenzi kbar fit-temperatura
  • Żvantaġġi: spiża għolja.

Skambja ċirkwiti mad-dar

Dawn iċ-ċirkwiti jista 'jkun ma' skambju dirett jew b'distribuzzjoni ta 'ilma sħun u kiesaħ.

Skambju dirett Hija bbażata fuq ċirkolazzjoni ta 'fluss ta' arja fuq il-wiċċ tal-evaporatur / kondensatur fuq in-naħa tad-dar għall-iskambju tas-sħana u t-tqassim ta 'din l-arja sħuna / kiesħa mad-dar kollha, permezz ta' pajpijiet insulati termalment.

B'sistema ta 'distribuzzjoni waħda, id-distribuzzjoni ta' sħun u kiesaħ fid-dar tissolva.

  • Vantaġġ: ġeneralment ikollhom spiża baxxa u ħafna sempliċità.
  • Żvantaġġi: prestazzjoni baxxa, kumdità moderata u hija applikabbli biss għal djar li huma mibnija ġodda jew li għandhom sistema ta 'tisħin b'konvezzjoni tal-arja.

Is-sistema tad-distribuzzjoni tal-ilma sħun u kiesaħ Huwa bbażat fuq ċirkolazzjoni ta 'fluss ta' ilma fuq il-wiċċ tal-evaporatur / kondensatur fuq in-naħa tad-dar għall-iskambju tas-sħana.

L-ilma ġeneralment jitkessaħ għal 10 ° C fis-sajf u jissaħħan sa 45 ° C fix-xitwa biex jintuża bħala mezz ta 'arja kkundizzjonata.

It-tisħin ta 'taħt l-art huwa l-aħjar metodu ta' prestazzjoni u komdu biex issolvi t-tisħin, madankollu, ma jistax jintuża għat-tkessiħ, allura jekk jintuża dan il-metodu jew dak tar-radjaturi tal-misħun, ikun irid jiġi installat sistema oħra biex tkun tista 'tuża t-tkessiħ.

  • Vantaġġ: kumdità u prestazzjoni għolja ħafna.
  • Żvantaġġi: spiża għolja.

Prestazzjoni ta 'sistemi ta' arja kondizzjonata

Effiċjenza fl-enerġija ta 'sistema ta' kondizzjonament ta 'l-arja li tuża bħala sors ta' sħana il-ħamrija tal-art fi 15 ° C huwa mill-inqas ta ' 400% fit-tisħin u 500% fit-tkessiħ.

Meta jkun qed jisħon hemm biss kontribuzzjoni ta 'enerġija elettrika ta' 25% ta 'l-enerġija totali meħtieġa. U meta tintuża biex tkessaħ il-prestazzjoni hija iktar mid-doppju ta 'dik ta' pompa tas-sħana li tpartat ma 'l-arja f'40 grad, allura f'dan il-każ hemm ukoll iffrankar ta 'enerġija ta' aktar minn 50% meta mqabbel ma 'arja kondizzjonata konvenzjonali.

Dan ifisser li biex tippompja mill-arblu kiesaħ għall-arblu sħun 4 unitajiet ta 'enerġija (per eżempju 4 kaloriji), hija meħtieġa biss unità waħda ta' enerġija.

Fir-refriġerazzjoni, għal kull 5 unitajiet ippumpjati, hija meħtieġa unità waħda biex tippompjahom.

Dan huwa possibbli minn dakinhar ma tiġġenerax is-sħana kollha, iżda ħafna minnu huwa trasferit biss minn sors għal ieħor.

L-unitajiet ta 'enerġija li nipprovdu lill-pompa tas-sħana huma fil-forma ta' enerġija elettrika, għalhekk bażikament qed nipproduċu CO2 fl-impjant li jipproduċi l-enerġija elettrika, għalkemm fi kwantitajiet ħafna iżgħar.

Nru obstante, nistgħu nużaw pompi tas-sħana mhux elettriċi, iżda li s-sors ta 'enerġija tagħhom kien termali mix-xemx iżda għadhom fil-fażi sperimentali.

Si inqabblu din is-sistema ma 'sistema ta' tisħin tal-ġbir tal-enerġija solari permezz ta 'pannelli nistgħu naraw dan jippreżenta vantaġġ kbirbilli ma teħtieġx akkumulaturi kbar biex tikkumpensa għas-sigħat ta 'nuqqas ta' radjazzjoni solari.

L-akkumulatur kbir huwa l-massa tad-Dinja stess li jagħmilna jkollna sors ta 'enerġija f'temperatura kostanti, li fl-ambitu ta' din l-applikazzjoni ġġib ruħha bħala infinita.

Prestazzjoni

Madankollu, dak li jagħmel L-aħjar għażla biex tuża dan is-sors ta 'enerġija hija li tgħaqqadha ma' enerġija solari termali., biex ma tmexxix il-pompa tas-sħana kif imsemmi hawn fuq (li wkoll) imma biex iżżid is-sħana mas-sistema, minħabba li fl-applikazzjonijiet għat-tisħin u għall-produzzjoni tal-misħun domestiku, l-ilma jista 'jinġieb għal 15ºC bl-użu ta' enerġija ġeotermali għal aktar tard, tgħolli t-temperatura tal-ilma bl-enerġija solari.

F'dan il-każ l-effiċjenza tal-pompa tas-sħana tiżdied b'mod esponenzjali.

Distribuzzjoni tal-enerġija ġeotermika

L-enerġija ġeotermika hija mifruxa mal-pjaneta kollha, speċjalment fil - forma ta 'blat jaħraq niexef, imma hemm żoni li fihom testendi forsi 'l fuq minn 10% tal-wiċċ tal-pjaneta u għandhom kundizzjonijiet speċjali biex jiżviluppaw dan it-tip ta 'enerġija.

Jiġifieri l żoni F'liema aktar manifest l-effetti tat-terremoti u l-vulkani u li, b'mod ġenerali, jikkoinċidu ma ' difetti tekniċi importanti.

mappa tal-enerġija ġeotermali

Fost dawn hemm:

  • Il-kosta tal-Paċifiku tal-Kontinent Amerikan, mill-Alaska għaċ-Ċili.
  • Il-Paċifiku tal-Punent, minn New Zealand, mill-Filippini u l-Indoneżja, għan-Nofsinhar taċ-Ċina u l-Ġappun.
  • Il-wied tad-dislokazzjoni tal-Kenja, l-Uganda, iż-Żaire u l-Etjopja.
  • L-inħawi tal-Mediterran.

Vantaġġi u żvantaġġi ta 'enerġija ġeotermali

Din l-enerġija, bħal dak kollu li jeżisti, għandha l-partijiet tajbin tagħha kif ukoll il-partijiet ħżiena tagħha.

Como vantaġġi nistgħu ngħidu li:

  • Instab imqassma mal-pjaneta kollha.
  • L - iktar sorsi ġeotermali ekonomiċi jinsabu fl - UE żoni vulkaniċi jinsabu fil-biċċa l-kbira f'pajjiżi li qed jiżviluppaw, li jistgħu jkunu ħafna utli biex ittejjeb is-sitwazzjoni tiegħek.
  • Huwa sors ineżawribbli ta 'enerġija fuq skala umana.
  • Hija l-enerġija orħos dak hu magħruf.

Tiegħek żvantaġġi għall-kuntrarju huma:

  • L-użu tal-enerġija ġeotermali jippreżenta ftit problemi ambjentali, b'mod partikolari, rilaxx ta 'gassijiet sulfurużi fl-atmosfera, flimkien ma ’ skariki ta 'ilma sħun fix-xmajjar, li ħafna drabi jkun fihom livell għoli ta 'solidi.

Għalkemm ġeneralment, l-ilma mormi jista 'jerġa' jiġi injettat fid-dinja, wara li jkun estratta, f'xi każijiet, melħ tal-potassju li jista 'jintuża kummerċjalment.

  • B'mod ġenerali, it-trasmissjoni ta 'sħana ġeotermali fuq distanzi twal mhix fattibbli. Ilma sħun jew fwar għandu jintuża fil-viċinanza tas-sors tiegħu, qabel ma jibred.
  • Ħafna mill-ilmijiet ġeotermali jinstabu temperaturi taħt il-150ºC għalhekk b'mod ġenerali, mhuwiex sħun biżżejjed għall-ġenerazzjoni tal-elettriku.

Dawn l-ilmijiet jistgħu jintużaw biss għall-għawm, tisħin ta 'bini u serer u uċuħ ta' barra, jew bħala ilma msaħħan minn qabel għall-bojlers.

  • Il- ġibjuni niexfa tal-blat jaħraq għandhom ħajja qasiraHekk kif l-uċuħ ikkrekkjati jiksħu malajr, l-effiċjenza enerġetika tagħhom tinżel malajr.
  • Il- l-ispejjeż tal-installazzjoni huma għoljin ħafna.

Il-futur tal-enerġija ġeotermali

S’issa, perforazzjonijiet u estratt is-sħana sa fond ta 'madwar 3 km, għalkemm huwa mistenni li jkun kapaċi jilħaq fond akbar, li bih l-enerġija ġeotermali tista 'tintuża b'mod aktar wiesa'.

L-enerġija totali disponibblifil-mod ta 'ilma sħun, fwar jew blat jaħraq, sa fond ta' 10 km, approċċi 3.1017 toe. 30 miljun darba l-konsum dinji tal-enerġija attwali. Li jindika dak l-enerġija ġeotermika tista 'tkun alternattiva interessanti fi żmien qasir.

It-tekniki pperfezzjonati għall-iżvilupp ta 'riżorsi ġeotermali huma simili ħafna għal dawk użati fis-settur taż-żejt. Madankollu, minn dakinhar il-kontenut tal-enerġija tal-ilma fi 300ºC huwa elf darba inqas minn dak taż-żejt, il-kapital jista 'jiġi investit ekonomikament fl-esplorazzjoni u t-tħaffir huwa ħafna inqas.

Madankollu, in-nuqqas ta 'żejt jista' jsaħħaħ l-użu dejjem jiżdied ta 'enerġija ġeotermali.

Proċess industrijali

Min-naħa l-oħra, dejjem kien possibbli li użu ta ’sorsi ġeotermali għall-ġenerazzjoni tal-elettriku f’turbogeneraturi ta’ daqs medju (10-100MW) li jinsabu ħdejn is-siti tal-bir, iżda t-temperatura ġeotermali minima li tista 'tintuża għall-ġenerazzjoni tal-elettriku kienet ta' 150ºC.

Dan l-aħħar turbini bla blad ġew żviluppati għal ilma ġeotermali u fwar sa 100ºC biss, li jippermetti li jespandi l-qasam tal-użu ta 'din l-enerġija.

Barra minn hekk, jistgħu jintużaw fi proċessi industrijali bħall-ipproċessar ta 'metalli, it-tisħin ta' proċessi industrijali ta 'kull tip, it-tisħin ta' serer, eċċ.

Imma probabbilment l-akbar futur ta 'enerġija ġeotermali jinsab fl-użu ta' enerġija ġeotermali f'temperatura baxxa ħafna, minħabba l-versatilità, is-sempliċità, l-ispiża ekonomika u ambjentali baxxa u l-possibbiltà ta ' użaha bħala sistema ta 'tisħin u tkessiħ.


Il-kontenut tal-artikolu jaderixxi mal-prinċipji tagħna ta ' etika editorjali. Biex tirrapporta żball ikklikkja hawn.

Kun l-ewwel li tikkummenta

Ħalli l-kumment tiegħek

Your email address mhux se jkun ippubblikat.

*

*

  1. Responsabbli għad-dejta: Miguel Ángel Gatón
  2. Għan tad-dejta: Kontroll SPAM, ġestjoni tal-kummenti.
  3. Leġittimazzjoni: Il-kunsens tiegħek
  4. Komunikazzjoni tad-dejta: Id-dejta ma tiġix ikkomunikata lil partijiet terzi ħlief b'obbligu legali.
  5. Ħażna tad-dejta: Bażi tad-dejta ospitata minn Occentus Networks (UE)
  6. Drittijiet: Fi kwalunkwe ħin tista 'tillimita, tirkupra u tħassar l-informazzjoni tiegħek.