Geothermische energie is een soort hernieuwbare energie die de warmte van de ondergrond van de aarde kan gebruiken om gebouwen te verwarmen en op een meer ecologische manier warm water te verkrijgen. Het is een van de minder bekende hernieuwbare bronnen, maar de resultaten zijn zeer opmerkelijk.
Deze energie Het moet worden opgewekt in een geothermische installatie, maar wat is een geothermische installatie en hoe werkt het?
Geothermische energiecentrale
Een geothermische energiecentrale is een faciliteit waar warmte aan de aarde wordt onttrokken om hernieuwbare energie op te wekken. De uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer door de opwekking van dit soort energie is gemiddeld ongeveer 45 g. Dit is verantwoordelijk voor minder dan 5% van de uitstoot komt overeen in installaties die fossiele brandstoffen verbranden, dus het kan als schone energie worden beschouwd.
De grootste producenten van aardwarmte ter wereld zijn de Verenigde Staten, de Filippijnen en Indonesië. Er moet rekening mee worden gehouden dat aardwarmte, hoewel hernieuwbaar, een beperkte energie is. Het is beperkt, niet omdat de warmte van de aarde uitgeput zal raken (verre van dat), maar het kan alleen op een haalbare manier worden gewonnen in sommige delen van de planeet waar de thermische activiteit op aarde sterker is. Het gaat over die "hot spots" waar per oppervlakte-eenheid kan meer energie worden gewonnen.
Omdat de kennis over aardwarmte niet erg geavanceerd is, schat de Geothermal Energy Association dat deze alleen wordt benut momenteel 6,5% van het wereldpotentieel van deze energie.
Geothermische energiebronnen
Omdat de aardkorst als isolerende laag fungeert, moet de aarde worden doorboord met leidingen, magma of water om geothermische energie te verkrijgen. Hierdoor kan het interieur worden uitgestoten en opgevangen via geothermische energiecentrales.
Geothermische elektriciteitsopwekking vereist hoge temperaturen dat kan alleen uit de diepste delen van de aarde komen. Om geen warmte te verliezen tijdens het transport naar de plant, moeten magmatische leidingen, warmwaterbronnen, hydrothermische circulatie, waterputten of een combinatie hiervan worden gebouwd.
De hoeveelheid middelen die beschikbaar zijn uit dit soort energie het neemt toe met de diepte waarop het wordt geboord en de nabijheid van de randen van de platen. Op deze plaatsen is de geothermische activiteit groter, dus er is meer bruikbare warmte.
Hoe werkt een geothermische energiecentrale?
De werking van een geothermische energiecentrale is gebaseerd op een vrij complexe operatie die werkt in een veld-plantensysteem. Met andere woorden: energie wordt uit het binnenste van de aarde gehaald en naar de plant gevoerd waar de elektriciteit wordt opgewekt.
Geothermisch veld
Het geothermische veld waar u werkt, komt overeen met het landoppervlak met een hogere geothermische gradiënt dan normaal. Dat wil zeggen, een grotere temperatuurstijging op diepte. Dit gebied met een hogere geothermische gradiënt is normaal gesproken te wijten aan het bestaan van een watervoerende laag die wordt opgesloten met warm water en die wordt opgeslagen en begrensd door een ondoordringbare laag die alle warmte en druk vasthoudt. Dit staat bekend als een geothermisch reservoir en van hieruit wordt die warmte onttrokken om elektriciteit op te wekken.
In deze geothermische velden bevinden zich de aardwarmte-extractieputten die aansluiten op de energiecentrale. De stoom wordt gewonnen via een netwerk van leidingen en wordt naar de fabriek geleid waar de warmte-energie van de stoom wordt omgezet in mechanische energie en vervolgens in elektrische energie.
Generatieproces
Het opwekkingsproces begint met de extractie van het stoom- en watermengsel uit het geothermische reservoir. Eenmaal naar de fabriek gebracht, wordt de stoom met behulp van apparatuur gescheiden van het geothermische water genaamd cycloonafscheider. Wanneer de stoom wordt onttrokken, wordt het water weer naar de oppervlakte teruggevoerd naar het reservoir om te worden opgewarmd (het is dus een hernieuwbare bron).
De afgezogen stoom wordt naar de plant geleid en activeert een turbine waarvan de rotor ongeveer ronddraait 3 omwentelingen per minuut, die op zijn beurt de generator activeert, waar de wrijving met het elektromagnetische veld mechanische energie omzet in elektrische energie. Er komt 13800 volt uit de generator die bij overdracht naar de transformatoren, ze zijn omgezet naar 115000 volt. Deze energie wordt geïntroduceerd in de hoogspanningslijnen om naar de onderstations en van daaruit naar de rest van huizen, fabrieken, scholen en ziekenhuizen te worden gestuurd.
De geothermische stoom wordt opnieuw gecondenseerd en na het draaien van de turbine opnieuw in de ondergrond geïnjecteerd. Dit proces zorgt ervoor dat het water opnieuw wordt verwarmd in het geothermische reservoir en maakt het een hernieuwbare energie-extractie, aangezien het bij opwarming in stoom verandert en de turbine weer doet draaien. Voor dit alles kan worden gezegd dat aardwarmte het is een schone, cyclische, hernieuwbare en duurzame energie, aangezien met de herinjectie de bron waarmee de energie wordt opgewekt, wordt opgeladen. Als het afgescheiden water en de gecondenseerde stoom niet opnieuw in het geothermische reservoir zouden worden geïnjecteerd, zou het niet als hernieuwbare energie worden beschouwd, aangezien, zodra de bron op was, er geen stoom meer zou kunnen worden onttrokken.
Soorten geothermische energiecentrales
Er zijn drie soorten geothermische energiecentrales.
Droge stoominstallaties
Deze panelen hebben een eenvoudiger en ouder ontwerp. Het zijn degenen die stoom direct gebruiken bij een temperatuur van ongeveer 150 graden of meer om de turbine aan te drijven en elektriciteit op te wekken.
Flash Steam-installaties
Deze planten werken door het hete water onder hoge druk door de putten te laten stromen en in lagedruktanks te brengen. Wanneer de druk wordt verlaagd, verdampt een deel van het water en wordt het gescheiden van de vloeistof om de turbine aan te drijven. Net als in de andere gevallen wordt het overtollige vloeibare water en de gecondenseerde stoom teruggevoerd naar het reservoir.
Binaire Cyclus Centralen
Dit zijn de modernste en kunnen werken bij vloeistoftemperaturen slechts 57 graden. Het water is slechts matig heet en wordt langs een andere vloeistof geleid die een veel lager kookpunt heeft dan water. Op deze manier verdampt het, wanneer het in contact komt met water, zelfs bij een temperatuur van slechts 57 graden, en kan het worden gebruikt om de turbines te verplaatsen.
Met deze informatie zijn er zeker geen twijfels over de werking van een geothermische energiecentrale.
Hoe werkt thermische verwarming? We vertellen je:
