Geotermalna energija je vrsta obnovljive energije, ki je sposobna izkoristiti toploto iz zemeljskih podtalnic za ogrevanje stavb in pridobivanje tople vode na bolj ekološki način. Je eden manj znanih obnovljivih virov, vendar so njegovi rezultati izjemni.
Ta energija Nastajati mora v geotermalni elektrarni, kaj pa je geotermalna elektrarna in kako deluje?
Geotermalna elektrarna
Geotermalna elektrarna je objekt, kjer se toplota črpa iz Zemlje za pridobivanje obnovljive energije. Emisije ogljikovega dioksida v ozračje pri proizvodnji te vrste energije so v povprečju približno 45 g. To predstavlja manj kot 5% emisij ustreza obratom za kurjenje fosilnih goriv, zato se lahko šteje za čisto energijo.
Največji proizvajalci geotermalne energije na svetu so ZDA, Filipini in Indonezija. Upoštevati je treba, da je geotermalna energija, čeprav je obnovljiva, omejena energija. Omejena je ne zato, ker se bo Zemljina toplota izčrpala (daleč od nje), vendar jo je mogoče na učinkovit način pridobivati le v nekaterih delih planeta, kjer je kopenska toplotna aktivnost močnejša. Gre za tiste "vroče točke", kjer na enoto površine je mogoče pridobiti več energije.
Ker znanje o geotermalni energiji ni zelo napredno, Združenje za geotermalno energijo ocenjuje, da se le izkorišča trenutno 6,5% svetovnega potenciala te energije.
Geotermalni viri energije
Ker zemeljska skorja deluje kot izolacijski sloj, je treba zemljo za pridobivanje geotermalne energije prebiti s cevmi, magmo ali vodo. To omogoča oddajanje notranjosti in zajem skozi geotermalne elektrarne.
Geotermalna proizvodnja električne energije zahteva visoke temperature ki lahko prihaja le iz najglobljih delov zemlje. Da med transportom do obrata ne bi izgubili toplote, je treba zgraditi magmatske kanale, vroče vrelce, hidrotermalno cirkulacijo, vodnjake ali kombinacijo vseh.
Količina virov, ki so na voljo iz te vrste energije povečuje se z globino, do katere se vrta in bližino robov plošč. V teh krajih je geotermalna aktivnost večja, zato je več uporabne toplote.
Kako deluje geotermalna elektrarna?
Delovanje geotermalne elektrarne temelji na precej zapleteni operaciji, ki deluje v Ljubljani sistem polj-rastlina. Z drugimi besedami, energija se črpa iz notranjosti Zemlje in odnaša v obrat, kjer se proizvaja električna energija.
Geotermalno polje
Geotermalno polje, kjer delate, ustreza kopnemu z višjim geotermalnim gradientom od običajnega. To pomeni večje povečanje temperature v globini. To območje z višjim geotermalnim gradientom je običajno posledica obstoja vodonosnika z vročo vodo, ki je shranjen in omejen z neprepustno plastjo, ki ohranja vso toploto in tlak. Ta je znan kot geotermalni rezervoar in od tu se pridobiva ta toplota za proizvodnjo električne energije.
Na teh geotermalnih poljih se nahajajo geotermalne črpalne vrtine, ki se povezujejo z elektrarno. Para se odvaja skozi mrežo cevi in se odpelje v obrat, kjer toplotna energija pare se pretvori v mehansko in nato v električno energijo.
Postopek proizvodnje
Postopek pridobivanja se začne z ekstrakcijo mešanice pare in vode iz geotermalnega rezervoarja. Ko se para odpelje v obrat, se z opremo loči od geotermalne vode imenovan ciklonski separator. Ko se para odvzame, se voda ponovno vrne na površino v rezervoar, ki ga je treba ponovno ogreti (torej je obnovljiv vir).
Pridobljena para se dovede do obrata in aktivira turbino, katere rotor se vrti približno 3 vrtljajev na minuto, kar pa aktivira generator, kjer trenje z elektromagnetnim poljem mehansko energijo pretvori v električno. 13800 voltov izstopi iz generatorja, ki ob prenosu na transformatorje pretvorijo se v 115000 voltov. Ta energija se vnaša v visoke daljnovode, ki se pošiljajo v postaje in od tam v ostale domove, tovarne, šole in bolnišnice.
Geotermalna para se po obračanju turbine ponovno kondenzira in ponovno vbrizga v podtalje. Ta postopek povzroči, da se voda v geotermalnem rezervoarju ponovno ogreje in tako postane črpanje energije iz obnovljivih virov, saj se ob ponovnem segrevanju spremeni v paro in turbino spet spremeni. Za vse to lahko rečemo, da geotermalna energija gre za čisto, ciklično, obnovljivo in trajnostno energijo, saj se s ponovnim vbrizgom napolni vir, s katerim nastaja energija. Če ločene vode in kondenzirane pare ne bi ponovno vbrizgali v geotermalni rezervoar, to ne bi veljalo za obnovljivo energijo, saj po izčrpanju virov ni več mogoče črpati pare.
Vrste geotermalnih elektrarn
Obstajajo tri vrste geotermalnih elektrarn.
Naprave za suho paro
Te plošče imajo preprostejšo in starejšo zasnovo. To so tisti, ki uporabljajo paro neposredno pri temperaturi približno 150 stopinj ali več za pogon turbine in proizvodnjo električne energije.
Flash parne naprave
Te naprave delujejo tako, da skozi vodnjake dvigujejo visokotlačno toplo vodo in jo vnašajo v nizkotlačne rezervoarje. Ko se tlak zniža, del vode hlapi in se loči od tekočine za pogon turbine. Kot v drugih primerih se odvečna tekoča voda in kondenzirana para vrneta v rezervoar.
Binarni ciklični centri
Ti so najsodobnejši in lahko delujejo pri temperaturah tekočine le 57 stopinj. Voda je le zmerno vroča in se pretaka skupaj z drugo tekočino, ki ima veliko nižje vrelišče kot voda. Na ta način, ko pride v stik z vodo, tudi pri temperaturi le 57 stopinj, izhlapi in se lahko uporablja za premikanje turbin.
S temi informacijami zagotovo ni nobenega dvoma o delovanju geotermalne elektrarne.
Kako deluje toplotno ogrevanje? Povemo vam:
