Geotermik energiya, havoni tozalash tizimlari va kelajak nima

Geotermik energiya

Shubhasiz siz geotermik energiya umumiy ma'noda nima ekanligini bilasiz, ammo Ushbu energiya haqidagi barcha asoslarni bilasizmi?

Umuman aytganda, biz geotermik energiya deb aytamiz Yer ichidagi issiqlik energiyasi.

Boshqacha qilib aytganda, geotermik energiya Quyoshdan kelib chiqmaydigan yagona qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi.

Bundan tashqari, biz ushbu energiya qayta tiklanadigan energiya emas deb ayta olamiz, chunki uning yangilanishi cheksiz emas, Ammo inson miqyosida bitmas-tuganmasdir, shuning uchun u amaliy maqsadlar uchun yangilanadigan hisoblanadi.

Yer ichidagi issiqlikning kelib chiqishi

Yer ichidagi issiqlikning asosiy sababi bu ba'zi radioaktiv elementlarning uzluksiz parchalanishi Uran 238, Torium 232 va Kaliy 40 kabi.

Boshqa biri geotermik energiyaning kelib chiqishi ular tektonik plitalarning to'qnashuvi.

Biroq, ma'lum hududlarda geotermik issiqlik ko'proq joyga jamlangandir, chunki uning atrofida sodir bo'ladi vulqonlar, magma oqimlari, geyzerlar va issiq buloqlar.

Geotermik energiyadan foydalanish

Ushbu energiya kamida 2.000 yil davomida ishlatilgan.

Rimliklar issiq buloqlardan foydalanganlar hojatxonalar va yaqinda ushbu energiya uchun ishlatilgan binolarni va issiqxonalarni isitish va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun.

Hozirgi vaqtda biz geotermik energiyani olishimiz mumkin bo'lgan uchta turdagi konlar mavjud:

  • Yuqori haroratli suv omborlari
  • Past haroratli suv omborlari
  • Quruq issiq tosh suv omborlari

Yuqori haroratli suv omborlari

Depozit bor deb aytamiz yuqori harorat suv omboriga suv yetganda harorat 100ºC dan yuqori faol issiqlik manbai mavjudligi sababli.

Geotermik issiqlik foydalanishga yaroqli geotermik energiyani yaratishi uchun geologik sharoit a hosil qilish imkoniyatini yaratishi kerak geotermik suv ombori, a yoki dan iborat bo'lgan neft yoki tabiiy gaz tarkibidagi narsalarga o'xshash o'tkazuvchan tosh, qumtoshlar yoki ohaktosh, masalan, a suv o'tkazmaydigan qatlam, loy kabi.

yuqori harorat sxemasi

Toshlar bilan isitiladigan er osti suvlari yuqoriga qarab yo'naladi suv o'tkazmaydigan qatlam ostida qoladigan suv omboriga.

Qachon yoriqlar bor suv o'tkazmaydigan qatlamda bug 'yoki suvning er yuziga chiqishi mumkin, issiq buloqlar yoki geyzerlar ko'rinishida paydo bo'ladi.

Ushbu issiq buloqlar qadim zamonlardan beri ishlatilgan va isitish va sanoat jarayonlarida osonlikcha ishlatilishi mumkin.

termal vannalar

Hammomning Rim hammomlari

Past haroratli suv omborlari

Past haroratli suv omborlari suvning harorati, biz foydalanmoqchi bo'lgan, joylashgan 60 dan 100ºC gacha.

Ushbu depozitlarda, issiqlik oqimining qiymati er po'stining normal holatidir, shuning uchun avvalgi shartlarning 2 ta mavjudligi keraksiz: faol issiqlik manbai va suyuqlik do'konining izolatsiyasi.

Past harorat sxemasi

Faqat omborning mavjudligi tegishli chuqurlikda, shuning uchun ushbu hududda mavjud bo'lgan geotermik gradyan bilan uning ekspluatatsiyasini tejamkor qiladigan harorat mavjud.

Quruq issiq tosh suv omborlari

Potentsial geotermik energiya es juda ko'p issiqlik quruq quruq jinslardan olinadigan bo'lsatabiiy ravishda suvni o'z ichiga olmaydi.

Ular a harorat 250 dan 300ºC gacha allaqachon bitta chuqurligi 2.000 dan 3.000 metrgacha.

Uni ekspluatatsiya qilish uchun quruq issiq toshlarni sindirish kerak ularni gözenekli qiling.

Keyin, sovuq suv kiritiladi yuzadan quvur orqali, singan issiq toshdan o'tishiga imkon berib, qizib ketishi va keyin, suv bug'lari olinadi turbinani haydash uchun uning bosimidan foydalanish uchun boshqa quvur orqali va elektr energiyasini ishlab chiqarish.

hot rock anahat

Ushbu turdagi ekspluatatsiya bilan bog'liq muammo shundaki, toshlarni shu qadar chuqurlikda yorish va burg'ulash texnikasi.

Ushbu sohalarda neftni burg'ulash texnikasi yordamida katta yutuqlarga erishilgan bo'lsa-da.

Juda past haroratli geotermik energiya

Biz ko'rib chiqishimiz mumkin er osti qatlami kabi kichik chuqurliklarga issiqlik manbai 15ºC da, umuman yangilanadigan va bitmas-tuganmas.

Tegishli yig'ish tizimi va issiqlik pompasi yordamida issiqlik manbaidan 15ºS da 50 ºS ga yetadigan tizimga uzatilishi mumkin, ikkinchisi esa isitish uchun va uyda foydalanish uchun sanitariya issiq suvini olish uchun ishlatilishi mumkin.

Shuningdek, bir xil issiqlik pompasi atrofdan issiqlikni 40ºS da qabul qilishi va uni bir xil tortishish tizimi bilan er osti qatlamiga etkazishi mumkinShu sababli, maishiy isitishni hal qila oladigan tizim sovutishni ham hal qilishi mumkin, ya'ni uyning ajralmas konditsionerligi uchun bitta o'rnatish mavjud.

Ushbu turdagi energiyaning asosiy kamchiligi bu tashqi devorning juda katta dafn yuzasiga muhtojBiroq, uning asosiy afzalligi pUni juda arzon narxda isitish va sovutish tizimi sifatida ishlatish imkoniyati.

Quyidagi diagrammada siz isitish, sovutish va DHW (sanitariya-gigiyenik suv) olishda undan keyin foydalanish uchun issiqlikni ushlab turish yoki erga uzatishning turli usullarini ko'rishingiz mumkin. Men quyida tartibni tushuntirib beraman.

HVAC tizimining sxemasi

Konditsioner uy, ko'p qavatli uy, kasalxona va boshqalar. erishish mumkin individual ravishda, chunki bu yuqori va o'rta haroratli geotermik inshootlardan farqli o'laroq tizim uchun katta mablag 'talab qilmaydi.

Quyosh energiyasini Yer yuziga singdiradigan tizim uchta asosiy elementga asoslangan:

  1. Issiqlik pompasi
  2. Yer bilan almashinish davri
    1. Er usti suvlari bilan issiqlik almashinuvi
    2. Yer bilan almashtiring
  3. Uy bilan almashtirish sxemasi

Issiqlik pompasi

Issiqlik pompasi termodinamik mashinadir bu gaz tomonidan bajariladigan Carnot Cycle-ga asoslangan.

Ushbu mashina issiqlikni yuqori haroratda bo'lgan boshqasiga etkazib berish uchun bir manbadan issiqlikni yutadi.

Eng odatiy misol - muzlatgichlarBularda issiqlikni ichkaridan chiqaradigan va yuqori haroratda bo'lgan tashqi tomonga chiqaradigan mashina mavjud.

Issiqlik nasoslarining boshqa namunalari - uylar va avtomobillar uchun konditsionerlar va konditsionerlar.

Ushbu sxemada siz Sovuq lampochka almashinish natijasida erdan issiqlikni yutadi va sovuq lampochka zanjiri orqali aylanib yuradigan suyuqlik issiqlikni bug'langunga qadar yutadi.

issiqlik nasoslari sxemasi

Suvni erdan issiqlik bilan olib boradigan zanjir soviydi va erga qaytadi, tuproq haroratini tiklash juda tez.

Boshqa tomondan, uy ichidagi issiq lampochka, unga issiqlik berib, havoni isitadi.

Issiqlik pompasi sovuq lampadan issiq lampaga "pompalanmoqda".

Ishlash (energiya bilan ta'minlangan / so'rilgan energiya) bu bug'langan issiqlikni ta'minlovchi manbaning haroratiga bog'liq.

An'anaviy konditsioner tizimlar qishda etib borishi mumkin bo'lgan atmosferadan issiqlikni yutadi haroratQuyida s -2 ° S

Bu haroratlarda bug'lanish moslamasi deyarli hech qanday issiqlik va nasosning ishlashi juda past.

Yozda u issiqroq bo'lganda, nasos atmosferada bo'lishi mumkin bo'lgan issiqlikni berishi kerak 40ºS, nima bilan ishlash siz kutgan darajada yaxshi emas.

Biroq, geotermik yig'ish tizimimanbaiga ega doimiy harorat, ishlash har doim ham maqbuldir atmosfera harorati sharoitidan qat'i nazar. Shunday qilib, ushbu tizim odatdagi issiqlik nasosiga qaraganda ancha samarali.

Yer bilan almashinish sxemalari

Er usti suvlari bilan issiqlik almashinuvi

Ushbu tizim asoslanadi suvni termal kontaktga qo'ying evaporatator / kondensator bilan sirt manbasidan, ehtiyojga ko'ra, issiqlikni so'rilishi yoki aytilgan suvlarga etkazishi uchun keladi.

Afzallik: sovg'alar - bu a arzon

Kamchilik:  har doim ham suv manbai mavjud emas.

Yer bilan almashtiring

este to'g'ridan-to'g'ri bo'lishi mumkin issiqlik pompasining er bilan bug'lashtirgichi / kondensatori o'rtasidagi almashinish ko'milgan mis quvur orqali amalga oshirilganda.

Uy uchun 100 dan 150 metrgacha quvur kerak bo'lishi mumkin.

  • Afzalliklar: arzonligi, soddaligi va yaxshi ishlashi.
  • Kamchiliklar: gaz oqishi va er maydonlarini muzlatish ehtimoli.

Yoki ham yordamchi elektron bo'lishi mumkin u ko'milgan quvurlar to'plamiga ega bo'lganda, u orqali suv aylanadi, bu esa o'z navbatida evaporatator / kondensator bilan issiqlikni almashtiradi.

Uy uchun 100 dan 200 metrgacha quvur kerak bo'lishi mumkin.

  • Afzalliklar: kontaktlarning zanglashiga past bosimi, shuning uchun katta harorat farqlaridan saqlanish
  • Kamchiliklar: yuqori narx.

Uy bilan almashtirish sxemalari

Ushbu sxemalar bilan bo'lishi mumkin to'g'ridan-to'g'ri almashinish yoki issiq va sovuq suv taqsimoti bilan.

To'g'ridan-to'g'ri almashtirish Bu issiqlik almashinuvi uchun uyning yon tomonidagi bug'lanish moslamasi / kondensator yuzasida havo oqimini aylantirishga va bu issiq / sovuq havoni uy bo'ylab, issiqlik izolyatsiya qilingan quvurlar orqali tarqatishga asoslangan.

Yagona tarqatish tizimi bilan uyda issiq va sovuqni taqsimlash hal qilinadi.

  • Afzalliklar: ular odatda past narxga va juda soddalikka ega.
  • Kamchiliklar: past ishlash, o'rtacha qulaylik va faqat yangi qurilgan yoki havo konvektsion isitish tizimiga ega bo'lgan uylarga tegishli.

Issiq va sovuq suv tarqatish tizimi bu issiqlik almashinuvi uchun uyning yon tomonidagi bug'lanish moslamasi / kondensator yuzasida suv oqimining aylanishiga asoslanadi.

Suv, odatda, yozda 10ºS ga qadar sovutiladi va qishda 45ºS ga qadar isitiladi, bu esa konditsioner vositasi sifatida ishlatiladi.

Yerdan isitish - bu eng yaxshi ishlaydigan va eng qulay usul isitishni hal qilish uchun, ammo uni sovutish uchun ishlatish mumkin emas, shuning uchun agar bu usul yoki issiq suv radiatorlaridan foydalanilsa, sovutishdan foydalanish uchun boshqa tizimni o'rnatish kerak bo'ladi.

  • Afzalliklar: juda yuqori qulaylik va ishlash.
  • Kamchiliklar: yuqori narx.

Konditsioner tizimlarining ishlashi

Energiya samaradorligi issiqlik manbai sifatida ishlatiladigan konditsioner tizimining er osti qatlami 15ºC da hech bo'lmaganda 400% isitishda va 500% sovutishda.

U qizib ketganda talab qilinadigan umumiy energiyaning 25 foizigina elektr energiyasining hissasi bor. Ishlashni sovutish uchun foydalanilganda, havo bilan 40 daraja almashinadigan issiqlik pompasi ikki baravar ko'p, shuning uchun bu holda an'anaviy konditsioner bilan taqqoslaganda energiya tejash 50% dan ortiq.

Bu shuni anglatadiki, sovuq qutbdan issiq qutbga 4 birlik energiya (masalan, 4 kaloriya) nasos uchun faqat 1 birlik energiya kerak bo'ladi.

Sovutgichda har 5 dona nasos uchun ularni nasos uchun 1 dona kerak bo'ladi.

Bu beri mumkin barcha issiqlikni hosil qilmaydi, lekin uning aksariyati faqat bitta manbadan boshqasiga o'tkaziladi.

Biz issiqlik nasosiga etkazib beradigan energiya birliklari elektr energiyasi shaklida bo'ladi, shuning uchun biz asosan CO2 ni elektr energiyasini ishlab chiqaradigan korxonada ishlab chiqaramiz, ammo juda oz miqdorda.

Biroq, elektr bo'lmagan issiqlik nasoslaridan foydalanishimiz mumkin, lekin ularning energiya manbai quyosh termalidir, ammo ular hali tajriba bosqichida.

Si biz ushbu tizimni quyosh energiyasini ushlab turuvchi isitish tizimi bilan taqqoslaymiz panellar orqali biz buni ko'rishimiz mumkin katta afzalliklarni taqdim etadi, chunki katta akkumulyatorlarni talab qilmaydi quyosh nurlanishining etishmasligi soatlarini qoplash uchun.

Katta akkumulyator - bu Yerning o'z massasi bu bizni doimiy haroratda energiya manbaiga ega qiladi, bu esa ushbu dastur doirasida o'zini cheksiz tutadi.

Ishlash

Biroq, qiladigan kishi Ushbu energiya manbasini ishlatishning eng yaxshi varianti uni quyosh issiqlik energiyasi bilan birlashtirishdir., issiqlik nasosini yuqorida aytib o'tilganidek harakatlantirish uchun emas (shuningdek) tizimga issiqlik qo'shish uchun, isitish va maishiy issiq suv ishlab chiqarish dasturlarida, geotermik energiya yordamida suvni 15ºS ga etkazish mumkin keyinroq, suvning haroratini quyosh energiyasi bilan ko'taring.

Bunday holda issiqlik nasosining samaradorligi keskin o'sib boradi.

Geotermik energiya taqsimoti

Geotermik energiya butun sayyorada keng tarqalgan, ayniqsa quruq issiq jinslar shaklida, ammo u sayyoramiz yuzasining, ehtimol, 10% dan ortig'ini qamrab oladigan joylar mavjud va ular ushbu turdagi energiyani rivojlantirish uchun maxsus sharoitlarga ega.

Demoqchimanki zonalar unda zilzilalar va vulqonlarning ta'sirini yanada namoyon qiladi va bu, umuman olganda, mos keladi tektonik yoriqlar Muhim.

geotermik energiya xaritasi

Ular orasida:

  • Amerika qit'asining Tinch okean sohillari, Alyaskadan Chiligacha.
  • Tinch okeanining g'arbiy qismi, Yangi Zelandiyadan, Filippin va Indoneziya orqali, janubiy Xitoy va Yaponiyagacha.
  • Keniya, Uganda, Zair va Efiopiyaning dislokatsiya vodiysi.
  • O'rta er dengizi atrofi.

Geotermik energiyaning afzalliklari va kamchiliklari

Bu energiya, mavjud bo'lgan hamma narsalar singari, uning yaxshi qismlari bilan bir qatorda yomon qismlariga ham ega.

Komo afzalliklari biz buni aytishimiz mumkin:

  • Topildi butun sayyorada tarqalgan.
  • Eng arzon geotermik manbalar vulkanik zonalar asosan rivojlanayotgan mamlakatlarda joylashgan, bu juda bo'lishi mumkin sizning ahvolingizni yaxshilash uchun foydalidir.
  • Bu a tükenmez energiya manbai inson miqyosida.
  • Bu energiya arzonroq bu ma'lum.

Sus Kamchiliklari aksincha ular:

  • Geotermik energiyadan foydalanish ba'zi narsalarni taqdim etadi ekologik muammolar, xususan oltingugurtli gazlarni chiqarish bilan birga atmosferaga daryolarga issiq suv quyilishiko'pincha qattiq moddalarning yuqori darajasini o'z ichiga oladi.

Umuman olganda, ba'zi hollarda tijorat maqsadlarida foydalaniladigan kaliy tuzlarini qazib olgandan so'ng, chiqindi suvlarni erga qayta quyish mumkin.

  • Umuman olganda, geotermik issiqlikni uzoq masofalarga uzatish mumkin emas. Issiq suv yoki bug 'sovib ketguncha uning manbasi atrofida ishlatilishi kerak.
  • Geotermik suvlarning katta qismi topilgan harorat 150ºC dan past umuman olganda, u elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun etarli darajada issiq emas.

Ushbu suvlardan faqat cho'milish, binolarni va issiqxonalarni isitish va tashqi ekinlarni isitish uchun yoki qozonxonalar uchun oldindan isitiladigan suv sifatida foydalanish mumkin.

  • The quruq jinsli suv omborlari qisqa muddatliYoriq yuzalar tez soviganida, ularning energiya samaradorligi tezda pasayadi.
  • The o'rnatish xarajatlari juda yuqori.

Geotermik energiyaning kelajagi

Hozircha faqat burg'ulash va taxminan 3 km chuqurlikka issiqlik chiqarib oling, ammo chuqurliklarga erishish mumkin bo'lsa-da, bu bilan geotermik energiyadan kengroq foydalanish mumkin.

Mavjud umumiy energiya10 km chuqurlikgacha bo'lgan issiq suv, bug 'yoki issiq toshlar yo'lida, yondashuvlar 3.1017 tepa. Hozirgi dunyo energiya iste'molidan 30 million marta ko'p. Qaysi buni ko'rsatmoqda geotermik energiya qisqa vaqt ichida qiziqarli alternativa bo'lishi mumkin.

Geotermal resurslarni rivojlantirish uchun takomillashtirilgan usullar neft sohasida qo'llaniladigan usullarga juda o'xshashdir. Biroq, beri 300ºC da suvning energiya miqdori yog'dan ming baravar past, kapital iqtisodiy jihatdan investitsiya qilinishi mumkin, qidiruv va burg'ulash ishlari juda kam.

Biroq, neft tanqisligi geotermik energiyadan tobora ko'proq foydalanishni kuchaytirishi mumkin.

Sanoat jarayoni

Boshqa tomondan, har doim ham imkoni bo'lgan o'rta o'lchamdagi turbo generatorlarda elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun geotermik manbalardan foydalanish (10-100MW) quduq uchastkalari yaqinida joylashgan, ammo elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun minimal geotermik harorat 150ºS edi.

So'nggi paytlarda 100ºC gacha bo'lgan geotermik suv va bug 'uchun pichoqsiz turbinalar ishlab chiqilgan faqat, bu esa ushbu energiyadan foydalanish sohasini kengaytirishga imkon beradi.

Shuningdek, sanoat jarayonlarida foydalanish mumkin masalan, metallarni ishlab chiqarish, har qanday turdagi sanoat jarayonlarini isitish, issiqxonalarni isitish va boshqalar.

Ammo ehtimol geotermik energiyaning eng katta kelajagi juda past haroratli geotermik energiyadan foydalanishda, uning ko'p qirraliligi, soddaligi, past iqtisodiy va ekologik xarajatlari va imkoniyati tufayli uni isitish va sovutish tizimi sifatida foydalaning.


Maqolaning mazmuni bizning printsiplarimizga rioya qiladi muharrirlik etikasi. Xato haqida xabar berish uchun bosing bu erda.

Birinchi bo'lib izohlang

Fikringizni qoldiring

Sizning email manzilingiz chop qilinmaydi.

*

*

  1. Ma'lumotlar uchun javobgardir: Migel Anxel Gaton
  2. Ma'lumotlarning maqsadi: SPAMni boshqarish, izohlarni boshqarish.
  3. Qonuniylashtirish: Sizning roziligingiz
  4. Ma'lumotlar haqida ma'lumot: qonuniy majburiyatlar bundan mustasno, ma'lumotlar uchinchi shaxslarga etkazilmaydi.
  5. Ma'lumotlarni saqlash: Occentus Networks (EU) tomonidan joylashtirilgan ma'lumotlar bazasi
  6. Huquqlar: istalgan vaqtda siz ma'lumotlaringizni cheklashingiz, tiklashingiz va o'chirishingiz mumkin.