Ģeotermālā enerģija ir atjaunojams enerģijas avots, kas izmanto siltumu no Zemes, lai ražotu elektroenerģiju, kondicionētu ēkas un iegūtu karstu ūdeni ekoloģiskā veidā. Bieži vien mazāk pazīstams salīdzinājumā ar citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem Tāpat kā saules vai vēja enerģijai, ģeotermālajai enerģijai ir vairāki pielietojumi, un tā piedāvā ievērojamu energoefektivitāti.
Šī enerģija To iegūst un apstrādā īpašās iekārtās, ko sauc par ģeotermālajām elektrostacijām. Bet kas īsti ir ģeotermālā elektrostacija un kā tā darbojas?
Ģeotermālā elektrostacija
Ģeotermālā elektrostacija ir elektroenerģijas ražošanas iekārta, kas tiek darbināta ar zemes siltumu. Šīs iekārtas, kas ir atbildīgas par siltuma ieguvi no zemes dzīlēm, ir būtiskas, lai pārveidotu siltumenerģiju elektroenerģijā, atšķirībā no citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem, neatkarīgi no ārējiem faktoriem, piemēram, laika apstākļiem.
Attiecībā uz ietekmi uz vidi, oglekļa dioksīda emisijas no ģeotermālās spēkstacijas Tie ir ievērojami mazāki nekā tie, ko ražo fosilā kurināmā ražotnes. Vidēji tie izdala tikai 45 g CO2 uz katru saražoto kWh, kas ir mazāk nekā 5% no tradicionālo iekārtu emisijām.
Tomēr ģeotermālā enerģija ir ierobežota vietās, kur to var efektīvi izmantot, jo ir nepieciešams urbt Zemes garozā apgabalos ar augstu ģeotermālo aktivitāti. Amerikas Savienotās Valstis, Filipīnas un Indonēzija ir vienas no lielākajām šīs enerģijas ražotājām to labvēlīgās ģeogrāfijas dēļ.
Neskatoties uz tā potenciālu, tiek lēsts, ka tiek izmantoti tikai 6,5% no globālās ģeometriskās jaudas, saskaņā ar Ģeotermālās enerģijas asociācijas datiem.
Ģeotermālie enerģijas resursi
Siltums no Zemes kodola tiek pārnests caur Zemes garozu, kas darbojas kā izolators. Lai izmantotu šo siltumu, ir jāveic urbumi zemē, kam nepieciešama infrastruktūra, piemēram, cauruļvadi un ģeotermālās akas.
Vispār, Pieejamās ģeotermālās enerģijas daudzums palielinās līdz ar urbšanas dziļumu un tuvums tektonisko plātņu malām, kur temperatūra ir visaugstākā.
Kā darbojas ģeotermālā elektrostacija?
Elektroenerģijas ražošanas process ģeotermālajā elektrostacijā balstās uz darbību divos fundamentālos posmos: ģeotermālajā laukā un konversijas stacijā.
Ģeotermālais lauks
Ģeotermālais lauks ir apgabals, kurā ir visaugstākais ģeotermālais gradients. Parasti tas atbilst ierobežotam ūdens nesējslānim ar karstu ūdeni, kas tiek glabāts zem necaurlaidīgiem slāņiem, kas saglabā siltumu. Šis ģeotermālais rezervuārs ir siltuma avots, kas tiks izmantots elektroenerģijas ražošanai.
Akas šajā laukā iegūst ūdens un tvaika maisījumu, kas tiek pavadīts uz rūpnīcu, izmantojot tvaiku, lai darbinātu turbīnas un darbinātu elektroenerģijas ražošanas sistēmu.
Paaudzes process
Ražošanas process sākas ar tvaika un karstā ūdens ieguvi no ģeotermālā rezervuāra un tā nodošanu iekārtai. Kad tur atrodas, tvaiki tiek atdalīti no šķidruma ar a ciklona separators. Šis tvaiks ir tas, kas liek turbīnām griezties lielā ātrumā (3.600 apgriezieni minūtē), radot elektrību.
Liekais ūdens tiek atkārtoti ievadīts rezervuārā, kas nodrošina sistēmas ilgtspējību. Ja šī atkārtota ievadīšana netiktu veikta, resurss būtu izsmelts, un enerģiju nevarētu uzskatīt par atjaunojamu.
Ģeotermisko elektrostaciju veidi
Ir trīs galvenie ģeotermālo iekārtu veidi:
Sausie tvaika augi
Šis augu veids ir vienkāršākais. Tas darbojas, izvelkot tiešu tvaiku no zemes dzīlēm temperatūrā virs 150 °C. Šis tvaiks darbina turbīnas, kas ražo elektrību.
Zibens tvaika augi
Ātrgaitas tvaika iekārtās augstspiediena karstais ūdens paceļas no akām, un, ievadot zema spiediena rezervuāros, daļa ūdens iztvaiko, iedarbinot turbīnas.
Binārā cikla centrālis
Binārā cikla elektrostacijas ir visefektīvākās un modernākās. Tie izmanto šķidrumus ar zemu viršanas temperatūru, lai pārnestu siltumu no ūdens un tādējādi ģenerētu tvaiku turbīnu kustībai, ļaujot tām darboties ar šķidrumiem pat 57 °C temperatūrā.
Binārā cikla iekārtu efektivitāte un zemā ietekme uz vidi padara tās par ekoloģiskākajām, jo tās neizdala tvaiku vai citas gāzes uz āru.
Ģeotermālās tehnoloģijas attīstība ir ļāvusi labāk izmantot pazemes resursus, uzlabojot sistēmas ilgtspējību un samazinot ar enerģijas ražošanu saistītās emisijas. Tā kā arvien vairāk valstu investē šajā tehnoloģijā, sagaidāms, ka ģeotermālajai enerģijai būs vēl svarīgāka loma pārejā uz tīriem, atjaunojamiem enerģijas avotiem.