Biztosan tudod, mi a geotermikus energia általánosságban, de Ismeri az energia minden alapját? Általában azt mondjuk, hogy a geotermikus energia az hőenergiát a Föld belsejéből. Vagyis a geotermikus energia az egyetlen olyan megújuló energiaforrás, amely nem a Napból származik. Továbbá elmondhatjuk, hogy ez az energia önmagában nem megújuló energia, hiszen megújulása nem végtelen, bár még mindig az emberi léptékben kimeríthetetlen, ezért gyakorlati szempontból megújulónak tekinthető.
Hő eredete a Föld belsejében
A Föld belsejében fellépő hőt elsősorban a radioaktív elemek bomlása mint például az urán 238, tórium 232 és kálium 40. Ezek az elemek folyamatosan bomlanak, és a folyamat során hőenergia szabadul fel. Egy másik fontos tényező a tektonikus lemez ütközések, amelyek a mozgás és a súrlódás hatására hőt bocsátanak ki. Bizonyos régiókban a geotermikus hő koncentráltabb, például a közeli területeken vulkánok, magmaáramok, gejzírek és meleg források. Ez megkönnyíti az energiafelhasználást.
A geotermikus energia felhasználása
A geotermikus energiát több mint 2.000 éve használják, a rómaiak pedig úttörő szerepet játszottak a termálforrások használatában. termálfürdő és fűtés. Az újabb időkben megszokták épületek, üvegházak fűtése és villamosenergia-termelés. Háromféle lelőhely létezik, amelyekből geotermikus energia nyerhető:
- Magas hőmérsékletű tározók
- Alacsony hőmérsékletű tározók
- Száraz forró kőzettározók
Magas hőmérsékletű tározók
letétnek minősül magas hőmérsékletű amikor a talajvíz a tározóban eléri a 100°C feletti hőmérsékletet az aktív hőforrás közelsége miatt. Ahhoz, hogy az altalajból hőt vonjunk ki, a geológiai adottságoknak lehetővé kell tenniük az a geotermikus tározó, amely az olaj- vagy földgáztározókhoz hasonlóan működik.A felmelegített víz Ezeken a kőzeteken keresztül hajlamos a felszín felé emelkedni, amíg el nem éri az át nem eresztő réteg által csapdába ejtett geotermikus tározót. Ha azonban repedések vannak abban az át nem eresztő rétegben, gőz vagy forró víz emelkedhet fel és forró források vagy gejzírek formájában jelennek meg a felszínen. Ezeket a hőforrásokat ősidők óta használják ki, ma pedig fűtésre és ipari folyamatokra használják őket.
Alacsony hőmérsékletű tározók
Az alacsony hőmérsékletű tározó az, ahol a víz hőmérséklete eléri a 60 és 100 fokot. Ezekben az esetekben a hőáramlás normális, így nem szükséges aktív hőforrás vagy vízzáró réteg jelenléte.
Itt a kulcs az, hogy olyan mélységű víztároló legyen, amely lehetővé teszi, hogy elég magas hőmérsékletet érjen el ahhoz, hogy kiaknázása gazdaságilag életképes legyen.
Száraz forró kőzettározók
A betétek száraz forró sziklák Még több lehetőség rejlik bennük, hiszen azok közé tartoznak 250-300ºC és 2.000 és 3.000 méter közötti mélységben. Ahhoz, hogy hőt vonjunk ki ezekből a kőzetekből, szükséges törje meg őket, hogy porózusak legyenek.
Ebben a rendszerben hideg vizet fecskendeznek be a felszínről, amely forró porózus kőzeteken halad át, a folyamat során felmelegszik, majd gőzként vonják ki elektromos áram előállítására. Ezeknek a lelőhelyeknek azonban nehézségei vannak a kiaknázásukhoz szükséges repesztési és fúrási technikák miatt.
Nagyon alacsony hőmérsékletű geotermikus energia
Az altalajt is tekinthetjük a hőforrás 15 ° C-on, teljesen megújuló és kimeríthetetlen. Megfelelő gyűjtőrendszerrel és hőszivattyúval ez a hő akár 50ºC-ot is elérő, fűtést és használati meleg vizet biztosító fűtési rendszerbe továbbítható.
Ez a rendszer nyáron is használható, és 40ºC-os hőt tárol a föld alatt. A fő hátránya, hogy a külső áramkör betemetéséhez nagy felületre van szükség, de fő előnye a energiamegtakarítás és sokoldalúság Fűtésre és hűtésre egyaránt használható.
A geotermikus hőszivattyú
Az ilyen típusú rendszer lényeges eleme a hő pumpa. Ez a termodinamikai gép működését arra alapozza Carnot-ciklus, olyan gázból származik, amely hőhordozóként működik két forrás között, az egyik alacsony hőmérsékletű, a másik pedig a magas hőmérsékletű.
Ez a szivattyú 15°C-os hőt tud kivonni a talajból, és megemeli annak hőmérsékletét, hogy felmelegítse a levegőt egy belső körben, így sokkal nagyobb teljesítményt ér el, mint a hagyományos légkondicionáló rendszerek.
Áramkörök cseréje a Földdel
Megkülönböztethetjük a csererendszereket felszíni víz, amelyek olcsóbbak, de földrajzilag korlátozottak, és a talajjal való csere, amely lehet közvetlen vagy segédkörön keresztül.
- Közvetlen csere: egyszerűbb és olcsóbb, de a szivárgás és a fagyás veszélyével jár.
- segédáramkör: drágább, de elkerüli a nagy hőmérséklet-ingadozást.
Meg kell jegyezni, hogy egy stabil hőmérsékletű forrásból, például az altalajból származó hő elnyelésével ezek a rendszerek állandó és hatékony teljesítményt nyújtanak egész évben, függetlenül a légköri viszonyoktól.
A légkondicionáló rendszerek teljesítménye
La energiahatékonyság A geotermikus klímaberendezések teljesítménye kiemelkedő: hűtésben akár 500%-os, fűtésben 400%-os teljesítményt érnek el. Ez azt jelenti, hogy minden felhasznált energiaegységre hűtés esetén akár 5 egység hőenergia is előállítható.
A nagy hatásfok mellett ennek a rendszernek az az előnye, hogy nem függ a nap- vagy szélenergia ingadozásától, mivel a Föld állandó hőforrást biztosít.
Geotermikus energiaeloszlás
A geotermikus energia az egész bolygón eloszlik, de nagyobb koncentrációban a vulkáni területeken és a tektonikus hibákban. Az olyan területek, mint például a Csendes-óceán partvidéke Amerikában és Indonéziában, nagy potenciállal rendelkeznek. Kiaknázása azonban a modern fúrási technológiákkal más területekre is kiterjeszthető.
A geotermikus energia előnyei és hátrányai
Előnyök:
- Elérhetőség az egész bolygón.
- Emberi léptékben kimeríthetetlen.
- Az ismert legolcsóbb energia.
Desventajas:
- Kéntartalmú gázok esetleges kibocsátása.
- A hőátadás nagy távolságra nem kivitelezhető.
- Magas kezdeti telepítési költségek.
A geotermikus energia jövője
A bolygó geotermikus potenciálja óriási, elegendő energiát tárolnak a föld alatt ahhoz, hogy évmilliókig fedezzék a világ energiaszükségletét. A fúrási technikák fejlődésével a geotermikus energia felhasználása várhatóan egyre elterjedtebb lesz az ipari folyamatokban, az épületek fűtésében és az elektromos áramtermelésben.
Az olyan új technológiák kifejlesztésével, mint például a lapát nélküli turbinák, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten is képesek villamos energiát termelni, a geotermikus energia ígéretes jövő előtt áll, hogy a globális energiaellátás elengedhetetlen részévé váljon.
Így a geotermikus energia nemcsak tiszta és bőséges alternatívát kínál, hanem segíthet a nagyobb energiafüggetlenség felé való elmozdulásban, miközben csökkenti szénlábnyomunkat.