Что такое геотермальная энергия и как она работает

Что такое геотермальная энергия?

Мы зависим от автомобилей, потому что нужно добираться на работу, отвезти детей в школу. Мы полагаемся на систему отопления наших домов, чтобы зимой нам было тепло. Для нас обычное дело, использовать компьютер, пылесос или духовку.

Тем не менее, ученые ведут гонку со временем, чтобы найти более чистые и эффективные источники возобновляемой энергии. Одним из потенциальных источников такой энергии постучал прямо нам под ноги. Глубоко внутри Земли лежит горячая вода и пар, которую можно использовать для обогрева домов и предприятий и генерировать электричествочисто и эффективно. Это явление называется геотермальная энергия - от греческих слов гео - «земля», и Therme, что означает «тепло».

В центре Земли очень много тепла. Чем глубже вы копаете, тем горячее становится. Ядро находиться на глубине 6437 км. от поверхности, и  может достигать температуры 4204 градусов Цельсия. Это тепло выделяется от постоянного распада радиоактивных изотопов внутри Земли.

От тепла внутри Земли достаточно интенсивно таять камни. Эти расплавленные породы известны как магма. Поскольку магма менее плотная, чем камни вокруг него, она поднимается на поверхность. Иногда магма выходит через трещины в земной коре извержением вулканов. Но большую часть времени магмы остается под поверхностью, нагревая другие породы и воду, находящуюся внутри этих пород. Иногда, эта вода выходит через трещины в земле, и тогда появляться бассейны горячей воды (горячие источники) или взрывами горячей воды и пара (гейзеры). Остальная часть нагретой воды остается в бассейнах под поверхностью Земли, называется она геотермальные резервуары.

 Как мы можем использовать геотермальную энергию?

ДОМ 450
Геотермальный тепловой насос. Фото: https://elementum.com.ua

Тепло сидит под Землей - нам просто нужно его достать. Геотермальная энергия может использоваться в трех направлениях:

Прямая геотермальная энергия.

В районах, где горячие источники или геотермальные резервуары находятся вблизи поверхности Земли, горячая вода может быть передана в непосредственно для отопления домов или офисных зданий. Геотермальная вода перекачивается через теплообменник, который передает тепло от воды в отопительной системе здания. Используемая вода, закачивается обратно в колодец резервуара, нагревается и повторно поднимается в теплообменник.

Геотермальный тепловой насос.

В нескольких метрах под землей, почва или вода остаётся постоянной температуры 10-15 градусов по Цельсию круглый год. Только немного тепла можно использовать для нагрева или охлаждения дома и офисы. Жидкость циркулирует через серию труб (цикл) под землей или под водой пруда или озера и заводиться в здание. Электрический компрессор и теплообменник забирают тепло от труб и отдают его в систему воздуховодов в здании. Летом происходит обратный процесс. Трубы отводят тепло от дома и несут его в землю, где оно поглощается.

Геотермальная электростанция.

Горячая вода и пар из глубокого подземелья может быть передан через подземные скважины и использоваться для генерации электроэнергии на электростанции. Существуют три типа геотермальных электростанций:

  • Сухая паросиловая установка. Горячий пар подается по трубам непосредственно из геотермальных резервуаров в электростанцию. Пар вращает турбины, которые производят электричество.
  • Смешанная паросиловая установка. Часть воды превращается в пар, который приводит в движение турбины. Когда пар охлаждается, он конденсируется обратно в воду и возвращается на землю.
  • Бинарные тип паросиловой установки. Умеренно горячие геотермальные воды, пропускают через теплообменник, где его тепло передается жидкости (например, изобутилен), какая может кипеть при более низкой температуре, чем вода. Жидкость нагревается, превращается в пар, который и вращает турбину.

 Какая она геотермальная энергия в сравнении с другими источниками энергии?

Эксперты говорят, что геотермальная энергия является более экологичным, экономичным и эффективным источником энергии, чем сжигание ископаемого топлива, и это может снизить нашу зависимость от нефти и газа.

Геотермальная энергия чиста, потому что она добывается без сжигания ископаемого топлива. Рейкьявик, Исландия, нагревает 95% своих зданий с использованием геотермальной энергии, считается одним из самых чистых городов в мире.

Энергия генерируется в непосредственной близости от завода, что значительно экономит на металлургических и транспортных расходов, по сравнению с другими видами топлива. Геотермальные источники также считается более надежным, чем уголь или атомная энергетика, потому что они могут работать последовательно, 24 часа в сутки, 365 дней в году.

В мире используется около 7000 мегаватт геотермальной энергии, около 2700 мегаватт из которых производится в США (эквивалент горения 60 млн. баррелей нефти в год). Тем не менее, мы не используем почти столько же геотермальной энергии, которая имеется. Это связано с ограниченными географическими особенностями геотермальных источников, а также трудности и расходы на глубокое бурение, чтобы достичь эту энергию.

На данный момент, геотермальные тепловые насосы являются наиболее приемлемой альтернативой вариантом традиционным источникам энергии. Они могут быть использованы практически в любом месте, так как температура под землей всегда остается постоянной.

 

Что такое геотермальная энергия и как она работает обновлено: Сентябрь 25, 2017 автором: solar