انرژی زمین گرمایی یا (انرژی ژئوترمال)

معنی انرژی زمین گرمایی

واژه «زمین گرمایی» ریشه یونانی با γη (geo) به معنی زمین و θερμος (ترموس) به معنای گرم دارد.

چگونگی استفاده از انرژی زمین گرمایی

هزاران سال است که در برخی کشورها برای پخت و پز و سیستم های گرمایشی استفاده می شود. مخازن زمین گرمایی زیرزمینی   بخار و آب گرم می تواند برای تولید برق و سایر کاربردهای گرمایش و سرمایش استفاده شود.

یکی از نمونه های گرمایش و سرمایش در دمای ثابت نصب یک  پمپ حرارتی زمین گرمایی در حدود 10 فوت زیر زمین است. این لوله ها با آب یا محلول ضد یخ پر می شوند. آب در اطراف حلقه بسته لوله ها پمپ می شود. این سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی به خنک سازی ساختمان ها در تابستان و حفظ گرما در تابستان کمک می کند. این امر با جذب گرمای زمین به هنگام گردش آب و بخار به داخل ساختمان اتفاق می افتد.

آب زمین گرمایی برای کمک به رشد گیاهان در گلخانه ها، برای گرمایش منطقه ای در خانه ها و مشاغل استفاده شده است. همچنین می توان آن را در زیر جاده ها برای ذوب برف ها لوله کرد.

انرژی زمین گرمایی چگونه تولید میشود

چاه هایی به عمق یک مایل یا بیشتر در مخازن زیرزمینی حفر می شوند تا از منابع زمین گرمایی بهره ببرند. این منابع را می توان از گرما، نفوذپذیری سنگ و آب به طور طبیعی یا از طریق سیستم های زمین گرمایی پیشرفته، که منابع زمین گرمایی را از طریق فرآیندی به نام تحریک هیدرولیکی تقویت یا ایجاد می کند، بهره برداری کرد. این منابع زمین گرمایی، چه طبیعی و چه پیشرفته، توربین های متصل به ژنراتورهای برق را به حرکت در می آورند.

اولین  نمونه ثبت شده از گرمای زمین گرمایی  که برای تولید الکتریسیته استفاده می شد در سال 1904 در لاردرلو ایتالیا بود. همچنین نشان داده شده است که میمون ها در ژاپن از آب گرم چشمه های آب گرم برای گرم نگه داشتن در ماه های زمستان در مناطق کوهستانی استفاده می کنند.

انرژی زمین گرمایی چگونه کار میکند

نیروگاه های زمین گرمایی در سه طرح مختلف وجود دارند. بخار خشک، فلاش و باینری:

• قدیمی ترین نوع  بخار خشک است که بخار را مستقیماً از شکستگی در زمین برای به حرکت درآوردن توربین می گیرد.
• گیاهان فلاش  آب گرم پرفشار را از زیر زمین بیرون می کشند و آن را با آب سردتر کم فشار مخلوط می کنند. این به نوبه خود بخار ایجاد می کند که برای راندن یک توربین استفاده می شود.
• گیاهان دوتایی  از آب گرم عبور داده شده از سیال ثانویه استفاده می کنند که نقطه جوش کمتری نسبت به آب دارد. سیال ثانویه به بخار تبدیل می شود که یک توربین را به حرکت در می آورد. انتظار می رود بیشتر نیروگاه های زمین گرمایی آینده نیروگاه های دوتایی باشند.

مزایا و معایب 

مزایا:

به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر،  مزایای اصلی انرژی زمین گرمایی محیطی است . این تنها یک ششم دی اکسید کربن ساطع شده از یک نیروگاه گاز طبیعی تمیز را تولید می کند.

همچنین انرژی زمین گرمایی ارزان‌تر از انرژی معمولی است و در مقایسه با سوخت‌های فسیلی تا 80 درصد صرفه‌جویی می‌شود.

برخلاف سایر منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشیدی و باد، دائماً در دسترس است .

معایب:

زمین گرمایی با وجود ارزان، پایدار و سازگار با محیط زیست، خالی از اشکال نیست.

اولاً، تولید محدود به مناطق نزدیک به مرز صفحات تکتونیکی است . علاوه بر این، برخی از مکان ها ممکن است پس از چندین دهه استفاده خنک شوند.

اگر چه زمانی که یک کارخانه ساخته می شود ارزان تر از سوخت های فسیلی است، حفاری و اکتشاف این سایت ها گران است. این تا حدی به دلیل میزان سایش مته ها و سایر ابزارها در چنین محیط های تهاجمی است.

گیاهان زمین گرمایی می توانند سولفید هیدروژن آزاد کنند، گازی که بویی شبیه تخم مرغ فاسد می دهد. در نهایت، برخی از سیالات زمین گرمایی حاوی سطوح پایینی از مواد سمی هستند که باید دفع شوند.

زمین گرمایی و TWI

با توجه به تخصص TWI در  پوشش ها و خواص مواد ، علاوه بر  کار گسترده ما در نفت و گاز ، ما در موقعیت عالی برای استفاده از این تخصص در این زمینه هستیم.

به عنوان مثال، دانش TWI در مورد مواد مقاوم در برابر سایش راه حل های بالقوه ای را برای حفاری زمین گرمایی ارائه می دهد. علاوه بر این، دانش ما از  یکپارچگی سازه و مدیریت یکپارچگی ، و همچنین تخصص ما در پیوستن، کاربرد مستقیمی برای پروژه های زمین گرمایی دارد.

TWI قبلاً روی تعدادی از پروژه ها  در کنار برخی از شرکت های پیشرو در زمینه فناوری و انرژی زمین گرمایی در جهان کار کرده است  .

نتیجه

انرژی زمین گرمایی از گرمای موجود در هسته زمین ناشی می‌شود که در اثر فروپاشی رادیواکتیو مواد در زمان تشکیل سیاره ایجاد می‌شود. این انرژی حرارتی که توسط سنگ ها و سیالات در مرکز زمین ذخیره می شود، می تواند به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده شود.

این منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر ارزان‌تر از بسیاری از گزینه‌های جایگزین است، در حالی که انرژی زمین گرمایی بر خلاف منابعی مانند خورشید و باد، همیشه در دسترس است.

برای اطلاعات بیشتر  مطالب زیر را مطالعه کنید:

طراحی و نصب توربین‌های بادی

نیروگاه های شناور فتوولتاییک

ایجاد یک منبع تجدید پذیر و زنده برق در شب