مقالات
در حال خواندن
انرژی زمین گرمایی
0

انرژی زمین گرمایی

توسط Milad sakaki۲۷ بهمن, ۱۳۹۵

انرژی زمین گرمایی(Geothermal energy)به گرمای موجود در زیر سطح کرهٔ زمین گفته می‌شود.توجه به انواع انرژی غیر وارداتی و متفاوت از سوخت فسیلی نکته‌ای است که در بسیاری از کشورهای دنیا مبنای برنامه ریزی‌های بلند مدت قرار گرفته است.با افزایش بحران آلاینده‌های ناشی از سوختهای فسیلی ، توجه به فاکتورهای زیست محیطی توسط ارگانها و نهادهای بین المللی و نیز توجه برنامه ریزان به استفاده از انرژی تجدیدپذیر موجب گردیده تا امروزه به این مباحث با جدیت بیشتری پرداخته شود . انرژی زمین گرمایی نیزیکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر میباشد .

مرکز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ کیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجهٔ سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجهٔ سانتیگراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می گردد. به طور میانگین، میزان انتشار این حرارت از سطح زمین، که فرآیندی مستمر است، معادل ۸۲ میلی وات در واحد سطح است که با در نظرگرفتن مساحت کل سطح زمین، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن برابر با ۴۲ میلیون مگاوات است.

انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژیهای تجدید پذیر محدود به فصل ، زمان وشرایط خاصی نبوده بدون وقفه قابل بهره برداری می باشد. همچنین قیمت تمام شده برق در نیروگاههای زمین گرمایی با برق تولیدی از سایر نیروگاههای متعارف( فسیلی ) قابل رقابت بوده و حتی از انواع دیگر انرژیهای نو بمراتب ارزانتر است.

زمین منبع عظیمی از انرژی است بطوریکه حرارت در هسته آن بیش از ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد حرارت زمین به طرق مختلف از جمله فوران آتشفشان – چشمه های ابگرم- ابفشانها- و گلفشانها در اثر کاهش چگالی زمین و خاصیت رسانایی از بخشهایی از زمین به سطح آن هدایت میشوند. درجه حرارت زمین با توجه به عمق آن به صورت غیر خطی زیاد میشود. (با تقریب خطی هر ۱۰۰ متر ۳ درجه سانتی گراد) انرژی حرارتی ذخیره شده در ۱۱ کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت وگاز شناخته شده امروزجهان است.

دمایه لایه های زمین

چگونگی انتقال گرمای زمین به سطح زمین

گرما از هسته ی زمین به طور پیوسته به طرف خارج حرکت می کند. این جریان از طریق انتقال و هدایت گرمایی، گرما را به لایه های سنگی مجاور (جبه) می رساند. وقتی درجه ی حرارت و فشار به اندازه ی کافی بالا باشد، بعضی از سنگ های جبه ذوب می شوند و ماگما به وجود می آید. سپس به دلیل سبکی و تراکم کمتر نسبت به سنگ های مجاور، ماگما به طرف بالا منتقل می شود و گرما را در جریان حرکت، به طرف پوسته ی زمین حمل می کند.
گاهی اوقات، ماگمای داغ به سطح زمین می رسد و گدازه را به وجود می آورد. اما بیشتر اوقات، ماگما در زیر سطح زمین باقی می ماند و سنگ ها و آب های مجاور را گرم می کند. این آب ها بیشتر منشاء سطحی دارند و حاصل آب بارانی هستند که به اعماق زمین نفوذ کرده است. بعضی از این آب های داغ از طریق گسل ها و شکست های زمین به طرف بالا حرکت می کنند و به سطح زمین می رسند که به عنوان چشمه های آب گرم و آبفشان شناخته می شوند. اما بیشتر این آب ها در اعماق زمین، در شکاف ها و سنگ های متخلخل محبوس می مانند و منابع زمین گرما را به وجود می آورند.

انواع زمین گرمایی

  •  نیروگاه خشک: این نیروگاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند. در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند. این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است. بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در ۹۰ مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال ۱۹۶۲ شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق ترین پروژه های تولید انرژی جایگزین محسوب می شود.
  •  نیروگاه بخار حاصل از آب داغ: این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود. در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود. این بخار برای چرخاندن توربین به کار می رود. چنین نیرگاه هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند. فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.
  •  نیروگاه ترکیبی (بخار و آب داغ): در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد. مایع دوم در نتیجه ی گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره های توربین را می چرخاند. سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می شود. این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه ی کافی گرم نیستند که بخار با فشار تولید کنند، به کار می رود.

بر اساس اعلام آژانس انرژی زمین گرمایی آخرین ظرفیت نصب شده نیروگاههای زمین گرمایی بصورت نمودار زیر میباشد:

انرژي حاصل از گرماي زمين براي توليد برق، حرارت منزل و مصارف صنعتي قابل استفاده است. اگر چه هزينه ساخت نيروگاه با حرارت زمين زياد است ولي هزينه انرژي آن خيلي كم است و در حقيقت مجاني است. چنين نروگاه هايي آلودگي کم‌تر و مساحت کمي را اشغال مي‌کنند. در ضمن هزينه‌ي انرژي مورد نياز آن‌ها مجاني است.

مناطق مناسب براي استفاده از انرژي حرارتي بسيار محدود است. اگر انرژي حرارتي زمين در يك منطقه به مقدار زيادي مصرف شود، اين منبع انرژي ديگر تجديدپذير نخواهد بود و به عبارتي دماي زمين در آن ناحيه كاهش مي‌يابد.حفاري‌‌هاي بعمل آمده براي بيرون كشيدن حرارت زمين عمدتاً با خارج شدن گازهاي سمي آمونيوم، بخار جيوه، ارستيك و ايزوتوپ‌هاي راديو اكتيو همراه است. ساخت چنين نيروگاه‌هايي گران بوده و در مواردي خاص مقرون به ساخت هستند.همچنین گاهی باعث زمین لرزه هم میشود.

واکنش شما چیست؟
I like it
100%
interested
0%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
Milad sakaki
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید