Tiedät varmasti mitä geoterminen energia on yleisesti, mutta Tiedätkö kaikki tämän energian perusasiat? Yleisesti sanomme, että geoterminen energia on lämpöenergiaa maan sisältä. Toisin sanoen geoterminen energia on ainoa uusiutuva energialähde, joka ei ole peräisin Auringosta. Lisäksi voidaan sanoa, että tämä energia ei ole uusiutuvaa energiaa sellaisenaan sen uudistuminen ei ole loputonta, vaikka se on edelleen ehtymätön ihmisen mittakaavassa, joten sitä pidetään uusiutuvana käytännön tarkoituksiin.
Lämmön alkuperä maan sisällä
Maan sisällä oleva lämpö johtuu pääasiassa radioaktiivisten alkuaineiden hajoaminen kuten uraani 238, torium 232 ja kalium 40. Nämä alkuaineet hajoavat jatkuvasti ja vapauttavat lämpöenergiaa prosessissa. Toinen tärkeä tekijä on tektonisten levyjen törmäykset, jotka vapauttavat lämpöä liikkeen ja kitkan vuoksi. Tietyillä alueilla geoterminen lämpö on keskittyneempää, kuten lähialueilla tulivuoret, magmavirrat, geysirit ja kuumat lähteet. Tämä helpottaa energian käyttöä.
Maalämpöenergian käyttö
Geotermistä energiaa on käytetty yli 2.000 vuotta, ja roomalaiset olivat uranuurtajina lämpölähteiden käytössä kylpylä ja lämmitys. Viime aikoina siihen on totuttu rakennusten, kasvihuoneiden lämmitys ja sähköntuotanto. On olemassa kolmenlaisia esiintymiä, joista voidaan saada geotermistä energiaa:
- Korkean lämpötilan säiliöt
- Matalan lämpötilan säiliöt
- Kuivat kuumakivisäiliöt
Korkean lämpötilan säiliöt
Sitä pidetään talletuksena korkea lämpötila kun pohjavesi säiliössä saavuttaa yli 100 °C:n lämpötilan aktiivisen lämmönlähteen läheisyyden vuoksi. Jotta pohjamaasta voidaan ottaa lämpöä, geologisten olosuhteiden on mahdollistettava a geoterminen säiliö, joka toimii samalla tavalla kuin öljy- tai maakaasuvarastot.Lämmitetty vesi Näiden kivien läpi se pyrkii nousemaan pintaa kohti, kunnes se saavuttaa läpäisemättömän kerroksen vangitseman geotermisen säiliön. Jos tässä läpäisemättömässä kerroksessa on kuitenkin halkeamia, höyryä tai kuumaa vettä voi nousta ylös ja näkyvät pinnalla kuumina lähteinä tai geysireinä. Näitä lämmönlähteitä on hyödynnetty muinaisista ajoista lähtien, ja nykyään niitä käytetään lämmitykseen ja teollisiin prosesseihin.
Matalan lämpötilan säiliöt
Matalalämpötilainen säiliö on sellainen, jossa vesi saavuttaa 60-100 asteen lämpötilan. Näissä tapauksissa lämmön virtaus on normaalia, joten aktiivista lämmönlähdettä tai läpäisemättömän kerroksen läsnäoloa ei tarvita.
Tässä tärkeintä on, että vesivarasto on syvyydessä, jotta se saavuttaa riittävän korkean lämpötilan, jotta sen hyödyntäminen on taloudellisesti kannattavaa.
Kuivat kuumakivisäiliöt
Talletukset kuivia kuumia kiviä Heillä on vielä enemmän potentiaalia, koska he ovat yksi niistä 250-300ºC ja 2.000-3.000 metrin syvyydessä. Lämmön poistaminen näistä kivistä on välttämätöntä murtaa ne tehdäkseen niistä huokoisia.
Tässä järjestelmässä kylmää vettä ruiskutetaan pinnalta, joka kulkee kuumien huokoisten kivien läpi, lämpenee prosessissa ja uutetaan sitten höyrynä sähkön tuottamiseksi. Näillä esiintymillä on kuitenkin vaikeuksia niiden hyödyntämiseen vaadittavien murtumis- ja poraustekniikoiden vuoksi.
Erittäin alhaisen lämpötilan geoterminen energia
Voimme myös pitää pohjamaata a lämmönlähde lämpötilassa 15ºC, täysin uusiutuva ja ehtymätön. Riittävällä keräysjärjestelmällä ja lämpöpumpulla tämä lämpö on mahdollista siirtää lämmitysjärjestelmään, joka voi nousta jopa 50 ºC lämpötilaan ja tuottaa lämmitystä ja lämmintä käyttövettä.
Tätä järjestelmää voidaan käyttää myös kesällä varastoimalla lämpöä 40 ºC:seen maan alle. Suurin haittapuoli on, että ulkopiirin hautaamiseen tarvitaan suuri pinta-ala, mutta sen tärkein etu on energiansäästöä ja monipuolisuutta Sitä voidaan käyttää sekä lämmitykseen että jäähdytykseen.
Maalämpöpumppu
Tämän tyyppisen järjestelmän olennainen elementti on lämpöpumppu. Tämä termodynaaminen kone perustaa toimintansa Carnot-sykli, otettu kaasusta, joka toimii lämmönsiirtoaineena kahden lähteen välillä, joista toinen on alhaisen lämpötilan ja toinen korkean lämpötilan.
Tämä pumppu voi ottaa lämpöä maasta 15 ºC:ssa ja nostaa sen lämpötilaa lämmittääkseen ilman sisäisessä piirissä, mikä saavuttaa paljon paremman suorituskyvyn kuin perinteiset ilmastointijärjestelmät.
Vaihda piirit maan kanssa
Voimme erottaa vaihtojärjestelmät pintavesi, jotka ovat halvempia, mutta ovat maantieteellisesti rajoitettuja, ja vaihto maan kanssa, joka voi tapahtua suoraan tai apupiirin kautta.
- Suora vaihto: yksinkertaisempi ja halvempi, mutta siinä on vuotojen ja jäätymisen vaara.
- apupiiri: kalliimpi, mutta välttää suuret lämpötilanvaihtelut.
On huomattava, että absorboimalla lämpöä vakaasta lämpötilalähteestä, kuten maaperästä, nämä järjestelmät tarjoavat tasaisen ja tehokkaan suorituskyvyn ympäri vuoden, riippumatta ilmakehän olosuhteista.
Ilmastointijärjestelmien suorituskyky
La energiatehokkuutta Maalämpö-ilmastointijärjestelmien suorituskyky on erinomainen: ne saavuttavat jopa 500 % jäähdytyksen ja 400 % lämmityksen suorituskyvyn. Tämä tarkoittaa, että jokaista käytettyä energiayksikköä kohden voidaan tuottaa jopa 5 yksikköä lämpöenergiaa jäähdytyksen tapauksessa.
Korkean hyötysuhteensa lisäksi tällä järjestelmällä on se etu, että se ei ole riippuvainen aurinko- tai tuulienergian vaihteluista, koska maapallo tarjoaa jatkuvan lämmönlähteen.
Maalämpöenergian jakelu
Geoterminen energia jakautuu koko planeetalle, mutta keskittyy enemmän vulkaanisiin alueisiin ja tektonisiin vaurioihin. Alueilla, kuten Tyynenmeren rannikolla Amerikassa ja Indonesiassa, on suuri potentiaali. Sen hyödyntäminen voidaan kuitenkin laajentaa muille alueille nykyaikaisilla poraustekniikoilla.
Maalämpöenergian edut ja haitat
Hyödyt:
- Saatavuus koko planeetalla.
- Ihmisen mittakaavassa ehtymätön.
- Halvin tiedossa oleva energia.
haittoja:
- Mahdollinen rikkipitoisten kaasujen vapautuminen.
- Lämmönsiirto pitkiä matkoja ei ole mahdollista.
- Korkeat alkuasennuskustannukset.
Maalämpöenergian tulevaisuus
Maapallon geoterminen potentiaali on valtava, ja maan alle on varastoitu riittävästi energiaa maailman energiatarpeiden tyydyttämiseen miljooniksi vuosiksi. Kairaustekniikan kehittyessä geotermisen energian käytön odotetaan yleistyvän teollisissa prosesseissa, rakennusten lämmityksessä ja sähköntuotannossa.
Uusien teknologioiden, kuten lavattomien turbiinien, jotka pystyvät tuottamaan sähköä alemmissa lämpötiloissa, kehityksen myötä geotermisellä energialla on lupaava tulevaisuus tulla olennaiseksi osaksi maailmanlaajuista energiahuoltoa.
Siten geoterminen energia ei ole vain puhdas ja runsas vaihtoehto, vaan se voi auttaa meitä siirtymään kohti suurempaa energiariippumattomuutta ja samalla pienentämään hiilijalanjälkeämme.