ما هي الطاقة الحرارية الجوفية؟

May 13, 2020

مصادر الطاقة الحرارية الجوفية وأنواعها

الطاقة الحرارية الأرضية هي الحرارة أو البخار الذي يأتي من باطن الأرض. توجد في الصخور والسوائل أسفل قشرة الأرض ويمكن تتبعها حتى اللب الذي يحتوي على الصخور المنصهرة الساخنة ، الصهارة.

من أجل توليد الطاقة من الطاقة الحرارية الأرضية ، يتم حفر آبار بعمق ميل واحد في الخزانات الجوفية للوصول إلى البخار والمياه الساخنة ، والتي تستخدم لتشغيل التوربينات المتصلة بمولدات الكهرباء. في الأساس،هناك ثلاثة أنواع من محطات الطاقة الحرارية الأرضية:

محطات البخار الجاف:يعد البخار الجاف من أقدم تقنيات الطاقة الحرارية الأرضية ، حيث يتم إخراج البخار من الأرض واستخدامه مباشرة في تشغيل التوربينات.
محطات البخار السريع:تستخدم مصانع الفلاش الماء الساخن عالي الضغط وتحويله إلى ماء بارد ومنخفض الضغط.
محطات البخار الثنائية:تمرر النباتات الثنائية الماء الساخن من خلال سائل ثانوي بنقطة غليان منخفضة ، والذي يتحول إلى بخار لدفع التوربين.

تبلغ درجة الحرارة في قلب الأرض حوالي 7200 درجة فهرنهايت. يمكن لمثل هذه درجة الحرارة العالية أن تولد كميات كبيرة من الطاقة المستدامة وكميات هائلة من جيجاوات من الكهرباء.

مزايا الطاقة الحرارية الجوفية

الطاقة الحرارية الجوفية صديقة للبيئة

يتم استخراج الطاقة الحرارية الجوفية من القشرة العلوية للأرض دون حرق الوقود الأحفوري. وهذا يعني أن الحقول الحرارية الأرضية نادراً ما تولد انبعاثات أو بها انبعاثات قليلة. أيضًا ، يمكن أن تكون الطاقة الحرارية الأرضية مفيدة من حيث توفير ما يصل إلى 80٪ عن مصادر الطاقة التقليدية.

تطلق محطة توليد الطاقة الحرارية الأرضية ما يعادل 122 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل ميغاواط / ساعة من الكهرباء التي تنتجها. عادةً ما يأتي ثُمن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة بالفحم.

إمكانات هائلة

إجمالي استهلاك الطاقة في العالم ، والذي يبلغ حوالي 15 تيراواط (TW) ، ليس قريبًا من احتياطيات الطاقة الهائلة تحت الأرض.

تتراوح السعة المحتملة للطاقة الحرارية الأرضية التي يُقدر أن تولدها محطات الطاقة الحرارية الأرضية بين 0.035 إلى 2 تيراواط. ومع ذلك ، ليست كل الخزانات الحرارية الأرضية مربحة ، ولا يمكن استخدام سوى جزء صغير من إجمالي الإمكانات.

الطاقة الحرارية الأرضية هي&أمبير موثوق ؛ مصدر متجدد للطاقة

ميزة أخرى للطاقة الحرارية الجوفية مقارنة بالمصادر المتجددة الأخرى مثل الرياح أو الطاقة الشمسية أو الكتلة الحيوية هي أنها مصدر ثابت للطاقة. هذا يعني أن هذه الطاقة لا تعتمد على الرياح أو الشمس ، وهي متوفرة في كل وقت.

أيضًا ، تعد الطاقة الحرارية الأرضية مصدرًا متجددًا للطاقة ، والتي يمكنها الحفاظ على معدل استهلاكها ، على عكس مصادر الطاقة التقليدية مثل الفحم والوقود الأحفوري. كما يقول العلماء ، ستستمر الطاقة في الخزانات الحرارية الأرضية لمليارات السنين.

تُستخرج الطاقة الحرارية الجوفية من نواة الأرض وستبقى ما دامت الأرض موجودة.

مقالات لها صلة:الطاقة الشمسية مقابل طاقة الرياح

أنظمة الطاقة الحرارية الجوفية ذات كفاءة عالية

عندما يتعلق الأمر بالكفاءة ، فإن الطاقة الحرارية الأرضية هي أحد مصادر الطاقة الرائدة. تستهلك أنظمة المضخات الحرارية الأرضية 25٪ إلى 50٪ أقل من الكهرباء من الأنظمة التقليدية للتدفئة أو التبريد.

أيضًا ، نظرًا للتصميم المرن لأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن تعديلها حسب المواقف المختلفة ، وتحتاج إلى مساحة أقل للأجهزة مقارنة بالأنظمة التقليدية.

تحتاج أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية إلى القليل من الصيانة أو لا تحتاج إلى صيانة

تحتوي أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية على عدد قليل من الأجزاء المتحركة التي يتم وضعها داخل الهيكل. عمر أنظمة المضخات الحرارية الجوفية مرتفع.

تحتوي أنابيب المضخات الحرارية على ضمانات تتراوح بين 25 و 50 عامًا ، بينما يمكن أن تظل المضخة تعمل لمدة لا تقل عن 20 عامًا. هذا يعني أنه بعد التثبيت ، لا تحتاج أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية إلى أي صيانة.

مصدر طاقة مستقر

من الأسهل نسبيًا التنبؤ بمخرجات محطة الطاقة الحرارية الأرضية. ليس لديها نفس تقلبات الطاقة المنخفضة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية.

تعتمد محطات الطاقة التقليدية إلى حد كبير على الوقود ، لذلك بالنسبة للكهرباء المنتجة ، تتقلب التكلفة وفقًا لسعر السوق للوقود.

ومع ذلك ، لا ينطبق الأمر نفسه على محطات توليد الطاقة الحرارية الجوفية لأنها لا تستخدم الوقود ، ولا يتعين عليها الاعتماد على أسعار الوقود ، ويمكن أن توفر للمستهلكين تكاليف كهرباء ثابتة.

كفاءة في التدفئة / التبريد

HVAC الحرارية الأرضية (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) هي نظام فعال للتدفئة والتبريد.

لا تحرق أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة أو توفير التبريد ، على عكس أنظمة التدفئة والتبريد العادية. بدلاً من ذلك ، يقومون بنقل الحرارة من وإلى الأرض. بشكل عام ، يتم استخدام الطاقة الكهربائية فقط لتشغيل المروحة والضاغط ومضخة الوحدة.

في السنوات الأخيرة ، كان هناك نمو كبير في عدد الأسر التي تستخدم التدفئة / التبريد بالطاقة الحرارية الأرضية.