Du vet säkert vad geotermisk energi är i allmänna termer, men Känner du till alla grunderna om denna energi? Generellt säger vi att geotermisk energi är värmeenergi inifrån jorden. Med andra ord är geotermisk energi den enda förnybara energiresursen som inte kommer från solen. Dessutom kan vi säga att denna energi inte är förnybar energi som sådan dess förnyelse är inte oändlig, även om det fortfarande är det outtömlig i mänsklig skala, så det anses förnybart för praktiska ändamål.
Värmets ursprung inuti jorden
Värmen inuti jorden orsakas huvudsakligen av sönderfall av radioaktiva grundämnen såsom Uranium 238, Thorium 232 och Potassium 40. Dessa grundämnen sönderfaller ständigt och frigör termisk energi i processen. En annan viktig faktor är tektoniska plattkollisioner, som avger värme på grund av rörelse och friktion. I vissa regioner är geotermisk värme mer koncentrerad, till exempel områden i närheten vulkaner, magmaflöden, gejsrar och varma källor. Detta möjliggör större enkelhet för energianvändning.
Användning av geotermisk energi
Geotermisk energi har använts i över 2.000 XNUMX år, med romarna banbrytande användningen av termiska källor för att termalbad och värme. På senare tid är det van vid uppvärmning av byggnader, växthus och elproduktion. Det finns tre typer av fyndigheter från vilka geotermisk energi kan erhållas:
- Höga temperaturbehållare
- Lågtemperaturbehållare
- Torra heta bergbehållare
Höga temperaturbehållare
Det anses vara en deposition på hög temperatur när grundvattnet i magasinet når temperaturer över 100°C på grund av närheten till en aktiv värmekälla. För att utvinna värme från undergrunden måste de geologiska förhållandena tillåta förekomsten av en geotermisk reservoar, som fungerar på samma sätt som olje- eller naturgasreservoarer.Det uppvärmda vattnet Genom dessa bergarter tenderar den att stiga mot ytan tills den når en geotermisk reservoar som är instängd av ett ogenomträngligt lager. Men om det finns sprickor i det ogenomträngliga lagret kan ånga eller hett vatten stiga upp och dyker upp på ytan i form av varma källor eller gejsrar. Dessa värmekällor har utnyttjats sedan urminnes tider, och idag används de för uppvärmning och industriella processer.
Lågtemperaturbehållare
En lågtemperaturreservoar är en där vattnet når mellan 60 och 100ºC. I dessa fall är värmeflödet normalt, så det är inte nödvändigt att ha en aktiv värmekälla eller närvaron av ett ogenomträngligt skikt.
Här är nyckeln att ha ett vattenförråd på djup som gör att det kan nå temperaturer som är tillräckligt höga för att göra dess exploatering ekonomiskt lönsam.
Torra heta bergbehållare
Depositionerna av torra varma stenar De har ännu mer potential, eftersom de är bland de 250-300ºC och på djup mellan 2.000 3.000 och XNUMX XNUMX meter. För att utvinna värme från dessa stenar är det nödvändigt spräcka dem för att göra dem porösa.
I detta system injiceras kallt vatten från ytan, passerar genom heta porösa bergarter, värms upp i processen och extraheras sedan som ånga för att generera elektricitet. Dessa fyndigheter har emellertid svårigheter på grund av de sprick- och borrtekniker som krävs för deras exploatering.
Mycket låg temperatur geotermisk energi
Vi kan också betrakta undergrunden som en värmekälla vid 15ºC, helt förnybar och outtömlig. Med ett adekvat uppsamlingssystem och en värmepump är det möjligt att överföra denna värme till ett värmesystem som kan nå upp till 50ºC, vilket ger värme och tappvarmvatten.
Detta system kan även användas på sommaren och lagrar värme vid 40ºC under jord. Den största nackdelen är att en stor yta behövs för att begrava den yttre kretsen, men dess främsta fördel är energibesparingar och mångsidighet Den kan användas för både uppvärmning och kylning.
Bergvärmepumpen
Det väsentliga elementet i denna typ av system är värmepump. Denna termodynamiska maskin bygger sin verksamhet på Carnot cykel, taget från en gas som fungerar som en värmebärare mellan två källor, en med låg temperatur och den andra med hög temperatur.
Denna pump kan extrahera värme från marken vid 15ºC och höja dess temperatur för att värma luften i en intern krets, vilket ger mycket högre prestanda än konventionella luftkonditioneringssystem.
Byt kretsar med jorden
Vi kan skilja på utbytessystem med ytvatten, som är billigare men är geografiskt begränsade, och utbytet med marken, som kan vara direkt eller genom en hjälpkrets.
- Direkt utbyte: enklare och billigare, men med risk för läckage och frysning.
- hjälpkrets: dyrare, men undviker stora temperaturfluktuationer.
Det bör noteras att dessa system, genom att absorbera värme från en stabil temperaturkälla såsom underjorden, erbjuder konstant och effektiv prestanda under hela året, oavsett atmosfäriska förhållanden.
Prestanda för luftkonditioneringssystem
La energieffektivitet av geotermiska luftkonditioneringssystem är enastående: de når prestanda på upp till 500 % vid kylning och 400 % vid uppvärmning. Detta innebär att för varje energienhet som används kan upp till 5 enheter värmeenergi genereras vid kylning.
Förutom sin höga effektivitet har detta system fördelen att inte vara beroende av fluktuationer i sol- eller vindenergi, eftersom jorden ger en konstant värmekälla.
Distribution av geotermisk energi
Geotermisk energi är fördelad över hela planeten, men med en större koncentration i vulkaniska områden och tektoniska förkastningar. Områden som Stillahavskusten i Amerika och Indonesien har hög potential. Dess exploatering kan dock utvidgas till andra områden med modern borrteknik.
För- och nackdelar med geotermisk energi
Fördelar:
- Tillgänglighet över hela planeten.
- Outtömlig i mänsklig skala.
- Den billigaste energin som är känd.
Nackdelar:
- Eventuell utsläpp av svavelhaltiga gaser.
- Värmeöverföring över långa avstånd är inte möjlig.
- Höga initiala installationskostnader.
Framtiden för geotermisk energi
Planetens geotermiska potential är gigantisk, med tillräckligt med energi lagrad under jord för att tillgodose världens energibehov i miljontals år. I takt med att borrtekniken utvecklas förväntas användningen av geotermisk energi bli allt mer utbredd i industriella processer, byggnadsuppvärmning och elproduktion.
Med utvecklingen av ny teknik som bladlösa turbiner som kan generera elektricitet vid lägre temperaturer har geotermisk energi en lovande framtid att bli en viktig del av den globala energiförsörjningen.
Således erbjuder geotermisk energi inte bara ett rent och rikligt alternativ, utan kan hjälpa oss att gå mot större energioberoende, samtidigt som vi minskar vårt koldioxidavtryck.