Что такое геотермальная энергия и как работает геотермальная энергия

Сейчас очень многие люди отдают предпочтение удобству и эффективности в собственных домах. От того, как люди обогревают и охлаждают собственные дома, зависит результативность реализации таких приоритетов. К примеру, дом площадью 5600 квадратных футов может взорвать ваши счета за электрическую энергию, если системы отопления и охлаждения неэффективны. Применение классической электрической энергии для обогрева и охлаждения в большой мере способствует резкому увеличению счётов за электрическую энергию. Обыкновенная электрическая энергия вырабатывается с применением ископаемых видов топлива, например как уголь и нефть. В условиях, когда залежи ископаемого топлива на исходе, один из источников, который люди практически не применяли, именуемый геотермальной энергетикой, может предъявить привлекательные возможности для преодоления этого разрыва и экономии ваших очень больших затрат на электрическую энергию. Геотермальные системы применяют природное тепло земли для обогрева и охлаждения вашего дома.

Геотермальная энергия — это энергия, получаемая из тепла, находящегося глубоко под поверхностью земли. Внутреннее тепло Земли образуется в результате радиоактивного распада минералов и последовательной теплопотери из первоначального земного пласта. Это чистая и возобновляемая форма энергии, потому что она бесконечна и не способствует выбросу тепличных газов.

Геотермальная энергия и другие альтернативные источники энергии для человечества. Жак Фреско

Геотермальная энергия

Энергия внутри земли никогда не иссякнет и остается тепловым источником на миллионы и миллионы лет, и мы можем применять эту энергию, которая обойдется дешевле и поможет нам сделать меньше нашу зависимость от ископаемого топлива и глобального потепления и сложностей со здоровьем населения, которые появляются в результате его применения.

Как работает геотермальная энергия?

Ядро, которое находится под земной корой, хранит много тепла. Чем глубже под поверхность земли, тем жарче она становится. Ядро, которое находится на глубине приблизительно 6 437 километров или 4 000 миль под поверхностью Земли, достигает температуры около 4200 градусов по Цельсию или 7600 градусов по Фаренгейту. Часть этого тепла появилась в процессе формирования Земли приблизительно 4 миллиарда лет тому назад.

Оставшееся тепло это результат непрерывного распада радиоактивных материалов под землёй. Тепло, которое находится в ядре Земли, настолько сильно, что расплавляет горные породы, находящиеся рядом. Расплавленная порода называется магмой. Поскольку магма менее плотная, чем породы, окружающие ее, она выталкивается на поверхность Земли. В большинстве случаев давление внутри ядра заставляет магму выходить через жерла, извергаясь на поверхность, — явление это известно как извержение вулкана. Но как правило, во многих случаях магма не выходит из земной коры. Вместо этого она нагревает близлежащие породы, а еще воду, заключенную в таких породах.

В большинстве случаев водонагрев вызывает увеличение давления внутри и заставляет воду выходить через отверстия в земля, образовывая бассейны с горячей водой, обычно именуемые горячими источниками, или извержения пара и горячей воды, обычно именуемые гейзерами. Вода которая нагрелась, которая остается под поверхностью земли, образовывает бассейны, известны как геотермальные резервуары.

Чтобы получить это тепло, вода закачивается в "нагнетательную скважину". Потом она проходит через фильтр через трещины в горных породах, где они имеют большую температуру. Потом вода возвращается через "восстановительную скважину" под давлением в виде пара. Этот пар улавливается и применяется для привода электрических генераторов.

Для изготовления геотермальной энергии нужно отбирать горячую воду из геотермального резервуара. Для получения горячей воды применяются 3 варианта:

Прямая геотермальная энергия

Данный метод применяется в местах, где геотермальные резервуары и горячие источники находятся очень близко от поверхности земли. Из земли в геотермальный резервуар пробуриваются отверстия для вентиляции, и горячая подается вода конкретно в дома и здания для обогрева. Горячая подается вода через теплообменный аппарат, который передает тепло от горячей воды в отопительную систему дома. Потом примененная вода попадает назад в геотермальный резервуар для повторного нагрева, и цикл продолжается.

Геотермальный насос для отопления

Геотермальный насос для отопления иногда называют насосом для отопления с наземным тепловым источником. Это главная система охлаждения и отопления, которая передает тепло в землю и из земли. Он применяет землю как источник тепла зимой и поглотителя тепла в месяцы лета.

В совершенстве геотермальный насос для отопления работает также, как и классический насос для отопления. Он применяет хладагент большого давления, чтобы применять и передавать тепло в дом и из дома. Единственное отличие состоит в том, что классический насос для отопления улавливает тепло и отдает его в атмосферу. Геотермальный насос для отопления передает тепло в здание и из здания через длинные петли труб, заполненных жидкостью, зарытых под землю. Электрический компрессор и теплообменный аппарат, установленные в здании, всасывают тепло из труб и его подают по всему зданию через систему воздушных каналов. Летом геотермальный насос для отопления работает с точностью до наоборот. Трубы отсасывают тепло от здания и передают его в землю для поглощения.

Геотермальная электростанция

Геотермальные электростанции обычно применяют тепло, которое находится под земной корой, для выработки электрической энергии. Есть три вида геотермальных электростанций:

Сухой пар

Тут горячий пар добывается конкретно из геотермальных резервуаров и подается на геотермальную электростанцию, где он вращает турбину. Потом турбина запускает генератор для изготовления электроэнергии.

Вспышка пара

Тут вода с температурой от 148 до 371 градуса Цельсия засасывается из геотермального резервуара через проложенные вниз трубы. Часть воды превращается в пар и направляется на вращение турбин, которые запускают генератор для изготовления электроэнергии. Потом пар остывает и превращается в воду. Вода направляется назад в геотермальный резервуар, чтобы нагреться и продолжить цикл.

Бинарный цикл

В установках бинарного цикла применяется сдержанно горячая вода. Вода подается через теплообменный аппарат. В теплообменном аппарате тепло воды подается жидкости, к примеру, изобутену, который кипит при сравнительно более невысокой температуре, чем вода. Когда жидкость подвергается нагреву, она превращается в пар. Пар направляется на вращение турбины, которая вращает генератор для изготовления электроэнергии.

Насколько геотермальная энергия может быть полезной, зависит от определенных факторов, к примеру, например как.g.: расположение, насколько горячей становится вода, породы внутри земли и кол-во закачиваемой воды. Если горные породы недостаточно горячие или охлаждаются настоящим образом, это создаёт проблему для геотермальных электростанций.

Варианты геотермальной энергии

Гейзеры

Гейзер — это горячий источник, в котором вода иногда закипает, выбрасывая в атмосферу длинный столб пара и воды. Это довольно поразительное зрелище. Но все таки, некоторые гейзеры приводят к извержениям, которые выбрасывают тысячи, а то и сотни литров горячей воды на сотни футов в атмосферу. Наиболее известный гейзер в мире — Старый Фейтфул, находящийся в Йеллоустонском национальном парке в Америке. Известно, что он извергается каждые 60-90 минут. Для появления гейзера нужно наличие следующих условий:

  • раскаленные породы под поверхностью земли
  • источник грунтовых вод
  • Подземный резервуар воды
  • Отверстия, через которые вода попадает на поверхность

Гейзеры — чрезвычайно нечастое явление. Соединенные Штаты, Российская Федерация, Чили, Новая Зеландия и Исландия — страны, в которых находятся активные гейзеры.

Горячие источники

Горячие источники — это источники, появляющиеся в результате возникновения геотермально нагретых грунтовых вод, выходящих из земной коры. Геотермальные горячие источники появляются в различных местах земной коры. Некоторые горячие источники содержат воду идеальной температуры для купания. Другие настолько горячие, что любой, кто попытается покупаться в них, может получить сильные ожоги или умереть.

Фумаролы

Фумарола — это тепло и звукоизоляцию, из которого пар и газы выходят в атмосферу. Отверстие может быть применено для получения геотермальной энергии. Фумаролы могут возникать вдоль маленьких трещин или длинных расщелин, в хаотичных полях или скоплениях. Они также могут возникать на поверхности лавовых потоков и очень больших залежей пирокластических потоков. Они могут появляться в течение десятилетий либо даже веков, если они появляются на верхушке постоянного теплового источника, к примеру, активной магмы. Они вполне смогут исчезнуть на протяжении нескольких недель или месяцев, если появляются на верхушке свежего вулканического отложения, которое быстро остывает. Их температура меняется от 70 до 100 градусов по Цельсию.

Геотермальная энергия

Единственное опасение по поводу геотермальной энергии состоит в том, что она выделяет сероводород. Сероводород — это газ, который пахнет как тухлое яйцо. В остальном, плюсы геотермальной энергии просто ошеломляющие. Она чистая, экологичная, возобновляемая, сравнительно недорогая и уменьшает применение ископаемого топлива, которое способствует массовому загрязнению внешней среды и глобальному потеплению.