Geotermálna energia je obnoviteľný zdroj energie, ktorý využíva teplo z vnútra Zeme na výrobu elektriny, klimatizovanie budov a získavanie teplej vody ekologickým spôsobom. Často menej známe v porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi energie Rovnako ako slnečná alebo veterná energia má geotermálna energia viacero aplikácií a ponúka pozoruhodnú energetickú účinnosť.
Táto energia Získava sa a spracováva v špecifických zariadeniach nazývaných geotermálne elektrárne. Ale čo to vlastne geotermálna elektráreň je a ako funguje?
Geotermálna elektráreň
Geotermálna elektráreň je elektráreň na výrobu elektriny, ktorá je poháňaná zemským teplom. Tieto zariadenia zodpovedné za získavanie tepla z podložia sú nevyhnutné na premenu tepelnej energie na elektrickú energiu bez závislosti od vonkajších faktorov, ako sú poveternostné podmienky, na rozdiel od iných obnoviteľných zdrojov.
Pokiaľ ide o vplyv na životné prostredie, emisie oxidu uhličitého z geotermálnej elektrárne Je ich podstatne menej ako tých, ktoré produkujú elektrárne na fosílne palivá. V priemere uvoľňujú len 45 g CO2 na každú vyrobenú kWh, čo je menej ako 5 % emisií tradičných zariadení.
Geotermálna energia je však obmedzená v tom, kde ju možno efektívne využiť, kvôli potrebe vŕtať do zemskej kôry v oblastiach s vysokou geotermálnou aktivitou. Spojené štáty americké, Filipíny a Indonézia patria vďaka svojej priaznivej geografii medzi najväčších producentov tejto energie.
Napriek svojmu potenciálu sa odhaduje, že využíva sa len 6,5 % celkovej geometrickej kapacity, podľa Asociácie geotermálnej energie.
Zdroje geotermálnej energie
Teplo zo zemského jadra sa prenáša cez zemskú kôru, ktorá funguje ako izolant. Na využitie tohto tepla je potrebné vŕtať do zeme, čo si vyžaduje infraštruktúru, ako sú potrubia a geotermálne vrty.
Všeobecne platí, Množstvo dostupnej geotermálnej energie sa zvyšuje s hĺbkou vŕtania a blízkosť okrajov tektonických platní, kde je najvyššia teplota.
Ako funguje geotermálna elektráreň?
Proces výroby elektriny v geotermálnej elektrárni je založený na prevádzke v dvoch základných fázach: geotermálne pole a konverzná elektráreň.
Geotermálne pole
Geotermálne pole je oblasť, kde je geotermálny gradient najvyšší. Normálne to zodpovedá uzavretej vodonosnej vrstve s horúcou vodou, uloženej pod nepriepustnými vrstvami, ktoré zadržiavajú teplo. Táto geotermálna nádrž je zdrojom tepla, ktoré sa použije na výrobu elektriny.
Vrty na tomto poli extrahujú zmes vody a pary, ktorá sa privádza potrubím do závodu, pričom paru využívajú na pohon turbín a pohonu systému výroby elektrickej energie.
Generačný proces
Proces výroby začína odberom pary a horúcej vody z geotermálneho rezervoáru a jej presunom do elektrárne. Keď sa tam dostane, para sa oddelí od kvapaliny a cyklónový separátor. Táto para spôsobuje, že sa turbíny točia vysokou rýchlosťou (3.600 XNUMX otáčok za minútu) a vyrábajú elektrinu.
Prebytočná voda sa opätovne vstrekuje do nádrže, čo je proces, ktorý zabezpečuje udržateľnosť systému. Ak by sa táto reinjektáž nevykonala, zdroj by sa vyčerpal a energia by sa nemohla považovať za obnoviteľnú.
Typy geotermálnych elektrární
Existujú tri hlavné typy geotermálnych elektrární:
Suché parné rastliny
Tento druh rastlín je najjednoduchší. Funguje tak, že pri teplotách nad 150 °C odoberá priamu paru z podložia. Táto para poháňa turbíny, ktoré vyrábajú elektrickú energiu.
Bleskové parné rastliny
V zariadeniach na výrobu bleskovej pary vysokotlaková horúca voda stúpa zo studní a keď sa zavádza do nízkotlakových nádrží, časť vody sa vyparuje a poháňa turbíny.
Centrály binárneho cyklu
Elektrárne s binárnym cyklom sú najefektívnejšie a najmodernejšie. Na prenos tepla z vody využívajú kvapaliny s nízkym bodom varu a tým vytvárajú paru pre pohyb turbín, čo umožňuje ich prevádzku s kvapalinami pri teplotách až 57 °C.
Efektívnosť a nízky dopad na životné prostredie z elektrární s binárnym cyklom ich robí najekologickejšími, keďže nevypúšťajú paru ani iné plyny von.
Vývoj geotermálnej technológie umožnil lepšie využitie podzemných zdrojov, zlepšenie udržateľnosti systému a zníženie emisií spojených s výrobou energie. Keďže do tejto technológie investuje viac krajín, očakáva sa, že geotermálna energia bude hrať ešte významnejšiu úlohu pri prechode na čisté obnoviteľné zdroje energie.