Jeotermal enerjinin genel anlamda ne olduğunu elbette biliyorsunuz, ancak Bu enerjiyle ilgili tüm temel bilgileri biliyor musunuz? Genel olarak jeotermal enerji diyoruz. Dünyanın içinden ısı enerjisi. Yani jeotermal enerji Güneş'ten elde edilmeyen tek yenilenebilir enerji kaynağıdır. Ayrıca bu enerjinin yenilenebilir enerji olmadığını da söyleyebiliriz. yenilenmesi sonsuz değilolmasına rağmen hala insan ölçeğinde tükenmez, bu nedenle pratik amaçlar için yenilenebilir olarak kabul edilir.
Yeryüzündeki ısının kökeni
Dünya'nın içindeki ısı esas olarak şunlardan kaynaklanır: radyoaktif elementlerin bozunması Uranyum 238, Toryum 232 ve Potasyum 40 gibi. Bu elementler sürekli olarak bozunur ve süreçte termal enerji açığa çıkar. Bir diğer önemli faktör ise tektonik plaka çarpışmalarıHareket ve sürtünme nedeniyle ısıyı açığa çıkaran. Bazı bölgelerde jeotermal ısı daha yoğundur, örneğin yakınlardaki alanlar gibi. volkanlar, magma akıntıları, gayzerler ve kaplıcalar. Bu, enerji kullanımında daha fazla kolaylık sağlar.
Jeotermal enerji kullanımı
Jeotermal enerji 2.000 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır ve Romalılar termal kaynakların kullanımına öncülük etmiştir. termal banyolar ve ısıtma. Daha yakın zamanlarda, kullanılır binaların ısıtılması, seralar ve elektrik üretimi. Jeotermal enerjinin elde edilebileceği üç tür yatak vardır:
- Yüksek sıcaklık rezervuarları
- Düşük sıcaklık rezervuarları
- Kuru sıcak kaya rezervuarları
Yüksek sıcaklık rezervuarları
Depozito olarak kabul edilir yüksek sıcaklık Aktif bir ısı kaynağının yakınlığı nedeniyle rezervuardaki yeraltı suyu 100°C'nin üzerindeki sıcaklıklara ulaştığında. Toprak altından ısının alınabilmesi için jeolojik koşulların bir ortamın varlığına izin vermesi gerekir. jeotermal rezervuarPetrol veya doğal gaz rezervuarlarına benzer şekilde çalışır.Isıtılmış su Bu kayaların arasından geçirimsiz bir tabaka tarafından hapsedilen jeotermal rezervuara ulaşana kadar yüzeye doğru yükselme eğilimi gösterir. Ancak bu geçirimsiz tabakada çatlaklar varsa buhar veya sıcak su yükselebilir ve yüzeyde kaplıcalar veya gayzerler şeklinde görünür. Bu ısı kaynaklarından çok eski çağlardan beri yararlanılmaktadır ve günümüzde ısıtma ve endüstriyel işlemlerde kullanılmaktadır.
Düşük sıcaklık rezervuarları
Düşük sıcaklıklı bir rezervuar, su 60 ile 100°C arasına ulaşır. Bu durumlarda ısı akışı normal olduğundan aktif bir ısı kaynağının bulunmasına veya geçirimsiz bir katmanın varlığına gerek yoktur.
Burada önemli olan, su kullanımını ekonomik açıdan uygun hale getirecek kadar yüksek sıcaklıklara ulaşmasını sağlayacak derinliklerde bir su deposuna sahip olmaktır.
Kuru sıcak kaya rezervuarları
Mevduat kuru sıcak kayalar Aralarında yer aldıkları için daha da fazla potansiyele sahipler. 250-300ºC ve 2.000 ile 3.000 metre arasındaki derinliklerde. Bu kayalardan ısı elde etmek için gereklidir. gözenekli hale getirmek için onları kırın.
Bu sistemde soğuk su yüzeyden enjekte ediliyor, sıcak gözenekli kayaların arasından geçiriliyor, bu sırada ısınıyor ve daha sonra buhar olarak çıkarılarak elektrik üretiliyor. Ancak bu yatakların işletilmesi için gerekli olan kırma ve delme teknikleri nedeniyle zorluklar yaşanmaktadır.
Çok düşük sıcaklıkta jeotermal enerji
Ayrıca toprak altını da düşünebiliriz. 15ºC'de ısı kaynağıtamamen yenilenebilir ve tükenmez. Yeterli bir toplama sistemi ve ısı pompası ile bu ısıyı, 50°C'ye kadar çıkabilen, ısıtma ve kullanım sıcak suyu sağlayan bir ısıtma sistemine aktarmak mümkündür.
Bu sistem, ısıyı yer altında 40°C'de depolayarak yaz aylarında da kullanılabilir. Ana dezavantajı, dış devreyi gömmek için geniş bir yüzey alanına ihtiyaç duyulmasıdır, ancak ana avantajı, enerji tasarrufu ve çok yönlülük Hem ısıtma hem de soğutma amaçlı kullanılabilir.
Jeotermal ısı pompası
Bu tür sistemlerde temel unsur, Isı pompası. Bu termodinamik makine çalışmasını temel alır. Carnot döngüsübiri düşük sıcaklıkta diğeri yüksek sıcaklıkta olmak üzere iki kaynak arasında ısı taşıyıcı görevi gören bir gazdan alınır.
Bu pompa, yerden 15°C sıcaklıkta ısı çekip, dahili bir devredeki havayı ısıtmak için sıcaklığını yükselterek, geleneksel iklimlendirme sistemlerine göre çok daha yüksek performans elde edebiliyor.
Dünya ile devreleri değiştirin
Değişim sistemlerini şu şekilde ayırt edebiliriz: yüzey suyudaha ucuz ancak coğrafi olarak sınırlı olan ve toprakla doğrudan veya yardımcı devre yoluyla değiş tokuş olan.
- Doğrudan değişim: Daha basit ve daha ucuzdur ancak sızıntı ve donma riski vardır.
- yardımcı devre: Daha pahalıdır ancak büyük sıcaklık dalgalanmalarını önler.
Bu sistemlerin, toprak altı gibi sabit bir sıcaklık kaynağından ısıyı emerek, atmosfer koşullarından bağımsız olarak yıl boyunca sabit ve verimli bir performans sunduğunu belirtmek gerekir.
Klima sistemlerinin performansı
La enerji verimliliği Jeotermal iklimlendirme sistemleri olağanüstüdür: soğutmada %500'e, ısıtmada %400'e varan performanslara ulaşırlar. Bu, soğutma durumunda kullanılan her birim enerji için 5 birime kadar termal enerji üretilebileceği anlamına gelir.
Bu sistem, yüksek verimliliğinin yanı sıra, Dünya'nın sabit bir ısı kaynağı sağlaması nedeniyle güneş veya rüzgar enerjisindeki dalgalanmalara bağlı olmama avantajına da sahiptir.
Jeotermal enerji dağıtımı
Jeotermal enerji tüm gezegene dağılmıştır, ancak volkanik alanlarda ve tektonik faylarda daha fazla yoğunlaşmaktadır. Amerika'nın Pasifik kıyıları ve Endonezya gibi bölgelerin potansiyeli yüksek. Ancak modern sondaj teknolojileriyle kullanımı diğer alanlara da genişletilebilir.
Jeotermal enerjinin avantajları ve dezavantajları
Yararları:
- Gezegenin her yerinde kullanılabilirlik.
- İnsan ölçeğinde tükenmez.
- Bilinen en ucuz enerji.
dezavantajları:
- Sülfürlü gazların olası salınımı.
- Uzak mesafelerde ısı iletimi mümkün değildir.
- Yüksek ilk kurulum maliyetleri.
Jeotermal enerjinin geleceği
Gezegenin jeotermal potansiyeli çok büyük ve yer altında dünyanın enerji ihtiyacını milyonlarca yıl boyunca karşılamaya yetecek kadar enerji depolanıyor. Sondaj teknikleri ilerledikçe, jeotermal enerjinin endüstriyel proseslerde, bina ısıtmasında ve elektrik üretiminde kullanımının giderek yaygınlaşması bekleniyor.
Daha düşük sıcaklıklarda elektrik üretebilen kanatsız türbinler gibi yeni teknolojilerin gelişmesiyle birlikte, jeotermal enerjinin küresel enerji arzının önemli bir parçası haline gelmesi ümit verici bir geleceğe sahiptir.
Dolayısıyla jeotermal enerji sadece temiz ve bol bir alternatif sunmakla kalmıyor, aynı zamanda karbon ayak izimizi azaltırken daha fazla enerji bağımsızlığına doğru ilerlememize de yardımcı olabiliyor.