من أجل فهم سبب اعتبار الطاقة الحرارية الأرضية بديلاً صديقًا للبيئة للوقود الأحفوري ، يجب أن تكون على دراية أولاً بالعمل الأساسي لهذه التكنولوجيا. فكيف تعمل الطاقة الحرارية الجوفية؟
بادئ ذي بدء ، يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية بطرق متنوعة. هناك من يستخدم الحرارة مباشرة لأنظمة التدفئة المنزلية (وحتى التبريد). ويستخدمها آخرون في البيوت المحمية والمزارع السمكية والمنتجعات الصحية. بالطبع ، لم أنس تطبيقه الأكثر شهرة - لإنتاج الكهرباء.
وبالتالي ، عند الإجابة على السؤال ، "كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية؟" ، يجب على المرء أولاً تحديد التطبيق المحدد للطاقة.
بالنسبة للتطبيقات التي تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية مباشرة مثل تلك الموجودة في مزارع الأسماك والمنتجعات الصحية والبيوت الزجاجية ، يتم استغلال مياه الينابيع الساخنة ببساطة من تحت سطح الأرض وإعادة توجيهها إلى هذه المرافق.
قد تحصل المياه الساخنة على حرارتها من الصهارة القادرة على الزحف لأعلى وتسخين محيطها ، بما في ذلك المياه الجوفية هناك. لا يتعين على الصهارة المساهمة بالحرارة بشكل مباشر ، حيث يمكن العثور على مادة الوشاح المنصهرة هذه عميقة جدًا تحت الأرض ، وبالتالي يصعب الوصول إليها.
في بعض الحالات ، حيث لا توجد الصهارة في المنطقة المجاورة مباشرة ، لا يزال بإمكانك الحصول على الماء الساخن ببساطة عن طريق الحفر العميق في الأرض. تذكر دائمًا أنه كلما حفرت أعمق ، كلما ارتفعت درجة الحرارة.
يتم استخراج الطاقة الحرارية الأرضية المستخدمة لتشغيل سخانات الغرفة المنزلية من الأرض (وليس من خلال الماء). خلال فصل الشتاء ، تكون الأرض تحت السطح أكثر دفئًا من درجة الحرارة المذكورة أعلاه. ثم يتم استخراج الحرارة باستخدام مضخات الحرارة الحرارية الأرضية. تستخرج مضخة الحرارة الحرارية الأرضية النموذجية الحرارة من خلال سلسلة من الأنابيب التي تحتوي إما على المياه المتداولة أو محلول مضاد للتجمد ، تمامًا مثل الثلاجة أو وحدة تكييف الهواء.
الآن بالنسبة للتطبيق الأخير المذكور سابقًا. كيف تعمل الطاقة الحرارية الأرضية في حالة محطات الطاقة الحرارية الأرضية؟
تمامًا مثل معظم محطات الطاقة (مثل الطاقة المائية وطاقة الرياح) ، يتم تحويل الطاقة إلى كهرباء من خلال استخدام التوربينات. هناك ثلاث طرق للقيام بذلك.
طريقة واحدة توجه البخار الساخن المسحوب من تحت الأرض إلى التوربين. آخر يسحب الماء الساخن للغاية من الأسفل ، ويومضه في البخار ، ثم يتم توجيهه إلى التوربين. تستخدم الطريقة الثالثة مبادل حراري لنقل الحرارة من الماء الساخن المستخرج من باطن الأرض إلى سائل (يستخدم الأيزوبوتان بشكل شائع) والذي يتم توجيهه إلى التوربين.
في جميع الطرق الثلاثة ، يكون التوربين مسؤولاً عن تحويل الطاقة الحركية للسائل الموجه (مما يجعله يتحول) إلى كهرباء.
تحتوي مجلة الفضاء على بعض الموضوعات المثيرة للاهتمام المتعلقة بالطاقة الحرارية الأرضية التي قد تكون مهتمًا بها. فيما يلي اثنان منها:
الحرارة الجوفية
التدفئة الحرارية الأرضية
يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول مضخات الحرارة الحرارية الأرضية من وزارة الطاقة الأمريكية على موقع Energy Star على الويب.
عيون متعبة؟ ربما ترغب في الاستماع إلى بعض حلقات Cast Astronomy Cast بدلاً من ذلك:
البراكين الساخنة والباردة
مصاعد الفضاء
مصادر:
http://www.ucsusa.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-geothermal-energy-works.html
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/geothermal-energy.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy
http://www.eia.gov/kids/energy.cfm؟page=geothermal_home-basics
