Kā darbojas ģeotermālās enerģijas ražošana?

Pirmā stacija ģeotermālās enerģijas ražošanai tika uzcelta 4. gada 1904. jūlijā Larderello sausā tvaika laukā Itālijā, un to pārbaudīja princis Pjero Džinori Konti, izmantojot ģeotermālās enerģijas ražošanu tikai nedaudz vairāk par gadsimtu. Tomēr ģeotermālās enerģijas ražošana nav galvenais enerģijas avots visā pasaulē, veidojot tikai aptuveni 0.1% no globālās jaudas jeb aptuveni 100 gigavatu jaudas. Ģeotermālo enerģiju plaši izmanto tikai Filipīnas un Islande, kur tā veido 15-20% no elektroenerģijas ražošanas.

Visizplatītākā ģeotermālās stacijas darbības metode ir binārais cikls, kurā mēreni karsts ūdens no sekliem ģeotermālajiem siltuma avotiem tiek novadīts pa caurulēm, ko sauc par siltummaini, kas satur sekundāru šķidrumu — parasti butānu vai pentāna ogļūdeņradi — ar augstu viršanas temperatūru. zemāks par ūdeni. Siltuma dēļ sekundārais šķidrums pārvēršas tvaikā, kas darbina turbīnas, kas ražo elektrību. Pēc tam šķidrums tiek atkārtoti kondensēts un izmantots vairākiem cikliem. Sekundārā šķidruma spiediens parasti ir diezgan augsts, aptuveni 500 PSI.

Karstā, sausā iežu ģeotermālā enerģija ir vēl viens ģeotermālās enerģijas ražošanas veids; šī metode sūknē ūdeni dziļi zemē, nonākot saskarē ar karsto, sauso iezi, kas dod metodei nosaukumu. Akmens silda ūdeni, kas pēc tam tiek izsūknēts un tiek izmantots vai nu tieši ar tvaika turbīnām, vai arī tiek sūknēts caur binārā cikla sistēmu. Šīs iekārtas, kas pazīstamas arī kā uzlabotās ģeotermālās sistēmas, kalpo aptuveni 20–30 gadus, pirms iezis atdziest pārāk tālu, lai iekārta būtu ekonomiska. Pilns siltums atgūst 50-100 gadu laikā.

Vēl viens ģeotermālās enerģijas ražošanas veids ir zibens tvaika iekārtas. Šie augi ievelk karstu, augstspiediena ūdeni no dziļumiem Zemes tvertnēs, kur spiediena krituma rezultātā ūdens pārplūst tvaikā, ko pēc tam izmanto turbīnu pagriešanai. Viens no senākajiem veidiem ir tiešais siltums, kas ievelk karsto ūdeni no Zemes virsmas tuvumā caurulēs, lai to izmantotu ēku apsildīšanai, ūdens sildīšanai zivju audzēšanai, augu audzēšanai siltumnīcās, piena pasterizēšanai utt. Tas darbojas tikai vietās, kur ir pietiekami karsts. ūdens ir pieejams virsmas tuvumā.