Geotermální energie je obnovitelný zdroj energie, který využívá teplo ze Země k výrobě elektřiny, klimatizaci budov a získávání teplé vody ekologickým způsobem. Často méně známé ve srovnání s jinými obnovitelnými energiemi Stejně jako sluneční nebo větrná energie má geotermální energie mnoho aplikací a nabízí pozoruhodnou energetickou účinnost.
Tato energie Získává se a zpracovává ve specifických zařízeních zvaných geotermální elektrárny. Co to ale vlastně geotermální elektrárna je a jak funguje?
Geotermální elektrárna
Geotermální elektrárna je elektrárna na výrobu elektřiny, která je poháněna zemským teplem. Tato zařízení zodpovědná za získávání tepla z podloží jsou nezbytná pro přeměnu tepelné energie na elektřinu bez závislosti na vnějších faktorech, jako jsou povětrnostní podmínky, na rozdíl od jiných obnovitelných zdrojů.
Pokud jde o dopad na životní prostředí, emise oxidu uhličitého z geotermální elektrárny Je jich podstatně méně než těch, které produkují elektrárny na fosilní paliva. V průměru uvolňují pouze 45 g CO2 na každou vyrobenou kWh, což je méně než 5 % emisí tradičních zařízení.
Geotermální energie je však omezena tam, kde ji lze efektivně využít, kvůli nutnosti vrtat do zemské kůry v oblastech s vysokou geotermální aktivitou. Spojené státy, Filipíny a Indonésie patří díky své příznivé geografii k největším producentům této energie.
Přes jeho potenciál se odhaduje, že využívá se pouze 6,5 % globální geometrické kapacity, podle Asociace geotermální energie.
Zdroje geotermální energie
Teplo ze zemského jádra se přenáší přes zemskou kůru, která funguje jako izolant. K využití tohoto tepla je nutné vrtat do země, což vyžaduje infrastrukturu, jako jsou potrubí a geotermální vrty.
Obecně platí, Množství dostupné geotermální energie se zvyšuje s hloubkou vrtání a blízkost okrajů tektonických desek, kde je nejvyšší teplota.
Jak funguje geotermální elektrárna?
Proces výroby elektřiny v geotermální elektrárně je založen na provozu ve dvou základních fázích: geotermální pole a konverzní zařízení.
Geotermální pole
Geotermální pole je oblast, kde je geotermální gradient nejvyšší. Normálně to odpovídá uzavřené zvodně s horkou vodou, uložené pod nepropustnými vrstvami, které zadržují teplo. Tato geotermální nádrž je zdrojem tepla, které bude využito k výrobě elektřiny.
Vrty na tomto poli extrahují směs vody a páry, která je přiváděna potrubím do elektrárny, pomocí páry k pohonu turbín a pohonu systému výroby elektřiny.
Proces generování
Proces výroby začíná odběrem páry a horké vody z geotermální nádrže a jejím předáním do elektrárny. Jakmile tam jsou, pára je oddělena od kapaliny pomocí a cyklonový separátor. Tato pára způsobuje, že se turbíny roztáčí vysokou rychlostí (3.600 XNUMX otáček za minutu) a vyrábí elektřinu.
Přebytečná voda je znovu vstřikována do nádrže, což je proces, který zajišťuje udržitelnost systému. Pokud by tato reinjektáž nebyla provedena, zdroj by byl vyčerpán a energie by nemohla být považována za obnovitelnou.
Typy geotermálních elektráren
Existují tři hlavní typy geotermálních elektráren:
Suché parní rostliny
Tento druh rostliny je nejjednodušší. Funguje tak, že přímo odsává páru z podloží při teplotách nad 150 °C. Tato pára pohání turbíny, které vyrábějí elektřinu.
Flash parní rostliny
V parních parních zařízeních vysokotlaká horká voda stoupá z vrtů a když je zavedena do nízkotlakých nádrží, část vody se odpařuje a pohání turbíny.
Centrály binárního cyklu
Elektrárny s binárním cyklem jsou nejúčinnější a nejmodernější. K přenosu tepla z vody využívají kapaliny s nízkým bodem varu a tím vytvářejí páru pro pohyb turbín, což umožňuje jejich provoz s kapalinami při teplotách až 57 °C.
Díky účinnosti a nízkému dopadu na životní prostředí jsou elektrárny s binárním cyklem nejekologičtější, protože nevypouštějí páru ani jiné plyny ven.
Vývoj geotermální technologie umožnil lepší využití podzemních zdrojů, zlepšení udržitelnosti systému a snížení emisí spojených s výrobou energie. Jak více zemí investuje do této technologie, očekává se, že geotermální energie bude hrát ještě významnější roli při přechodu na čisté, obnovitelné zdroje energie.