كيف يمكن للأرض أن تكون مصدرا للطاقة التي لا تنضب

اعتاد جميع سكان المدينة على حقيقة أنالكهرباء والحرارة تدخل منازلهم بطريقة ما بأنفسهم. دفع ثمنها كل شهر وفي المنزل سيكون خفيفًا ودافئًا ورائحة لذيذة من المطبخ. ولكن هل تساءلت يوما من أين تأتي كل هذه الطاقة؟ في المدن الكبيرة ، كقاعدة عامة ، هذه هي محطات الطاقة الكهرومائية ومحطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية. اليوم سنتحدث عن طريقة محددة بعض الشيء ولكنها مثيرة للاهتمام لتوليد الحرارة والضوء مباشرة من الأمعاء المظلمة لكوكبنا. ليس عليك حرق أي شيء.

محطة الطاقة الحرارية الأرضية في كل مجدها.

قبل التحدث عن إنتاج الطاقة ،دعونا نتخيل مكان بعيد عن المدن الكبرى. ليست قرية يسكنها 10 من السكان في 15 منزلاً متهالكًا ، بل مجرد بلدة صغيرة. من المستحسن أن تكون بالقرب من البركان. إذا تم تقديمها ، فإننا نحتاج الآن إلى فهم كيفية توصيل الكهرباء والتدفئة هناك.

يمكن بناء محطة للطاقة الحرارية وجولة24 ساعة لحرق الموارد الطبيعية التي تكلف الكثير من المال ، وتفسد البيئة وتتطلب ما لا يقل عن طريق جيد لتسليمها ، أو حتى خط السكك الحديدية.

لا تخطي المقالات حول التكنولوجيا الأكثر إثارة للاهتمام. اشترك في قناة ياندكس زن. هناك حتى شيء غير موجود على الموقع.

الخيار الثاني سيكون محطة طاقة نووية باهظة الثمن ،الذي يحمل مخاطر مفهومة للغاية ويتطلب عمل المتخصصين من ملف تعريف ضيق. هذا أيضًا ليس خيارًا جيدًا للمدن الصغيرة. ولكن بعد ذلك ماذا تختار وكيفية تزويد الناس بالسلع المنزلية؟

المحتوى

• 1 ما هو GeoTES
• 2 أنواع GeoTES
• 3 أول محطة لتوليد الطاقة الحرارية الأرضية
• 4 كفاءة محطة الطاقة الحرارية الأرضية
• 5 آفاق الجغرافية TPP

ما هو GeoTES

قبل أن تتحدث عن محطات الطاقة نفسها ، يجدر بك أن تقول ما هي الطاقة الحرارية الأرضية بشكل عام.

الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة المستمدة من الحرارة الطبيعية للأرض.

للحصول على الحرارة من أحشاء الأرض مطلوبحفر الآبار. علاوة على ذلك ، كلما كان البئر أكثر عمقًا ، يمكن الحصول على المزيد من الطاقة. يزيد التدرج الحراري الأرضي في البئر بمعدل 1 درجة مئوية كل 36 مترًا. يتم توصيل الحرارة إلى السطح على شكل بخار أو ماء ساخن ، ويمكن استخدامه لإنتاج الكهرباء والتدفئة. نظرًا لوجود مناطق نهائية حول العالم ، يمكن للعديد من الدول استخدام هذه الطريقة لتوليد الطاقة.

أنجح الأماكن لاستضافة مثل هذامحطات الطاقة هي مفاصل الصفائح التكتونية. في هذه المناطق يكون اللحاء أرق ودفء يسهل الحصول عليه. اسمحوا لي أن أذكرك أنه يعتقد أن درجة الحرارة في وسط الأرض لا تقل عن 6800 درجة. كلما اقتربنا من المركز ، ارتفعت درجة الحرارة. كل شيء منطقي.

تعمل محطة الطاقة الحرارية الأرضية وفقًا لهذا المخطط.

في أبسط مثال ، تعمل GeoTES بواسطةتلقي بخار الماء ، الذي يحول التوربينات التي تولد الكهرباء ، ولكن بسبب خصائص كل خيار معين ، يتم تقسيمها إلى عدة أنواع.

أنواع GeoTES

يستخدم أبسط أنواع GeoTES في العملالمخطط المباشر ما يسمى. مع ذلك ، يرتفع البخار عبر الأنابيب ويدور التوربين على الفور. في مخطط غير مباشر ، قبل الدخول إلى الأنابيب ، يتم تنظيف البخار من الغازات التي تسبب تسريع تدمير المعدن. إذا تمت إزالة الغاز بعد تكثيف الماء ، فإن الدائرة تعتبر مختلطة. ولكن هناك أيضًا دائرة ثنائية ، وهي الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية.

مثال على هذه المحطات هو الطاقة الحرارية الأرضيةمحطة كهرباء لانداو في ألمانيا. يستخدم الماء الحراري لتوصيل الحرارة من أحشاء الأرض ، ولكن بعد ذلك يتم تضمين سائل آخر بنقطة غليان منخفضة في العلبة. إنها تدور التوربينات. كقاعدة عامة ، يستخدم isopentane لهذا الغرض. تتيح لك هذه الطريقة وضع محطات توليد الكهرباء في تلك الأماكن التي لا يوجد فيها إمكانية الوصول إلى مصادر الحرارة التي يمكن أن تنتج البخار مباشرة للتوربينات. لعملهم هناك كمية كافية من الماء مع درجة حرارة لا تزيد عن 70 درجة.

أول محطة للطاقة الحرارية الأرضية

لقد اعتدنا جميعًا على حقيقة أنه قبل عدة سنواتتم استخراج الطاقة من الموارد الطبيعية. لذلك كان ، ولكن قبل ذلك مباشرة ، كانت واحدة من محطات توليد الطاقة الأولى الخاصة بهم هي الطاقة الحرارية الأرضية. بشكل عام ، يعد هذا منطقيًا جدًا ، نظرًا لأن التقنية عملت على الجر بالبخار ، وكان استخدام البخار هو الحل الأكثر صحة. والواقع هو الوحيد لهذا الوقت ، دون حساب حرق الخشب والفحم.

في عام 1817 ، طور الكونت فرانسوا دي لاردريل تقنية لجمع البخار الطبيعي ، والتي كانت مفيدة للغاية في القرن العشرين ، عندما أصبح الطلب على محطات الطاقة الحرارية الأرضية مرتفعًا للغاية.

بنيت أول محطة العمل حقافي مدينة لاردريللو الإيطالية في عام 1904. صحيح ، كان أكثر من نموذج أولي ، لأنه لا يمكن أن توفر سوى 4 المصابيح ، لكنه نجح. بعد ست سنوات ، في عام 1910 ، تم بناء محطة عمل حقيقية في نفس المدينة ، والتي يمكن أن تنتج طاقة كافية للاستخدام الصناعي.

حتى في هذه الأماكن الخلابة يمكن أن يكون هناك GeoTES.

تم بناء المولدات التجريبية في العديد من الأماكن ، لكن إيطاليا كانت حتى عام 1958 تحتل الصدارة وكانت المنتج الوحيد للطاقة الحرارية الأرضية في العالم على نطاق صناعي.

اضطررت للتخلي عن القيادة بعدأطلقت نيوزيلندا محطة Wairakei للطاقة. كانت أول محطة للطاقة الحرارية الأرضية من نوع غير مباشر. بعد بضع سنوات ، تم فتح مرافق مماثلة في بلدان أخرى ، بما في ذلك الولايات المتحدة مع مصادرها في ولاية كاليفورنيا.

تم بناء أول نوع غير مباشر من محطة توليد الكهرباءالاتحاد السوفياتي في عام 1967. في هذا الوقت ، بدأت طريقة توليد الطاقة هذه في التطور بنشاط في جميع أنحاء العالم. خاصة في أماكن مثل ألاسكا والفلبين وإندونيسيا ، والتي لا تزال من بين رواد الطاقة المستخرجة بهذه الطريقة.

كفاءة محطة الطاقة الحرارية الأرضية

في الواقع ، لا يمكن القول أن محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية هي غايةفعالة ، لأن كفاءتها هي فقط 7-10 في المئة. هذا هو صغير جدا بالمقارنة مع المنشآت التي يتم استخراج الطاقة من حرق الوقود. هذا هو السبب في أنه لا يمكنك حفر حفرة ، ووضع أنبوب فيها والذهاب للراحة. يجب أن يكون النظام عالي الكفاءة ويستخدم عدة دورات لزيادة الإنتاجية ، وإلا فإن الطاقة المستلمة لن تكون كافية حتى لتشغيل المضخات المستخدمة لتوصيل السائل إلى السطح.

عامل رئيسي لنجاح الطاقة الحرارية الأرضيةمحطات الطاقة ، مقارنة مع الرياح والطاقة الشمسية ، هو الثبات. إنهم قادرون على العمل 24/7 بنفس الكثافة ، حيث ينفقون طاقة أقل على العمل مقارنةً بالإنتاج. ميزة إضافية هي إمكانية الحصول على الحرارة المستخدمة لتدفئة المنازل والأشياء في المنطقة المجاورة. ولهذا كله ، لا تحتاج إلى حرق الوقود باهظ الثمن.

آفاق لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية

أكثر من مائة سنة بعد الأولإن الدلائل على إمكانات استخدام الطاقة الحرارية الأرضية ، تعد المحطات التي تعمل على هذا "الوقود" واعدة ولا غنى عنها في بعض المناطق. في روسيا ، على سبيل المثال ، تقع جميع المحطات تقريبًا في كامتشاتكا. يتعلق الأمر في الولايات المتحدة الأمريكية بكاليفورنيا ، وفي ألمانيا حول بعض مناطق جبال الألب.

قادة الدول في إنتاج الطاقة من مصادر الطاقة الحرارية الأرضية.

خمسة قادة من حيث الحجم التي تنتجها GeoTESتشمل الطاقة الولايات المتحدة الأمريكية وإندونيسيا والفلبين وإيطاليا ونيوزيلندا. من السهل أن نرى أن هذه بلدان ذات مستويات مختلفة تمامًا من التنمية. اتضح أن الطاقة الحرارية الأرضية متاحة للجميع والجميع مهتم بها. مع تطور التكنولوجيا ، وزيادة كفاءة المحطات وانخفاض مخزونات مصادر الطاقة غير المتجددة ، ستصبح الطاقة الحرارية الأرضية أكثر وأكثر شعبية.

بالنسبة لأولئك الذين يشعرون بالقلق إزاء درجة حرارة الكوكب ،تجدر الإشارة إلى أنه عند درجة حرارة مركز الأرض على الأقل 6800 درجة مئوية ، يبرد بمقدار 300-500 درجة فقط في مليار سنة. أعتقد أنك يجب أن لا تقلق بشأن هذا.