انرژی گرمایی زمین
حتماً در تلویزیون آتشفشان را دیده اید. دمای مواد مذاب خارج شده از زمین چقدر است؟ 100 درجه، 500 درجه، 1000 درجه، 2000 درجه؟
آیا از این پدیده می توان نتیجه گرفت كه در داخل زمین حرارت خیلی زیادی وجود دارد؟
آیا می توان این انرژی را به بیرون هدایت كرد؟ (البته كنترل شده!)
برای پاسخ به این سوال به مطالب زیر توجه كنید.
دیدگاه تاریخی:
حرارت مركز زمین بسیار زیاد است. بخشی از این گرما مربوط به زمان شكل گیری زمین می باشد (زمانی كه كره زمین به صورت مذاب بوده) و بخشی نیز مربوط به فعل و انفعالات جزئی هسته ای در داخل زمین است. این حرارت قابل انتقال و استفاده به عنوان یك منبع انرژی است. انرژی گرمایی كره زمین از نوع تجدیدپذیر بوده و مستقل از میزان مصرف ما همیشه وجود دارد.
دمای داخل زمین به عمق آن بستگی دارد. به عنوان مثال Km 6 در زیر سطح زمین دما حدود 100 درجه سانتیگراد یا بیشتر است. البته در بعضی مناطق دما تا 200 درجه سانتیگراد نیز بالا می رود.
رومی ها برای اولین بار برای آب حمام از این حرارت استفاده كردند. اولین تلاشی برای تولید الكتریسیته توسط "لادرلو" در سال 1904 در منطقه ای به نام توسكنی انجام شد، جایی كه بخار آب از زمین خارج می شد و دمای بخار آب بین 140c الی 260c بود.
برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.
در نواحی ایتالیا، ایسلند، كانادا، نیوزیلند و ایران (اردبیل و تبریز) منابع حرارتی زمین زیاد می باشد. در نیوزیلند چندین محل با دمای سطحی زیاد وجود دارد.
نیوزیلند پس از جنگ جهانی دوم نیاز شدیدی به برق داشت و این باعث شد كه دولت بین سال های 1950 الی 1954 نیروگاه هایی برای تولید الكتریسیته بسازد. برق حاصل از آن برای 13500 نفر كافی بود.
طرز استفاده از انرژی حرارتی زمین
برای استفاده از حرارت زمین، آب سرد به لایه های پایین زمین هدایت می شود، سپس آب گرم شده یا بخار آب به بالا هدایت می شود. این آب گرم یا بخار آب می تواند توربین ها را به حركت در آورده و انرژی الكتریكی تولید كند. (به یاد داشته باشید كه اگر حفره ای به عمق 12 كیلومتر حفر شود، دما در آن نواحی 200 الی 300 درجه سانتیگراد خواهد بود.)
یك نمونه از ژنراتور حرارت زمینی، توانایی استخراج 250 مگاوات انرژی گرمایی از زمین را داشته و می تواند 40 مگاوات انرژی الكتریكی تولید كند.
به عنوان مثال در محلی به نام آلاموس، زمین به عمق 5000 متر حفاری شده و به واسطه آن انرژی حرارتی با توان 40MW استخراج می شود.
مشخصات یك نیروگاه با انرژی حرارتی زمین
كل انرژی الكتریكی استخراج شده از حرارت زمین حدود 6000 مگاوات می باشد.
این مقدار انرژی معادل 56 میلیون تن نفت است. هر چه نیروگاه حرارتی عمیق تر باشد بازده ژنراتور بیشتر خواهد بود.
مزایا
انرژی حاصل از گرمای زمین برای تولید برق، حرارت منزل و مصارف صنعتی قابل استفاده می باشد. اگر چه هزینه ساخت نیروگاه با حرارت زمین زیاد است ولی هزینه انرژی آن خیلی كم می باشد و در حقیقت مجانی است.مضرات:
مناطق مناسب برای استفاده از انرژی حرارتی بسیار محدود است. اگر انرژی حرارتی زمین در یك منطقه به مقدار زیادی مصرف شود، این منبع انرژی دیگر تجدیدپذیر نخواهد بود و به عبارتی دمای زمین در آن ناحیه كاهش می یابد.
حفاریهای به عمل آمده برای بیرون كشیدن حرارت زمین عمدتاً با خارج شدن گازهای سمی آمونیوم، بخار جیوه، ارستیك و ایزوتوپ های رادیو اكتیو همراه می باشد.
بخار آب در این منابع بسیار پر سر و صدا و خطرناك است. در ضمن بعضی از لایه های زمین از گرانیت بوده و به سختی قابل حفاری می باشند، بنابراین هزینه تولید انرژی را بالا خواهند برد.
اثرات زیست محیطی: نیروگاه های حرارتی اثرات جانبی بر زیبایی محیط دارند و در بعضی موارد باعث مهاجرت حیوانات و ماهی ها شده اند.
برای مشاهده مطالب مرتبط به این جا مراجعه نمایید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: سمیرا بادامستانی
