Геотермалната енергия е възобновяем източник на енергия, който използва топлината от вътрешността на Земята за генериране на електричество, климатизация на сгради и получаване на топла вода по екологичен начин. Често по-малко известни в сравнение с други възобновяеми енергии Подобно на слънчевата или вятърната енергия, геотермалната енергия има множество приложения и предлага забележителна енергийна ефективност.
Тази енергия Получава се и се обработва в специални съоръжения, наречени геотермални електроцентрали. Но какво точно е геотермална електроцентрала и как работи?
Геотермална електроцентрала
Геотермалната електроцентрала е инсталация за производство на електричество, която се захранва от топлината на земята. Тези съоръжения, отговорни за извличането на топлина от подпочвата, са от съществено значение за преобразуването на топлинната енергия в електричество, без да зависят от външни фактори, като метеорологичните условия, за разлика от други възобновяеми енергийни източници.
По отношение на въздействието върху околната среда, емисии на въглероден диоксид от геотермална електроцентрала Те са значително по-малко от произведените от инсталациите за изкопаеми горива. Средно те отделят само 45 g CO2 за всеки генериран kWh, което е по-малко от 5% от емисиите на традиционните инсталации.
Геотермалната енергия обаче е ограничена доколкото може да бъде ефективно използвана, поради необходимостта от пробиване в земната кора в райони с висока геотермална активност. Съединените щати, Филипините и Индонезия са сред най-големите производители на тази енергия поради благоприятното си географско положение.
Въпреки потенциала си се оценява, че само 6,5% от глобалния геометричен капацитет се използва, според Асоциацията за геотермална енергия.
Геотермални енергийни ресурси
Топлината от земното ядро се предава през земната кора, която действа като изолатор. За да се овладее тази топлина, е необходимо да се направи сондаж в земята, което изисква инфраструктура като тръбопроводи и геотермални кладенци.
Като цяло, Количеството налична геотермална енергия се увеличава с дълбочината на сондирането и близост до краищата на тектоничните плочи, където температурата е най-висока.
Как работи геотермалната електроцентрала?
Процесът на производство на електроенергия в геотермалната електроцентрала се основава на работа в два основни етапа: геотермалното поле и инсталацията за преобразуване.
Геотермално поле
Геотермалното поле е зоната, където геотермалния градиент е най-висок. Обикновено това съответства на ограничен водоносен хоризонт с гореща вода, съхранявана под непропускливи слоеве, които задържат топлина. Този геотермален резервоар е източникът на топлина, която ще се използва за генериране на електричество.
Кладенците в това находище извличат смес от вода и пара, която се пренася до централата през тръби, използвайки парата за задвижване на турбините и задвижване на системата за генериране на електричество.
Процес на генериране
Процесът на генериране започва с извличане на пара и гореща вода от геотермалния резервоар и прехвърлянето им към централата. Веднъж там, парата се отделя от течността чрез a циклонен сепаратор. Тази пара кара турбините да се въртят с висока скорост (3.600 оборота в минута), генерирайки електричество.
Излишната вода се инжектира отново в резервоара, процес, който гарантира устойчивостта на системата. Ако това повторно инжектиране не беше извършено, ресурсът би бил изчерпан и енергията не би могла да се счита за възобновяема.
Видове геотермални електроцентрали
Има три основни вида геотермални централи:
Растения със суха пара
Този вид растение е най-простият. Работи чрез директно извличане на пара от почвата при температури над 150 °C. Тази пара задвижва турбини, които генерират електричество.
Флаш парни инсталации
В инсталациите за мигновена пара горещата вода под високо налягане се издига от кладенци и когато се въведе в резервоари с ниско налягане, част от водата се изпарява, задвижвайки турбините.
Центрове за двоичен цикъл
Електроцентралите с бинарен цикъл са най-ефективните и модерни. Те използват течности с ниска точка на кипене за пренос на топлина от водата и по този начин генерират пара за движението на турбините, което им позволява да работят с течности при температури до 57 °C.
Ефективността и ниското въздействие върху околната среда на инсталациите с бинарен цикъл ги правят най-екологичните, тъй като не отделят пара или други газове навън.
Развитието на геотермалната технология позволи по-добро използване на подземните ресурси, подобряване на устойчивостта на системата и намаляване на емисиите, свързани с генерирането на енергия. Тъй като все повече страни инвестират в тази технология, геотермалната енергия се очаква да играе още по-важна роля в прехода към чисти, възобновяеми енергийни източници.