Geotermalna energija je obnovljiv vir energije, ki izkorišča toploto iz notranjosti Zemlje za pridobivanje električne energije, klimatizacijo objektov in pridobivanje tople vode na ekološki način. Pogosto manj znan v primerjavi z drugimi obnovljivimi viri energije Tako kot sončna ali vetrna energija ima tudi geotermalna energija več aplikacij in nudi opazno energetsko učinkovitost.
Ta energija Pridobivajo in predelujejo ga v posebnih obratih, imenovanih geotermalne elektrarne. Toda kaj pravzaprav je geotermalna elektrarna in kako deluje?
Geotermalna elektrarna
Geotermalna elektrarna je naprava za proizvodnjo električne energije, ki se napaja z zemeljsko toploto. Ti objekti, odgovorni za pridobivanje toplote iz podzemlja, so bistveni za pretvorbo toplotne energije v električno brez odvisnosti od zunanjih dejavnikov, kot so vremenske razmere, za razliko od drugih obnovljivih virov.
Glede vpliva na okolje, emisije ogljikovega dioksida iz geotermalne elektrarne Bistveno manj jih je od tistih, ki jih proizvedejo tovarne na fosilna goriva. V povprečju sprostijo le 45 g CO2 na vsako proizvedeno kWh, kar je manj kot 5 % emisij tradicionalnih obratov.
Vendar je geotermalna energija omejena, kje jo je mogoče učinkovito izkoristiti, zaradi potrebe po vrtanju v zemeljsko skorjo na območjih z visoko geotermalno aktivnostjo. ZDA, Filipini in Indonezija so zaradi ugodnega geografskega položaja med največjimi proizvajalkami te energije.
Kljub potencialu ocenjujejo, da uporablja se le 6,5 % svetovne geometrične zmogljivosti, glede na Združenje za geotermalno energijo.
Geotermalni viri energije
Toplota iz zemeljskega jedra se prenaša skozi zemeljsko skorjo, ki deluje kot izolator. Da bi izkoristili to toploto, je treba vrtati v zemljo, kar zahteva infrastrukturo, kot so cevovodi in geotermalne vrtine.
Na splošno Količina razpoložljive geotermalne energije se povečuje z globino vrtanja in bližina robov tektonskih plošč, kjer je temperatura najvišja.
Kako deluje geotermalna elektrarna?
Proces proizvodnje električne energije v geotermalni elektrarni temelji na delovanju v dveh temeljnih stopnjah: geotermalno polje in pretvorna naprava.
Geotermalno polje
Geotermalno polje je območje, kjer je geotermalni gradient največji. Običajno ustreza zaprtemu vodonosniku z vročo vodo, shranjeno pod neprepustnimi plastmi, ki zadržujejo toploto. Ta geotermalni rezervoar je vir toplote, ki se bo uporabljala za proizvodnjo električne energije.
Vrtine na tem polju črpajo mešanico vode in pare, ki se po ceveh prenaša v obrat, pri čemer para uporablja za premikanje turbin in pogon sistema za proizvodnjo električne energije.
Postopek proizvodnje
Proces proizvodnje se začne z odvzemom pare in tople vode iz geotermalnega rezervoarja in njenim prenosom v obrat. Ko je tam, se para od tekočine loči z a ciklonski separator. Ta para je tisto, zaradi česar se turbine vrtijo z visoko hitrostjo (3.600 vrtljajev na minuto) in proizvajajo elektriko.
Odvečna voda se ponovno vbrizga v rezervoar, proces, ki zagotavlja trajnost sistema. Če tega ponovnega vbrizgavanja ne bi izvedli, bi bil vir izčrpan in energija ne bi mogla veljati za obnovljivo.
Vrste geotermalnih elektrarn
Obstajajo tri glavne vrste geotermalnih rastlin:
Naprave za suho paro
Ta vrsta rastlin je najpreprostejša. Deluje tako, da direktno črpa paro iz podtalja pri temperaturah nad 150 °C. Ta para poganja turbine, ki proizvajajo elektriko.
Flash parne naprave
V napravah za hitro paro se visokotlačna vroča voda dviga iz vrtin in ko se vnese v nizkotlačne rezervoarje, del vode izhlapi in poganja turbine.
Binarni ciklični centri
Elektrarne z binarnim ciklom so najučinkovitejše in najsodobnejše. Uporabljajo tekočine z nizkim vreliščem za prenos toplote iz vode in tako ustvarjajo paro za gibanje turbin, kar omogoča njihovo delovanje s tekočinami pri temperaturah do 57 °C.
Zaradi učinkovitosti in majhnega vpliva na okolje so naprave z binarnim ciklom najbolj ekološke, saj ne oddajajo pare ali drugih plinov navzven.
Razvoj geotermalne tehnologije je omogočil boljšo uporabo podzemnih virov, izboljšanje trajnosti sistema in zmanjšanje emisij, povezanih s proizvodnjo energije. Ker vse več držav vlaga v to tehnologijo, se pričakuje, da bo imela geotermalna energija še pomembnejšo vlogo pri prehodu na čiste, obnovljive vire energije.