أنواع الطاقة الحرارية الأرضية

أنواع الطاقة الحرارية الأرضية، وكذلك الطاقة الحرارية الأرضية. وسنشرح أيضًا مميزات الطاقة الحرارية الأرضية، وسنتحدث أيضًا عن استخدامات الطاقة الحرارية. كل هذا من خلال مقالتنا. تابعنا.

أنواع الطاقة الحرارية الأرضية

1- الطاقة البخارية الجافة :

تستخدم محطات الطاقة الحرارية الأرضية البخار الجاف لتوليد الكهرباء. البخار الجاف هو في الأساس بخار الماء أو ربما الماء في الحالة الغازية. وفي هذا النوع تقوم شركات محطات الطاقة الحرارية الأرضية بحفر بئرين منفصلين في خزان المياه شديدة السخونة تحت سطح الأرض، وهما بئر الإنتاج. وبئر الحقن، حيث يستخرج بئر الإنتاج البخار عند درجة حرارة لا تقل عن 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت) من خزان الماء الساخن الموجود بالأسفل ويوجهه إلى التوربين.
يقوم البخار بتشغيل التوربين، الذي يدير عمودًا متصلًا بمولد. ومع الدوران، يقوم المولد بتحويل الطاقة إلى كهرباء، والتي تمر عبر خطوط الكهرباء إلى شبكة الكهرباء ويتم إمدادها في النهاية إلى المنازل والمؤسسات والصناعات. ويجد البخار المستخدم طريقه أيضًا إلى المكثف، حيث يتم تحويله إلى ماء وإعادته. إلى خزان الماء الساخن من خلال بئر الحقن وتستمر الدورة.
2- قوة البخار السريعة :

في هذا النوع، يتم استخدام السوائل الحرارية التي تكون عادة أعلى من 360 درجة فهرنهايت (182 درجة مئوية) في محطات الوميض لتوليد الكهرباء، حيث يتم رش السائل في خزان تحت ضغط أقل بكثير من ضغط السائل، مما يسبب بعض السائل ليتبخر بسرعة أو “يومض”. يقوم البخار بعد ذلك بتشغيل التوربين الذي يقوم بتشغيل المولد. إذا بقي أي سائل في الخزان، يمكن وميضه مرة أخرى في الخزان الثاني (وميض مزدوج) لاستخراج المزيد من الطاقة. بشكل عام، تعد محطات الطاقة البخارية الوميضية أكثر أنواع محطات الطاقة الحرارية الأرضية شيوعًا في العالم الحديث. على سبيل المثال، كانت محطة طاقة وايراكي، التي بنيت عام 1958 في نيوزيلندا، أول محطة للطاقة الحرارية الأرضية تستخدم البخار الفلاشي.
3- محطات توليد الطاقة ثنائية الدورة:

تحتوي معظم المناطق الحرارية الأرضية على مياه معتدلة (أقل من 400 درجة فهرنهايت)، ويتم استخلاص الطاقة من هذه السوائل في محطات توليد الطاقة ذات الدورة الثنائية، وذلك من خلال مائع حراري ساخن ومائع ثانوي درجة غليانه أقل بكثير من الماء الذي يمر عبر المبادل الحراري، حيث تتسبب الحرارة المتولدة عن السائل الحراري الأرضي في تحويل السائل الثانوي إلى بخار يؤدي بدوره إلى تشغيل التوربين. تسمح محطة الطاقة هذه أيضًا باستخدام خزانات الطاقة الحرارية الأرضية الأكثر برودة. على عكس محطات توليد الطاقة بالبخار والبخار الجاف، ولكن مع محطات الطاقة ذات الدورة المزدوجة تستخدم الشركات مضخات لضخ الماء الساخن من خزان الماء الساخن من خلال بئر الإنتاج. يُسمح للمياه الباردة قليلاً بالعودة إلى الخزان. يتم ضخ مائع منفصل ذو نقطة غليان منخفضة يعرف بالسائل الثنائي، عادة بنتان أو هيدروكربون البيوتان، عند ضغط مرتفع إلى حد كبير عبر المبادل الحراري.
ونظرًا لأن هذا نظام حلقة مغلقة، فإنه لا ينبعث منه أي ملوثات في الغلاف الجوي. تعد درجة حرارة الماء المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة الحرارية الأرضية، وستكون معظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية في المستقبل محطات ثنائية الدورة.

الطاقة الحرارية الأرضية

الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر طاقة بديل نظيف ومتجدد. هي طاقة حرارية عالية ذات أصل طبيعي مخزنة في صخور الماجما الموجودة في باطن الأرض. ويقدر أن أكثر من 99% من كتلة الأرض عبارة عن صخور تزيد درجة حرارتها عن 1000 درجة مئوية، وهذا ما يتم الاستفادة منه. تستخدم الطاقة الحرارية بشكل أساسي في توليد الكهرباء، وتستخدم أحياناً للتدفئة عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض أو على شكل ينابيع متدفقة.

مزايا الطاقة الحرارية الأرضية

– مصدر طاقة متجدد لا ينضب.
– إمكانية استخراجه من أي مكان في العالم.
– مصدر نظيف نسبياً للطاقة.
– إمكانية استمرار محطات الطاقة الحرارية الأرضية لقرون دون أن تتضرر.
– القدرة على العمل في أي موسم صيفا أو شتاء وفي أي وقت 24 ساعة يوميا حيث أنه نظام قابل للتكيف مع الظروف المختلفة.

استخدامات الطاقة الحرارية

1- الطبخ :

إن تعريض الأطعمة للحرارة يساعد على القضاء على جميع الكائنات الحية الدقيقة، مما يجعلها صالحة للاستهلاك وسهلة الهضم. عندما تتعرض الأطعمة والسوائل لكميات كبيرة من الطاقة الحرارية، فإن جزيئاتها تمتص هذه الطاقة وتبدأ في الاهتزاز والتصادم مع بعضها البعض، مما يساعد في طهي الطعام.
2- التجفيف :

تعرف عملية التجفيف الحراري بأنها عملية تجفيف المواد الرطبة عن طريق تقليل رطوبتها عن طريق تسخينها. وتنتقل الطاقة الحرارية إلى هذه المواد إما عن طريق التسخين بالحمل الحراري، أو عن طريق ملامستها للأسطح الساخنة، بالإضافة إلى التسخين عن طريق الإشعاع.
3- التبريد :

يتم تبريد الأطعمة باستخدام الطاقة الحرارية، وذلك عن طريق استخدام المبردات الشمسية التي تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة تبريد.
4- الخبز:

تتطلب عملية الخبز درجات حرارة أعلى بكثير من تلك المستخدمة في طهي الأطعمة، وبالتالي تتطلب كميات أكبر من الوقود، والذي يستخدم لمعالجة الحبوب وتحويلها إلى مخبوزات صالحة للأكل.
5- التدخين:

يعد التدخين إحدى طرق حفظ الأطعمة المراد تخزينها. يتم استخدام أفران الطوب في هذه العملية لتوفير تكاليف التشغيل وتقليل المخاطر الصحية التي قد يتعرض لها العمال.
6- التدفئة :

يتم استخدام الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق مصادر الوقود الأحفوري؛ مثل النفط، والفحم، والغاز الطبيعي بمصادر التدفئة المختلفة، بالإضافة إلى مصادر أخرى مثل الحرارة الشمسية، والحرارة الأرضية.
7- توليد الكهرباء:

تستخدم الطاقة البخارية الناتجة عن احتراق النفط والغاز الطبيعي في توليد طاقة حرارية تستخدم في توليد الطاقة الكهربائية وتدوير المولدات.