انرژی زمین‌گرمایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
نیروگاه زمین‌گرمایی نسیاولیر در ایسلند.

به انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، انرژی زمین‌گرمایی (به انگلیسی: Geothermal energy) گفته می‌شود.

انرژی زمین‌گرمایی[ویرایش]

مرکز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ کیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجهٔ سانتیگراد حرارت دارد، به‌عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجهٔ سانتیگراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می‌گردد. به‌طور میانگین، میزان انتشار این حرارت از سطح زمین، که فرایندی مستمر است، معادل ۸۲ میلی‌وات در واحد سطح است که با درنظرگرفتن مساحت کل سطح زمین، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن برابر با ۴۲ میلیون مگاوات است. درواقع این میزان حرارت غیرعادی، عامل اصلی پدیده‌های زمین‌شناسی ازجمله فعالیت‌های آتشفشانی، ایجاد زمین‌لرزه‌ها، پیدایش رشته‌کوه‌ها (فعالیتهای کوه‌زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می‌باشد که کرهٔ زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می‌دهد. به‌وسیلهٔ یک سیال مانند بخار یا آب داغ یا هر دو می‌توان این حرارت را به سطح زمین انتقال داد. از این انرژی گرمایی در سطح زمین می‌توان در کاربردهای متفاوت ازجمله تولید برق استفاده کرد.

امروزه ۸۵ تا ۹۰ درصد منازلِ ایسلند برای تأمین گرما و آب گرم مورد نیاز خود، از انرژی زمین‌گرمایی استفاده می‌کنند.[۱][۲]

انرژی زمین گرمایی در جهان[ویرایش]

وجود کوههای آتشفشان باید نیاکان ما را از این حقیقت آگاه ساخته باشد که برخی نقاط درونی زمین داغ هستند. اوج این آگاهی بین قرنهای ۱۶ و ۱۷ بود، یعنی زمانی که اولین معادن تا عمق چند صد متری سطح زمین حفر گردیدند و بشر بر اساس ادراکات فیزیکی ساده‌ای استنباط نمود که دمای زمین با افزایش عمق آن زیاد می‌شود.[۳] احتمالاً نخستین اندازهگیریهای دمای زمین به وسیله دماسنج در سال ۱۷۴۰ و در معدنی نزدیک به ناحیه بلفورت در کشور فرانسه انجام شد. در سال ۱۸۷۰ با روشهای پیشرفته علمی نوع رفتار حرارتی زمین مورد مطالعه قرارگرفت.[۴] در سال ۱۹۰۴، نخستین بار در شهر لاردرلوی ایتالیا از انرژی زمین گرمایی برای تولید برق استفاده شد. تا سال ۱۹۵۰ بهرهگیری از انرژی زمین گرمایی رشد چندانی نداشت، اما حد فاصل سالهای ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۳ به دلیل گران شدن بیسابقه و ناگهانی نفت، همه کشورها به فکر استفاده از انرژیهای جایگزین افتادند[۵]

منابع انرژی زمین گرمایی[ویرایش]

انرژی زمین گرمایی به پنج صورت در طبیعت یافت می‌شود:

1 منابع آب داغ (آب گرمایی یا هیدروترمال):[ویرایش]

منابع آبی هستند که در زیر زمین داغ شده و سپس به سطح زمین انتقال پیدا می کنند که در میان انواع منابع زمین گرمایی این منابع امروزه دارای بیشترین کاربرد هستند. این نوع منابع زمین گرمایی خود به سه گروه زیر تقسیم می‌شوند:

الف- دسته اول: مخازن دما بالا با دمای بالاتر از ºC150 که مناسب برای تولید برق با تکنیکهای معمولی

ب- دسته دوم: مخازن با دمای بین 100 الی ºC150که مناسب برای تولید برق با تکنیکهای پیشرفته‌تر باینری

ج- دسته سوم: مخازن دما پائین با دمای کمتر از ºC100 و مناسب برای کاربردهای مستقیم

2 منابع بخار خشک (بخارگرمایی):[ویرایش]

منابعی با درجه حرارت بسیار بالا که از آنها بخار خشک و یا آمیزه ای از بخار وآب با درجه حرارت بسیار بالا به دست می آید که برای تولید برق این منابع دارای بهترین ترین شرایط هستند،اما متاسفانه این منابع در مناطق محدودی یافت می شوند.

3 منابع تحت فشار زمین:[ویرایش]

منابع عظیمی هستند که از آب شور(brine) تشکیل یافته اند و از نظرشرایط کلی به درجه اشباع رسیده اند و در لایه های میان صخره های اعماق زمین به صورت محبوس وجود دارند. این منابع عمدتا حاوی گاز متان محلول هستند و در عمق 3 تا 6 کیلومتری از سطح زمین یافت میشوند ودرجه حرارت آنها بین 90 تا 200 درجه سانتی گراد تخمین زده میشوند.

4 تخته سنگ های خشکِ داغ (زمین گرمایی پیشرفته):[ویرایش]

تخته سنگ های بسیار عظیم با منبع آتش فشانی هستند که در اعماق زمین وجود داشته و درجه حرارت بسیار بالا و بافت سخت دارند. به سیستمهای بهره برداری از این منابع سامانه های زمین گرمایی پیشرفته (Enhanced Geothermal Systems) و به اختصار EGS گفته می شود .از آنجا که در همه جای کره زمین در اعماق گرما با شدتهای مختلف وجود دارد و تنها محدودیت موجود نبود منابع آب می باشد لذا با کمک این سیستم می‌توان رشد چشمگیری را در گسترش و پیشرفت انرژ‍ی زمین گرمائی رقم زد. سیستم بهره برداری به این صورت می‌باشد که با حفر چاههای بسیار عمیق(با عمق 4 تا 6 هزار متر) به لایه های داغ زمین دسترسی پیدا کرده، سپس آب با فشار بالا به چاه تزریق شده که در اثر این فشار هیدرولیکی در سنگ شکافت ایجاد می شود. همین کار برای چاه تولید (Production Well) نیز انجام می شود و بین دو چاه ارتباط برقرار می گردد. بدین صورت آب هنگام عبور از شکافهای ایجاد شده حرارت را از سنگهای داغ دریافت و از چاه تولید خارج و وارد چرخه نیروگاه می شود. درجه حرارت آب حاصل از این منابع بین 135 تا 180 درجه سانتیگراد بوده و در این حالت امکان افزایش بازده نیروگاه تا 15 درصد وجود دارد.

5 منابع ماگمایی:[ویرایش]

این منابع که آنها را به نام گدازه ها می شناسیم در واقع ایده آل ترین حالت ممکن برای منابع زمین گرمایی بوده که درجه حرارت آن بین 700 تا 2 هزار درجه سانتی گراد است. با توجه به درجه حرارت بالای این مخازن و محدودیت های فنی موجود،امروزه از این منابع عظیم بهره برده نمیشود. که با توجه به فناوری امروزه فقط از منابع آب گرمایی (هیدروترمال) به جهت مصارف مستقیم و غیر مستقیم استفاده می‌شود.[۶]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Aldred, Jessica. “Iceland's energy answer comes naturally”. The Guardian, 22 April 2008. Retrieved 26 March 2014. 
  2. “UK in talks with Iceland over 'volcanic power link'”. BBC. Retrieved 26 March 2014. 
  3. نیکجو، عبدالحسین، راهبرد استفاده از انرژی زمینگرمایی ژئوترمال و کاهش مصرف سوختهای فسیلی در کشور، اولین کنفرانس بینالمللی مدیریت و برنامهریزی انرژی
  4. از انرژیهای نو چه میدانید، گزارش دوم نشریه سازمان انرژیهای نو ایران (پیام سانا)
  5. نظری، زینب، بررسی انرژی ژئوترمال و پتانسیلهای آن در ایران
  6. تارنمای انرژی های نو ایران، وزارت نیرو http://www.suna.org.ir/fa/geothermal/resource