انرژى زمين‌گرمايى، کاربردها و مزيت‌هاى آن

واضح آرشیو وب فارسی:سایت ریسک: Enter.PC08-02-2009, 04:48 PMانرژى ژئوترمال به معناى «انرژى زمين‌گرمايى» يا انرژى با منشا درونى زمين است. اين انرژى، به شكل گرماى محسوس، از بخش درونى زمين منشا مى‌گيرد و در سنگ‌ها و آب‌هاى موجود در شکاف‌ها و منافذ داخل سنگ در پوسته‌ زمين وجود دارد. درجه‌ حرارت سنگ‌ها به طور پيوسته با عمق زمين افزايش مى‌يابد، هر چند نرخ افزايش درجه حرارت ثابت نيست. با اين روند، درجه حرارت در قسمت بالايى جبه به مقادير بالايى مى‌رسد و سنگ‌ها در اين قسمت به نقطه‌ ذوب خود نزديک مى‌شوند. منشا اين گرما در پوسته و جبه‌ زمين، به طور عمده تجزيه‌ مواد راديواکتيو است. كه در طول عمر زمين، به طور آرام توليد شده و در درون زمين محفوظ و محبوس مانده است. و منبع انرژى مهمى فراهم كرده كه امروزه به عنوان انرژى نامحدودى در مقياس انسانى مورد توجه قرار گيرد. نظريه‌هاى موجود در خصوص تکامل زمين نيز مبنايى ديگر براى توضيح وجود گرما در داخل زمين هستند. مطالعات نشان مى‌دهد که زمين در زمان پيدايش (حدود 5/4 ميليارد سال قبل) حالت مذاب داشته، تدريجا سرد شده و بخش خارجى آن به صورت جامد درآمده است. اما بخش‌هاى داخلى آن، به دليل کندى از دست دادن گرما، حالت مذاب خود را حفظ کرده و داراى درجه حرارت بالايى است و مى‌تواند منبع گرمايى درونى پوسته باشد که از هسته به طرف خارج منتقل مى‌شود. Enter.PC08-02-2009, 04:48 PMچگونگى انتقال گرماى زمين به سطح زمين گرما از هسته زمين به طور پيوسته به طرف خارج حرکت مى‌کند. اين جريان از طريق انتقال و هدايت گرمايى، گرما را به لايه‌هاى سنگى مجاور (جبه) مى‌رساند. وقتى درجه حرارت و فشار به اندازه کافى بالا باشد، بعضى از سنگ‌هاى جبه ذوب مى‌شوند و ماگما به وجود مى‌آيد. سپس به دليل سبکى و تراکم کمتر نسبت به سنگ‌هاى مجاور، ماگما به طرف بالا منتقل مى‌شود و گرما را در جريان حرکت، به طرف پوسته زمين حمل مى‌کند. گاهى اوقات، ماگماى داغ به سطح زمين مى‌رسد و گدازه را به وجود مى‌آورد. اما بيشتر اوقات، ماگما در زير سطح زمين باقى مى‌ماند و سنگ‌ها و آب‌هاى مجاور را گرم مى‌کند. اين آب‌ها بيشتر منشاء سطحى دارند و حاصل آب بارانى هستند که به اعماق زمين نفوذ کرده است. بعضى از اين آب‌هاى داغ از طريق گسل‌ها و شکست‌هاى زمين به طرف بالا حرکت مى‌کنند و به سطح زمين مى‌رسند که به عنوان چشمه‌هاى آب گرم و آبفشان شناخته مى‌شوند. اما بيشتر اين آب‌ها در اعماق زمين، در شکاف‌ها و سنگ‌هاى متخلخل محبوس مى‌مانند و منابع زمين گرمايي را به وجود مى‌آورند. Enter.PC08-02-2009, 04:49 PMمکان‌هاى مناسب براى بهره‌بردارى از انرژى زمين‌گرمايى مناطق داراى چشمه‌هاى آب گرم و آبفشان‌ها، اولين مناطقى هستند که در آن‌ها انرژى زمين‌گرمايى مورد بهره‌بردارى قرار گرفته و توسعه يافته است. در حال حاضر، تقريبا تمام نيروى الکتريسيته حاصل از انرژى زمين‌گرمايى از چنين مکان‌هايى به دست مى‌آيد. در بعضى از مناطق، تزريق ماگما به درون پوسته زمين، به اندازه کافى جديد و هنوز خيلى داغ است. در اين نواحى، درجه حرارت سنگ ممکن است به 300 درجه ى سانتى‌گراد برسد و مقادير عظيمى انرژى گرمايى فراهم کند. بنابراين، انرژى زمين‌گرمايى در مکان‌هايى که فرايندهاى زمين‌شناسى اجازه داده‌اند ماگما تا نزديکى سطح زمين بالا بيايد، يا به صورت گدازه جريان يابد، مى‌تواند تشکيل شود. ماگما نيز در سه منطقه مى‌تواند به سطح زمين نزديک شود: 1- محل برخورد صفحات قاره‌اى و اقيانوسى (فرورانش)؛ مثلا حلقه آتش دور اقيانوس آرام. 2- مراکز گسترش؛ محلى که صفحات قاره‌اى از هم دور مى شوند، نظير ايسلند و دره کافتى آفريقا 3- نقاط داغ زمين؛ نقاطى که ماگما را پيوسته از جبه به طرف سطح زمين مى‌فرستند و رديفى از آتشفشان را تشکيل مى‌دهند. Enter.PC08-02-2009, 04:55 PMکاربرد انرژى زمين‌گرمايى از زمان‌هاى دور، مردم از آب زمين‌گرمايى که آزادانه در سطح زمين به صورت چشمه‌هاى گرم جارى بودند، استفاده کرده‌اند. امروزه، با حفر چاه به درون مخازن زمين‌گرمايى، و مهار آب داغ و بخار، از آن براى توليد نيروى الکتريسيته در نيروگاه زمين‌گرمايى و يا مصارف ديگر بهره‌بردارى مى‌کنند. سه نوع نيروگاه زمين‌گرمايى براى توليد برق وجود دارد: 1- نيروگاه خشک: اين نيروگاه روى مخازن ژئوترمالى که بخار خشک با آب خيلى کم توليد مى‌کنند، ساخته مى‌شوند. در اين روش، بخار از طريق لوله به طرف نيروگاه هدايت مى‌شود و نيروى لازم براى چرخاندن ژنراتور توربين را فراهم مى‌کند. اين گونه مخازن با بخار خشک کمياب است. بزرگترين ميدان بخار خشک در دنيا، آب گرم جيزرز در 90 مايلى شمال کاليفرنياست که توليد الکتريسيته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان يکى از موفق‌ترين پروژه‌هاى توليد انرژى جايگزين محسوب مى‌شود. 2- نيروگاه بخار حاصل از آب داغ: اين نوع نيروگاه روى مخازن داراى آب داغ احداث مى‌شود. در اين مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح مى‌آيد و به دليل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشى از آن به بخار تبديل مى‌شود. اين بخار براى چرخاندن توربين به کار مى‌رود. چنين نيرگاه‌هايى عموميت بيشترى دارند، زيرا بيشتر مخازن زمين‌گرمايى حاوى آب داغ هستند. فناورى مزبور براى اولين بار در نيوزلند به کار گرفته شد. 3- نيروگاه ترکيبى (بخار و آب داغ): در اين سيستم، آب گرم از ميان يک مبدل گرمايى مى‌گذرد و گرما را به يک مايع ديگر مى‌دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائين ترى مى‌جوشد. مايع دوم در نتيجه گرم شدن به بخار تبديل مى شود و پره هاى توربين را مى چرخاند. سپس متراکم مى شود و مايع حاصله دوباره مورد استفاده قرار مى‌گيرد. آب زمين‌گرمايى نيز دوباره به درون مخازن تزريق مى‌شود. اين روش براى استفاده از مخازنى که به اندازه کافى گرم نيستند که بخار با فشار توليد کنند، به کار مى‌رود. Enter.PC08-02-2009, 04:56 PMمزاياى استفاده از انرژى گرمايى براى توليد الکتريسيته 1- تميز بودن: در اين روش همانند نيروگاه بادى و خورشيدى، نيازى به سوخت نيست، بنابراين سوخت‌هاى فسيلى حفظ مى‌شوند و هيچگونه دودى هم وارد هوا نمى‌شود. 2- بدون مشکل بودن براى منطقه: فضاى کمترى براى احداث نيروگاه نياز دارد و عوارضى چون ايجاد تونل، چاله‌هاى روباز، کپه‌هاى آشغال و يا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد. 3- قابل اطمينان بودن: نيروگاه مى‌تواند در طول سال فعال باشد و به دليل قرار گرفتن روى منبع سوخت، مشکلات مربوط به قطع نيروى محرکه در نتيجه ى بدى هوا، بلاياى طبيعى و يا تنش هاى سياسى را ندارد. 4- تجديد پذيرى و دائمى بودن 5- صرفه جويى ارزى: هزينه‌اى براى ورود سوخت از کشور خارج نمى‌شود و نگرانى‌هاى ناشى از افزايش هزينه سوخت وجود نخواهد داشت. 6- کمک به رشد کشورهاى در حال توسعه: نصب آن در مکان‌هاى دور افتاده مى‌تواند، استاندارد و کيفيت زندگى را با آوردن نيروى برق بالا ببرد. با توجه به فوايدى که برشمرده شد، انرژى زمين‌گرمايى به رشد کشورهاى در حال توسعه بدون آلودگى کمک مى‌کند. Enter.PC08-02-2009, 04:57 PMمصارف ديگر انرژى زمين‌گرمايى آب زمين‌گرمايى در سرتاسر دنيا، حتى زمانى که به اندازه کافى براى توليد برق داغ نيست، مورد استفاده قرار مى‌گيرد. آب‌هاى زمين‌گرمايى که درجه حرارت آنها بين 50 تا 300 درجه فارنهايت است، مستقيما مورد استفاده قرار مى‌گيرند که موارد مصرف آنها به شرح زير است: _ براى تسکين درد عضلات در چشمه‌هاى داغ و درمان با آب معدنى (آب درمانى). _ گرم کردن داخل ساختمان‌هاى منفرد و حتى منطقه‌اى که مجاور چشمه‌هاى گرم است. در اين روش، سيستم‌هاى گرم کننده، آب زمين‌گرمايى را از طريق يک مبدل گرمايى پمپ مى‌کنند و گرما را به آب شهرى انتقال مى‌دهند و آب شهرى گرم شده، از طريق لوله‌کشى به ساختمان‌هاى شهر منتقل مى‌شود. در داخل ساختمان‌ها نيز، يک مبدل گرمايى ديگر گرما را به سيستم گرمايى ساختمان ها منتقل مى‌کند. _ براى کمک به رشد گياهان، سبزيجات و محصولات ديگر در گلخانه (زراعت). _ براى کوتاه کردن زمان مورد نياز رشد و پرورش ماهى، ميگو، نهنگ و تمساح (آبزى پرورى). _ براى پاستوريزه کردن شير، خشک کردن پياز، الوارکشى و براى شستن پشم (استفاده صنعتى). بزرگترين واحد اين سيستم گرمايى در دنيا، در «ريکياويک» در ايسلند قرار دارد. از زمانى که اين سيستم براى تامين گرماى شهر مذکور به کار مى‌رود، ريکياويک به يکى از تميزترين شهرهاى دنيا تبديل شده است؛ در صورتى که قبل از آن بسيار آلوده بود. موارد مصرف ديگرى نيز از گرماى زمين‌گرمايى وجود دارد. براى مثال، در «کلامث فالز» در اورگن آمريکا، زير جاده‌ها و پياده‌روها آب ژئوترمال لوله کشى مى‌شود، تا از يخ زدن آن‌ها در شرايط هواى يخبندان جلوگيرى شود. در نيومکزيکو، رديفى از لوله‌ها که زير خاک دفن شده‌اند، آب زمين‌گرمايى را انتقال مى‌دهند تا گل‌ها و سبزيجات پرورش يابند. با اين شيوه، اطمينان حاصل مى‌شود که زمين يخ نمى‌‌زند. به علاوه، فصل رويش طولانى‌تر مى‌شود و روى هم رفته، محصولات کشاورزى سريع‌تر رشد مى‌کنند و بدون استفاده از گلخانه محافظت مى‌شوند. کشورهايى که در حال حاضر از مخازن زمين‌گرمايى براى توليد الکتريسيته استفاده مى‌کنند، عبارتند از آمريکا، نيوزيلند، ايسلند، مکزيک، فيليپين، اندونزى و ژاپن. استفاده از اين انرژى در بسيارى از کشورها در حال گسترش است. راه حل استفاده بيشتر از انرژى زمين‌گرمايى، افزايش آگاهى عمومى و تقويت فناورى مرتبط با زمين‌گرمايى است. منبع: سايت سازمان زمين‌شناسي كشور سایت ما را در گوگل محبوب کنید با کلیک روی دکمه ای که در سمت چپ این منو با عنوان +1 قرار داده شده شما به این سایت مهر تأیید میزنید و به دوستانتان در صفحه جستجوی گوگل دیدن این سایت را پیشنهاد میکنید که این امر خود باعث افزایش رتبه سایت در گوگل میشود

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت ریسک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 287]