تولید انرژی از اعماق زمین

منابع بهره برداری شده از انرژی زمین گرمایی می تواند عهده دار گرمایش و سرمایش ساختمان ها باشد و توسط لوله های مدفون در قسمت های عمیق و نیمه عمیق به ساختمان ها انتقال می یابد

منابع انرژی زمین گرمایی از قسمت کم عمق زمین آغاز شده و تا بخش‌هایی که دما بی‌نهایت است ادامه می‌یابد. در اعماق زمین آب‌های گرم و سنگ‌های داغ و همچنین سنگ‌های گداخته یا گدازه‌های آتشین یافت می‌شوند. تقریباً در همه قسمت‌های زمین چه کم عمق و چه عمیق درجه حرارت متفاوت است در برخی قسمت‌ها درجه حرارت بین ۵۰ تا ۶۰ درجه فارنهایت (۱۰ تا ۱۶ درجه سانتیگراد) می‌باشد. منابع بهره برداری شده از انرژی زمین گرمایی می تواند عهده‌دار گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها باشد و توسط لوله‌های مدفون در قسمت‌های عمیق و نیمه عمیق به ساختمان‌ها انتقال می‌یابد به طوری که در زمستان، پمپ زمین گرمایی، گرما را از مبدل گرمایی گرفته و آنرا به درون ساختمان می‌فرستد. در تابستان، فرآیند معکوس می‌شود، به طوری که پمپ گرمایی گرما را از هوای درون ساختمان به مبدل‌ها جابجا می‌کند. در این خصوص دولت‌ها به ایجاد نیروگاه‌هایی همت گماردند که در این نیروگاه‌ها گرمایش ساختمان‌ها و نیز تولید برق صورت می‌پذیرد این نیروگاه‌ها به سه دسته عمده تقسیم می‌گردد که در زیر به توضیح بیشتر آنها می‌پردازیم.

● انواع نیروگاه‌های زمین گرمایی

۱) نیروگاه خشک: این نیرو گاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند. در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند. این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است. بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در ۹۰ مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال ۱۹۶۲ شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق‌ترین پروژه‌های تولید انرژی جایگزین محسوب می‌شود.

در نیومکزیکو، ردیفی از لوله‌ها که زیر خاک دفن شده‌اند، آب زمین گرمایی را انتقال می‌دهند تا گل‌ها و سبزیجات پرورش یابند

۲) نیروگاه بخار حاصل از آب داغ: این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود. در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می‌آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود. این بخار برای چرخاندن توربین به کار می‌رود. چنین نیروگاه‌هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند. فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.

۳) نیروگاه ترکیبی (بخار و آب داغ): در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می‌گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می‌دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد. مایع دوم در نتیجه‌ی گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره‌های توربین را می‌چرخاند. سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می‌شود. این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه یکافی گرم نیستند و بخار با فشار تولید می‌کنند، به کار می‌رود.

مزایای استفاده از انرژی گرمایی برای تولید الکتریسیته:

۱) تمیز بودن: در این روش همانند نیروگاه بادی و خورشیدی، نیازی به سوخت نیست، بنابراین سوخت‌های فسیلی حفظ می شوند و هیچگونه دودی وارد هوا نمی‌شود.

۲) بدون مشکل بودن برای منطقه: فضای کمتری برای احداث نیروگاه نیاز دارد و عوارضی چون ایجاد تونل، چاله‌های روباز، کپه‌های آشغال و یا نشت نفت و روغن را به دنبال ندارد.

۳) قابل اطمینان بودن: این نیروگاه می تواند در طول سال فعال باشد و به دلیل قرار گرفتن روی منبع سوخت، مشکلات مربوط به قطع نیروی محرکه در نتیجه‌ی بدی هوا، بلایای طبیعی و یا تنش‌های سیاسی را ندارد.

۴) تجدید پذیری و دائمی بودن

۵) صرفه‌جویی ارزی: هزینه ای برای ورود سوخت از کشور خارج نمی شود و نگرانی‌های ناشی از افزایش هزینه ی سوخت وجود نخواهد داشت.

۶) کمک به رشد کشورهای در حال توسعه: نصب آن در مکان‌های دور افتاده می تواند، استاندارد و کیفیت زندگی را با آوردن نیروی برق بالا ببرد.

این نیروگاه می‌تواند در طول سال فعال باشد و به دلیل قرار گرفتن روی منبع سوخت، مشکلات مربوط به قطع نیروی محرکه در نتیجه‌ی بدی هوا، بلایای طبیعی و یا تنش‌های سیاسی را ندارد.

با توجه به فوایدی که برشمردیم، انرژی زمین گرمایی، انرژی بدون آلودگی است که به رشد کشورهای در حال توسعه کمک می‌کند.

موارد مصرف دیگری نیز از گرمای زمین گرمایی وجود دارد. برای مثال، در (کلامث فالز) در اورگن آمریکا، زیر جاده‌ها و پیاده‌روها آب ژئوترمال لوله کشی می‌شود، تا از یخ زدن آن‌ها در شرایط هوای یخبندان جلوگیری شود. در نیومکزیکو، ردیفی از لوله‌ها که زیر خاک دفن شده‌اند، آب زمین گرمایی را انتقال می دهند تا گل‌ها و سبزیجات پرورش یابند. با این شیوه، اطمینان حاصل می‌شود که زمین یخ نمی‌زند. به علاوه، فصل رویش طولانی‌تر می‌شود و روی هم رفته، محصولات کشاورزی سریع‌تر رشد می‌کنند و بدون استفاده از گلخانه محافظت می‌شوند.

هزینه‌ای برای ورود سوخت از کشور خارج نمی‌شود و نگرانی‌های ناشی از افزایش هزینه‌ی سوخت وجود نخواهد داشت.

کشورهایی که در حال حاضر از مخازن زمین گرمایی برای تولید الکتریسیته استفاده می کنند، عبارتند از آمریکا، نیوزیلند، ایسلند، مکزیک، فیلیپین، اندونزی و ژاپن. البته کارشناسان دفتر انرژی‌های نو در ایران اطلس قابلیت‌های انرژی زمین گرمایی را نیز تهیه کرده اند به طوری که در منطقه سبلان لکه? قرمز رنگی دیده می شود که نشانگر مستعدترین منطقه برای استفاده از انرژی زمین گرمایی است. تاکنون در این منطقه ده هزار متر حفاری صورت گرفته است. قرار است از این چاه عمیق، گرمای مورد نیاز برای تولید ۱۰۰ مگاوات برق استخراج شود که عملاً اهداف دولت را نشانه گرفته است.

استفاده از این انرژی در بسیاری از کشورها در حال گسترش است. راه حل استفاده ی بیشتر از انرژی زمین گرمایی، افزایش آگاهی عمومی و تقویت فناوری مرتبط با زمین گرمایی است.

استفاده از انرژی زمین گرمایی به دلیل پایین بودن هزینه در مقایسه با انرژی خورشیدی مورد توجه است، گر چه هنوز دو برابر انرژی باد خرج برمی‌‌دارد. حداقل ۱۰۰ مگاوات برق از این طریق تأمین شود.

منبع:هفته نامه پیام ساختمان و تاسیسات