Геотермална енергия

Развити са редица технологии, които позволяват на човечеството да се възползва от геотермалната енергия (енергия на подземните извори). Ето основните й приложения:

1. Директна употреба

Когато си вземаме душ, топлината от водата затопля цялата баня. Подземните геотермални резервоари също могат да се използват като директни източници на топлина.

Още преди хиляди години хората са започнали да използват горещите извори директно за къпане, готвене и отстраняване на перата и кожата от дивеча. Днес горещите извори се използват като минерални бани. Но има и доста по оригинални начини за експлоатация на геотермалните резерви. В модерните системи за директна употреба, водата първо се извлича през специален кладенец. След това, посредством система от тръби, резервоари и контролни устройства, тя се доставя където е необходима. Накрая специална система я отвежда обратно под земята. Геотермалната гореща вода може да се използва на много места където има нужда от топлина. Например, за отопляване на сгради и рибни развъдници, за напояване на оранжерии, както и за пастьоризиране на мляко.

2. Производство на електричество

Повечето електроцентрали имат нужда от пара за да произвеждат електричество. Парата завърта турбина, която активира генератор, създаващ ток. Много електроцентрали още използват изкопаеми горива за да загреят необходимата за пара вода. Геотермалните електроцентрали (фиг. 4.1) обаче, използват пара от подземни резервоари с гореща вода на няколко километра навътре в земната кора. Съществуват три вида геотермални електроцентрали.

фиг 4.1 – Геотермална електроцентрала

Първият извлича поземни натрупвания на пара, която директно бива отведена в турбина/ генератор в електроцентралата.

Вторият и най-разпространеният използва геотермални резервоари с вода, чиято температура е над 360°F (182°C). Под собственото си налягане водата излиза над повърхността през специално изкопаните за целта кладенци. При движението нагоре, налягането спада и част от горещата вода се превръща в пара. Впоследствие парата се отделя от водата и се използва в турбина/генератор. Остатъчната вода се връща в резервоара, превръщайки го в богат запас.

Третият метод работи с по-ниски температури – около 225°–360°F (107°–182°C). Горещата вода се използва за нагряване на „работещата течност“, органично съединение с ниска температура на кипене. Работещата течност се изпарява и се използва за завъртането на турбина. След това водата се връща под земята за повторно загряване.

Геотермални електростанции с малък мащаб (под 5 мегавата) имат потенциал за широко приложение в провинциални райони.

3. Геотермални топлинни помпи

В най-горния си слой земята има почти постоянна температура между 50° и 60°F (10°–16°C). През зимата тази температура е по-висока от температурата на въздуха, а през лятото е по-ниска. Геотермалните топлинни помпи използват това за да затоплят и охлаждат сгради.

Системата се състои от три основни части: уред за обмяна на топлина със земята, топлинна помпа и система за осигуряване на въздух. Уреда за обмяна на топлина представлява обръч от тръби, заровен плитко близо до сградата. През тръбите циркулира течност (обикновено вода или смес от вода и антифриз) и абсорбира земната топлина.

През зимата помпата премахва топлината от топлообменният уред и я внася във вътрешната въздушна система. През лятото процесът е обратен. Топлината, отделена от стаите, може да се използва за затопляне на вода.

Геотермалните топлинни помпи използват доста по-малко енергия от обикновените системи за отопление, защото извличат топлина от земята. Те са и доста по-ефективни уреди за охлаждане на дома. И не само, че пестят енергия и пари, но и намаляват замърсяването на въздуха.

4. Разпространение

В момента геотермалната енергия се тества и проучва в Япония, Германия, Франция, Великобритания и САЩ.