توجد خزانات ضخمة من الصخور المنصهرة والمياه الساخنة والغازات عالية الضغط تحت سطح الأرض. استخدم العلماء والمهندسون هذه الإمدادات كمصادر للطاقة الحرارية الأرضية.
انتقل إلى القسم
- ما هي الطاقة الحرارية الجوفية؟
- كيف تعمل الطاقة الحرارية الجوفية؟
- 4 مزايا الطاقة الحرارية الجوفية
- 2 عيوب الطاقة الحرارية الجوفية
- يتعلم أكثر
- تعرف على المزيد حول MasterClass للدكتور جين جودال
د. جين جودال تعلم الحفظ د. جين جودال تعلم الحفظ
تشارك الدكتورة جين جودال رؤيتها في الذكاء الحيواني والحفظ والنشاط.
هل الكمان والكمان نفس الآلةيتعلم أكثر
ما هي الطاقة الحرارية الجوفية؟
الطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر طاقة متجدد يستخدم الطاقة الحرارية تحت سطح الأرض. الينابيع الساخنة في أيسلندا والينابيع الحارة في منتزه يلوستون الوطني هي أمثلة على الخزانات الحرارية الأرضية التي اخترقت قشرة الأرض. استخدم البشر موارد الطاقة الحرارية الأرضية لآلاف السنين.
نظرًا لأن الهيئات الحاكمة مثل وزارة الطاقة الأمريكية تبحث عن وسائل متجددة لإنتاج الطاقة ، فإنها تحفز المرافق والشركات والأفراد على الاستفادة من حرارة الأرض كوسيلة لتشغيل العمليات الصناعية وتوليد الكهرباء. وقد أدى ذلك إلى طفرة حديثة في تقنيات الطاقة الحرارية الأرضية.
كيف تعمل الطاقة الحرارية الجوفية؟
يمكن أن تنتج الطاقة الحرارية الأرضية الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية الأرضية. يمكنك أيضًا استخدامه مباشرة كمصدر للتدفئة المنزلية عبر مضخات الحرارة الجوفية.
- إنتاج الكهرباء الحرارية الأرضية : تنتج معظم محطات الطاقة الكهربائية الكهرباء عن طريق غلي الماء لإنتاج البخار. ثم يقوم البخار بتدوير توربينات ضخمة تنتج تيارًا كهربائيًا. تستخدم محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا هذه الطريقة ، فقط بدلاً من إنتاج البخار باستخدام الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز الطبيعي ، فإنها تستخدم المياه المسخنة بشكل طبيعي من الخزانات الجوفية. هناك اختلافات في توليد الطاقة الحرارية الأرضية (بما في ذلك طريقة البخار الجاف ، والطريقة الوامضة ، ونظام الدورة الثنائية) ، ومع ذلك تستغل جميعها درجات الحرارة المرتفعة بشكل طبيعي للسائل الحراري الأرضي.
- أنظمة التدفئة الجوفية : تستخدم أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية المياه الجوفية لتسخين المشعات في المنازل والمكاتب والمصانع. في بعض الأماكن ، بما في ذلك الكثير من أيسلندا ، تخرج المياه الحرارية الأرضية من الينابيع الساخنة من الصنبور للاستخدام المنزلي. يمكن أن تعمل أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا كنظم تبريد باستخدام مضخات الحرارة الجوفية لنقل الحرارة من المبنى إلى الأرض. ثم يستبدل النظام هذا الهواء الساخن بهواء منخفض الحرارة من تحت سطح الأرض.
4 مزايا الطاقة الحرارية الجوفية
الطاقة الحرارية الأرضية مفيدة لمجموعة متنوعة من الأسباب.
- من المحتمل أن تكون متاحة في جميع أنحاء العالم . باستثمارات كبيرة ، يمكن استغلال الطاقة الحرارية الأرضية في أي مكان تقريبًا على وجه الأرض. على الرغم من أن مصدر الحرارة الجوفية هو لب الأرض وحركة الصفائح التكتونية ، فإن جميع الخزانات الحرارية الأرضية الصالحة للاستخدام توجد في قشرة الأرض - أحيانًا على بعد بضعة أقدام فقط من السطح.
- يوفر قوة تحميل أساسية ثابتة . بمجرد استغلاله ، يوفر مصدر الطاقة الحرارية الأرضية طاقة مستمرة ولا يحتاج إلى بطاريات لتشغيل الكفاءة ، كما هو الحال مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
- تنتج انبعاثات غازات الاحتباس الحراري أقل من الوقود الأحفوري . ينطوي التنصت على مصادر الحرارة الجوفية على إطلاق غازات الدفيئة مثل الميثان (CH4) وثاني أكسيد الكربون (CO2) ، لكنه لا يقترب من مستوى انبعاث غازات الاحتباس الحراري الذي يأتي مع حرق الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي.
- يمكنه الاستفادة من البنية التحتية الحالية للوقود الأحفوري . مع انتقال الصناعات والمرافق بعيدًا عن الوقود الحفري ، يمكن أن تسهل هذه المصادر إدخال الطاقة الحرارية الأرضية في نفس المناطق. أكملت آبار النفط والغاز بالفعل أعمال الحفر اللازمة للاستفادة من الحرارة الجوفية ، الأمر الذي دفع العديد من المهندسين إلى اقتراح استخدام نفس الآبار للوقود الأحفوري والطاقة الحرارية الأرضية.
فئة رئيسية
اقترح لك
دروس عبر الإنترنت تدرس من قبل أعظم العقول في العالم. توسيع معرفتك في هذه الفئات.
الدكتورة جين جوداليعلم الحفظ
تعرف على المزيد كريس هادفيلد
يعلم استكشاف الفضاء
تعرف على المزيد Neil deGrasse Tysonيعلم التفكير العلمي والاتصال
تعرف على المزيد ماثيو والكريعلم علم النوم الأفضل
يتعلم أكثر2 عيوب الطاقة الحرارية الجوفية
فكر مثل المحترفين
تشارك الدكتورة جين جودال رؤيتها في الذكاء الحيواني والحفظ والنشاط.
مشاهدة ملف Classعلى الرغم من العديد من المزايا الواضحة على الوقود الأحفوري ، فإن أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية لم تطالب بعد بحصة كبيرة في السوق. هناك نوعان من الأسباب الرئيسية لذلك.
كيفية رعاية نباتات الخيزران
- تكاليف بدء التشغيل مرتفعة . يمكن أن يكون إنتاج الكهرباء الحرارية الأرضية والتدفئة الحرارية الأرضية فعالين من حيث التكلفة بمجرد إنشاء البنية التحتية. ومع ذلك ، فإن إنشاء تلك البنية التحتية أمر مكلف. للوصول إلى الخزانات الحرارية الأرضية ، يجب على أطقم العمل اختراق الصخور الأساسية الكثيفة. الحفر كثيف العمالة وصاخب. بعض البلديات وجمعيات أصحاب المنازل لا تسمح بذلك.
- التكنولوجيا الجديدة مطلوبة في العديد من المواقع . لكي توفر أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية كفاءة في استخدام الطاقة ، يجب أن يكون هناك تدفق طبيعي للسوائل من حقل حرارة الأرض إلى الهواء فوقها. فقط حوالي 10 في المائة من مساحة الأرض تفضي إلى هذا التدفق المائع. يمكن لتقنية جديدة تسمى أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسنة (EGS) التغلب على هذه المشكلة عن طريق تكسير الصخور الساخنة في أعماق سطح الأرض. يتم حقن هذه الصخور بالماء الذي يتحول إلى بخار يصعد إلى السطح لاستخدام الطاقة. ثم يتم إعادة المياه المستعملة ذات درجة الحرارة المنخفضة إلى الأرض عن طريق آبار الحقن. في حين أن مثل هذا الحفر العميق يمكن أن ينتج عنه انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان ، يمكن لمشاريع الطاقة الحرارية الأرضية في نهاية المطاف التغلب على هذا عن طريق تدوير مائعها الحراري الأرضي في حلقة مغلقة.
يتعلم أكثر
احصل على عضوية MasterClass السنوية للوصول الحصري إلى دروس الفيديو التي يدرسها المعلمون ، بما في ذلك Jane Goodall و Neil deGrasse Tyson و Paul Krugman والمزيد.
