أنواع الطاقة الحرارية الأرضية وكذلك الطاقة الحرارية الأرضية، كما سنوضح مزايا الطاقة الحرارية الأرضية، وكذلك سنتحدث عن استخدامات الطاقة الحرارية، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعونا.
أنواع الطاقة الحرارية الأرضية
1- الطاقة بالبخار الجاف:
تستخدم محطات الطاقة الحرارية الأرضية هذه البخار الجاف لتوليد الكهرباء، حيث أن البخار الجاف هو في الأساس بخار الماء أو ربما الماء في الحالة الغازية، وفي هذا النوع تحفر شركات محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية بئرين منفصلين في خزان الماء شديد السخونة تحت سطح الأرض وهما بئر الإنتاج وبئر الحقن، حيث يستخرج بئر الإنتاج البخار بدرجة حرارة لا تقل عن 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت) من خزان الماء الساخن أدناه وتوجهه إلى التوربين.
ويدير البخار التوربين الذي يدير عموداً متصلاً بمولد، ومع الدوران يقوم المولد بتحويل الطاقة إلى كهرباء، والتي تمر عبر خطوط الطاقة إلى شبكة كهرباء ويتم توفيرها في النهاية إلى المنازل والمؤسسات والصناعات، كما يجد البخار المستخدم طريقه إلى المكثف، حيث يتم تحويله إلى ماء ويتم إرجاعه إلى خزان الماء الساخن عبر بئر الحقن وتستمر الدورة.
2- الطاقة البخارية السريعة:
وفي هذا النوع يتم استخدام السوائل الحرارية التي عادةً ما تكون فوق 360 درجة فهرنهايت (182 درجة مئوية) في محطات الفلاش لتوليد الكهرباء، حيث يتم رش السائل في خزان تحت ضغط أقل بكثير من ضغط السائل، مما يتسبب في تبخر بعض السائل بسرعة أو “وميض”، ومن ثم يقوم البخار بعد ذلك بتشغيل التوربين والذي يقوم بتشغيل المولد، وإذا بقي أي سائل في الخزان فيمكن وميضه مرة أخرى في الخزان الثاني (وميض مزدوج) لاستخراج المزيد من الطاقة. وبشكل عام أن محطات توليد الطاقة البخارية السريعة هي أكثر أنواع محطات الطاقة الحرارية الأرضية شيوعاً في العالم الحديث، حيث كانت محطة (Wairakei Power) التي تم بناؤها في عام 1958 في نيوزيلندا على سبيل المثال أول محطة طاقة حرارية أرضية تستخدم بخار فلاش.
3- محطات توليد الطاقة ذات الدورة الثنائية:
تحتوي معظم المناطق الحرارية الأرضية على مياه معتدلة الحرارة (أقل من 400 درجة فهرنهايت)، ويتم استخراج هذه الطاقة من هذه السوائل في محطات توليد الطاقة ذات الدورة الثنائية، وذلك من خلال مائع حراري ساخن وسائل ثانوي مع نقطة غليان أقل بكثير من الماء الذي يمر عبر مبادل حراري، حيث تتسبب الحرارة الناتجة عن السائل الحراري الأرضي في وميض السائل الثانوي إلى بخار والذي بدوره يقود التوربينات، كما تتيح محطة توليد الطاقة هذه استخدام الخزانات الحرارية الأرضية الأكثر برودة، وهي على عكس محطات الطاقة البخارية والبخار الجاف، ومع ذلك مع محطات توليد الطاقة ذات الدورة الثنائية تستخدم الشركات المضخات لضخ الماء الساخن من خزان الماء الساخن من خلال بئر الإنتاج ويُسمح للمياه الباردة قليلاً بالعودة إلى الخزان، ويتم ضخ مائع منفصل مع نقطة غليان منخفضة يعرف بالسائل الثنائي، وهو عادة هيدروكربون بنتان أو بيوتان عند ضغط عالٍ إلى حد كبير عبر المبادل الحراري.
ونظراً لأن هذا النظام ذو حلقة مغلقة فإنه لا ينبعث منه ملوثات إلى الغلاف الجوي، كما تعتبر المياه ذات درجة الحرارة المعتدلة إلى حد بعيد بإنها المورد الأكثر شيوعاً للطاقة الحرارية الأرضية، وستكون معظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية في المستقبل محطات ثنائية الدورة.
الطاقة الحرارية الأرضية
الطاقة الحرارية الأرضية Geothermal power، هي مصدر طاقة بديل نظيف ومتجدد، وهي طاقة حرارية مرتفعة ذات منشأ طبيعي مختزنة في صخور الماغما في باطن الأرض، حيث يقدر أن أكثر من 99% من كتلة الكرة الأرضية عبارة عن صخور تتجاوز حرارتها 1000 درجة مئوية ويستفاد من هذه الطاقة الحرارية بشكل أساسي في توليد الكهرباء وفي بعض الأحيان تستخدم للتدفئة عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض أو على صورة ينابيع جارة.
مزايا الطاقة الحرارية الأرضية
– مصدر متجدد للطاقة لا ينضب.
– إمكانية استخلاصها من أي مكان في العالم.
– مصدر نظيف نسبيًا من مصادر الطاقة.
– إمكانية استمرار محطات الطاقة الحرارية الأرضية لقرون دون أن تتلف.
– صلاحية العمل في أي موسم، صيفًا أو شتاءً، وفي أي وقت على مدار 24 ساعة يوميًا، فهي نظام قابل للتكيف مع الظروف المختلفة.
استخدامات الطاقة الحرارية
1- الطهي:
يساعد تعرض الأطعمة للتسخين إلى القضاء على القضاء على الكائنات الدقيقة جميعها، مما يجعله صالحًا للاستهلاك وسهلًا في الهضم، حيث إنه عندما يتعرض الطعام والسوائل لكميات كبيرة من الطاقة الحرارية فإن جزيئاتها ستمتص هذه الطاقة، وتبدأ بالاهتزاز والاصطدام ببعضها البعض، مما يساعد في إنضاج الطعام.
2- التجفيف:
تعرف عملية التجفيف بالحرارة على أنها عملية تجفيف المواد الرطبة بتقليل رطوبتها عن طريق تسخينها، حيث تنتقل الطاقة الحرارية إلى هذه المواد إما عن طريق التسخين بالحمل الحراري، أو عن طريق ملامسة الأسطح الساخنة، بالإضافة إلى التسخين عن طريق الإشعاع.
3- التبريد:
يتم تبريد الأطعمة باستخدام الطاقة الحرارية، وذلك عن طريق استخدام المبردات الشمسية التي تقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة تبريد.
4- الخَبز:
تحتاج عملية الخبز إلى درجات حرارة أعلى بكثير من تلك المستخدمة في طهو الأطعمة، وبالتالي فهي تحتاج كميات أكبر من الوقود الذي يستخدم لمعالجة الحبوب وتحويلها إلى مخبوزات صالحة للأكل.
5- التدخين:
يعد التدخين من طرق حفظ الأطعمة المراد تخزينها، حيث تستخدم الأفران المصنوعة من الطوب في هذه العملية لتوفير تكلفة التشغيل، وتقليل المخاطر الصحية التي قد يتعرض لها العاملون.
6- التدفئة:
يتم استخدام الطاقة الحرارية التي تنتج من احتراق مصادر الوقود الأحفوري؛ كالنفط، والفحم، والغاز الطبيعي في مصادر التدفئة المختلفة، بالإضافة إلى المصادر الأخرى كالحرارة الشمسية والحرارة الجوفية.
7- توليد الكهرباء:
يتم استخدام الطاقة البخارية التي تنتج عن احتراق النفط والغاز الطبيعي في توليد الطاقة الحرارية التي تستخدم في توليد الطاقة الكهربائية وتدوير المولدات.
