استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية وتطبيقاتها. تشير الطاقة الحرارية الأرضية إلى الطاقة الحرارية أسفل قشرة الأرض ، والتي تعد واحدة من مصادر الطاقة المتجددة. اليوم ، نحتاج إلى الحصول على مساعدة من الطاقات المتجددة لتلبية احتياجاتنا ، لأن الطاقات الأحفورية تقترب من نهايتها والطاقات المتجددة الوحيدة التي تأتي لمساعدتنا. واحدة من الطرق الجديدة هي استخدام الطاقة الحرارية الأرضية.
استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية
منذ فترة طويلة ، استخدم الناس مياه الطاقة الحرارية الأرضية التي كانت تتدفق بحرية على الأرض كينابيع حارة. الرومان ، على سبيل المثال ، استخدموا هذا الماء لعلاج أمراض الجلد والعين. تم استخدامه في مضخة لتسخين المنازل. كما استخدم السكان الأصليون في الولايات المتحدة المياه الحرارية الأرضية لطهي واستخدام الاستخدام الطبي. اليوم ، من خلال حفر بئر في خزانات الطاقة الحرارية الأرضية ، وتثبيط الماء الساخن والبخار ، فإنهم يستخدمونها لإنتاج الكهرباء في محطة الطاقة الحرارية الأرضية أو غيرها من الاستخدامات.
في محطة الطاقة الحرارية الأرضية ، يوفر الماء الساخن والبخار من الخزانات الحرارية الأرضية القوة اللازمة لتدوير مولد التوربينات وتوليد الكهرباء. يتم إرجاع المياه المستخدمة إلى الخزان من خلال آبار الحقن لتسخينها ، مع الحفاظ على ضغط الخزان ، وإنتاج الماء الساخن وتقوية البخار ويظل ثابتًا.
توليد الكهرباء مع الطاقة الحرارية الأرضية
من أجل توليد الكهرباء من الطاقة الحرارية الأرضية ، يتم توجيه سائل الماء الساخن أو البخار إلى السطح عبر الآبار المحفورة وتوليد الكهرباء بعد قلب التوربين. من الواضح أن خزانات الحرارة العالية تستخدم بشكل أكثر شيوعًا لتوليد الكهرباء. حاليًا ، تنتج 22 دولة أكثر من 8200 ميجاوات مع مواردها الحرارية الأرضية. في محطات الطاقة الحرارية الأرضية ، يتم إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة دورات خاصة.
التطبيق المباشر للطاقة الحرارية الأرضية
التطبيق المباشر للطاقة الحرارية الأرضية هو الاستغلال غير النسيدي للطاقة الحرارية الأرضية. في هذه الحالة ، لا يتم تحويل الطاقة الحرارية الأرضية إلى طاقة كهربائية ، ولكن يتم استخدام طاقتها الحرارية فقط. الخزانات الحرارية الأرضية ، مع درجة حرارة 65 درجة مئوية و 150 درجة مئوية ، ليست مبررة اقتصاديا لتوليد الكهرباء ، لذلك هذه الخزانات مناسبة للاستخدام المباشر للطاقة الحرارية. خزانات التروس المنخفضة الحرارة أكبر من الخزانات الحرارية العالية. يمكن استخراج الماء الساخن من الخزانات الحرارية المنخفضة مع آلات حفر بئر الماء.
استخدام الطاقة الحرارية الأرضية
أنتج باحث آيسلندي يدعى Lindal رسمًا بيانيًا يتم فيه تقديم استخدام السائل الحراري الأرضي من حيث درجة الحرارة من أجل إظهار استخدام الطاقة الحرارية الأرضية. كما هو محدد في مخطط Lindal ، يمكن تقسيم الاستغلال المباشر للطاقة الحرارية الأرضية إلى 6 فئات عامة:
1. قتل المباني
2. الزراعة
3
4. التطبيقات الصناعية
5. علاج الأمراض
6. أخرى
تسخين المباني مع الطاقة الحرارية الأرضية
هذا هو الاستخدام الأكثر شيوعا للطاقة الحرارية الأرضية. حوالي 37 ٪ من الاستخدام المباشر للطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء العالم هو ارتفاع درجة حرارة المساحات السكنية والتجارية والإدارية المختلفة ، وهلم جرا. ومع ذلك ، إذا كانت جودة المياه غير مناسبة ، فسيتم استخدام المبادل الحراري للتدفئة. واحدة من المزايا المهمة لأنظمة التدفئة هي أن الماء الساخن يتم حقنه مرة أخرى في الخزان الحراري الأرضي بعد حرارة المساحات المختلفة ، مما يؤدي إلى انخفاض التلوث البيئي.
تجدر الإشارة إلى أنه يوجد اليوم أنواعًا معينة من المبادلات الحرارية المضمنة في الآبار الحرارية الأرضية ونقل حرارة الماء الساخن إلى المياه العذبة داخل المحول. درجة حرارة الماء الساخن المطلوبة لأنظمة التدفئة حوالي 60 درجة أو أعلى. اليوم ، تستخدم أيسلندا وفرنسا والمجر واليابان الطاقة الحرارية الأرضية لتسخين أنظمة التدفئة المركزية. على سبيل المثال ، يتم تزويد المدينة التي يبلغ عدد سكانها 150،000 شخص ريكيفيك ، أيسلندا الوسطى ، بالمياه الساخنة المنتجة من خزانات الحرارة المجاورة.
تطبيق الطاقة الحرارية الأرضية في الزراعة
الاستخدام الرئيسي للطاقة الحرارية الأرضية في مجال الأنشطة الزراعية هو توفير الدفيئات. ومع ذلك ، في بعض المناطق الباردة ، يتم استخدام حرارة الماء الساخن أيضًا لتسخين التربة الزراعية. يتم توسيع هذا النوع من التطبيق على نطاق واسع في البلدان الباردة. الخيار ، الطماطم ، الزهور ، النباتات المنزلية ، شتلات الأشجار ، ومجموعة متنوعة من الصبار. من بين بلدان العالم ، المجر هي الأولى من حيث استخدام الدفيئات الحرارية الأرضية. لتسخين البيوت الزراعية ، عادة ما يمرون الماء الساخن عبر الأنابيب المعدنية أو استخدام شفرات الرادياتير مثل أنظمة التدفئة المنزلية ، أو الماء الساخن من الشبكة الكثيفة للأنابيب مع مروحة خلفها. هناك قوي ، يمرون. بالإضافة إلى المجر ، تنشط دول مثل أيسلندا والصين واليونان ونيوزيلندا وروسيا أيضًا في مجال الدفيئات الحرارية الأرضية.
استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في تربية الحيوانات
بمساعدة الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن أيضًا زراعة أنواع مختلفة من تربية الأحياء المائية. اليوم ، يتم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في جميع أنحاء العالم لزراعة وتنمية تربية الأحياء المائية المائية مثل الروبيان وسمك السلمون وبلح البحر وتربية الأحياء المائية. بالنظر إلى أن درجة الحرارة المثلى لتربية أنواع مختلفة من تربية الأحياء المائية لكل منها هي كمية معينة ، باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكن توفير درجة حرارة أحواض التكاثر إلى المستوى المطلوب والحفاظ عليها ثابتة على مدار العام. هذا يمكن أن يزيد بشكل كبير من كمية إنتاج تربية الأحياء المائية. على سبيل المثال ، النمو الأمثل لسلمون هو عند 515 درجة مئوية.
تعد دول مثل أيسلندا وجورجيا وتركيا ونيوزيلندا واليابان والصين من بين الدول الرائدة في استخدام الطاقة الحرارية الأرضية لتربية الأحياء المائية. حاليًا ، تستخدم 16 دولة مثل هذه المنشآت.
التطبيقات الصناعية للطاقة الحرارية الأرضية
هذه الأنواع من تطبيقات الطاقة الحرارية الأرضية ليست واسعة بعد ، مثل استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية الأخرى في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، فإن حوالي 19 دولة تستخدم هذه الطاقة حاليًا في مختلف العمليات الصناعية. على سبيل المثال ، يمكن ذكر ما يلي:
إنتاج حمض البراث وحمض البوريك من السوائل الحرارية الأرضية في إيطاليا
البسترة من الحليب في رومانيا
إنتاج الجلود في سلوفينيا وصربيا
إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون في أيسلندا وتركيا
استخراج النفط في روسيا
إنتاج أجزاء الورق والسيارات في مقدونيا
إنتاج معجون الورق والورق والخشب في نيوزيلندا
الثلج الثلج الطرق بالطاقة الحرارية الأرضية
بمساعدة الطاقة الحرارية الأرضية ، يمكنك أيضًا إذابة الطرق الثلجية أو الجليد والأرصفة. توسيع هذا النوع من التطبيق محدود أكثر من الطاقة الحرارية الأرضية الأخرى. اليوم ، في جميع أنحاء العالم ، بمساعدة الطاقة الحرارية الأرضية ، يتم تسخين حوالي 500000 متر مربع من خلال الأرصفة والطرق ، والتي يوجد معظمها في أيسلندا. حاليًا ، باستثناء أيسلندا ، تستخدم دول مثل الأرجنتين والولايات المتحدة واليابان أيضًا الطاقة الحرارية الأرضية لإذابة طرقها.
علاج الأمراض مع الطاقة الحرارية الأرضية
لقد كان هذا التطبيق أيضًا قديمًا جدًا واستخدم الماء الساخن الطبيعي للأرض للاستحمام وعلاج مختلف الأمراض من الأيام ، مثل الرومان والصينية واليابانية والعثمانية وغيرها من المناطق من الأرض. حاليًا ، تستخدم حوالي 40 دولة نوابضها الساخنة لهذا الغرض. فيما يتعلق بتطوير مثل هذه المراكز ، يمكن تقديم العديد من الأدلة والأمثلة في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال ، يرحب اليابانيون ، باستخدام أكثر من 2200 مركز ترفيهي مرتبطًا بـ Spa Springs ، ما يقرب من 100 مليون ضيف وسائح سنويًا. اليوم ، يتم استخدام الماء الساخن مع الحرارة التي تزيد عن 50 درجة مئوية لعلاج الأمراض مثل ارتفاع ضغط الدم والروماتيزم والأمراض الجلدية والأمراض العصبية.
جوانب مختلفة لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الجوانب المختلفة لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية تتزايد بسرعة وتضاف مرارًا وتكرارًا إلى البلدان التي تستفيد من هذه الطاقة. كما نعلم ، فإن درجة حرارة الطابق السفلي إلى أعماق 2 إلى 15 مترًا ثابتة طوال العام تقريبًا. لذلك ، يمكن أن يكون استخدام هذه الظاهرة الطبيعية هو تسخين وتبريد المنازل في الشتاء والصيف. في الواقع ، فإن الآلية الرئيسية لأنظمة التهوية هذه هي التبادل الحراري مع أجزاء ضحلة من الأرض ، مما يعني أنه في الصيف ، ينتقلون الحرارة من المنزل إلى الأرض وفي فصل الشتاء ، يوجهون الطابق السفلي إلى المساحات السكنية.
