Lai saprastu, kāpēc ģeotermālā enerģija tiek uzskatīta par videi draudzīgu alternatīvu fosilajam kurināmajam, vispirms ir jāpārzina šīs tehnoloģijas pamatfunkcijas. Tātad, kā darbojas ģeotermālā enerģija?
Pirmkārt, ģeotermisko enerģiju var izmantot dažādos veidos. Ir tādi, kas siltumu tieši izmanto mājas apkures (un pat dzesēšanas) sistēmām. Citi tos izmanto siltumnīcās, zivju audzētavās un kūrortos. Protams, es neesmu aizmirsis arī tā visiecienītāko pielietojumu - ražot elektrību.
Tādējādi, atbildot uz jautājumu “Kā darbojas ģeotermiskā enerģija?”, Vispirms jāprecizē enerģijas īpašais pielietojums.
Tiem lietojumiem, kas tieši izmanto ģeotermisko enerģiju, piemēram, zivju audzētavās, kūrortos un siltumnīcās, karstā avota ūdeni vienkārši ielej no zemes virsmas un novirza šajās iekārtās.
Karstais ūdens var iegūt siltumu no magmas, kas spēj slīdēt augšup un sildīt apkārtni, ieskaitot tur esošos gruntsūdeņus. Lai arī Magmai nav tieši jāiegūst siltums, jo šis izkusušais mantijas materiāls ir atrodams ļoti dziļi pazemē, un līdz ar to tam ir grūti piekļūt.
Dažos gadījumos, kad magma nav atrodama tiešā tuvumā, karstu ūdeni joprojām varat iegūt, vienkārši urbjot dziļi zemē. Vienmēr atcerieties, ka, jo dziļāk urbjat, jo karstāka būs temperatūra.
Ģeotermiskā enerģija, ko izmanto mājsaimniecības telpu sildītāju darbināšanai, tiek iegūta no zemes (nevis caur ūdeni). Ziemas laikā grunts zem virsmas ir siltāka nekā virs. Pēc tam siltumu iegūst, izmantojot ģeotermiskos siltumsūkņus. Tipisks ģeotermiskais siltumsūknis siltumu izvada caur virkni cauruļu, kas satur cirkulējošu ūdeni vai antifrīzu, tāpat kā ledusskapis vai gaisa kondicionēšanas iekārta.
Tagad par pēdējo iepriekš pieminēto lietojumprogrammu. Kā ģeotermālā enerģija darbojas ģeotermisko elektrostaciju gadījumā?
Tāpat kā lielākajā daļā elektrostaciju (piemēram, ūdens un vēja enerģija), enerģiju pārvērš elektrībā, izmantojot turbīnas. Ir trīs veidi, kā to izdarīt.
Viena metode no karstā tvaika, kas no zemes tiek ievests turbīnā, tiek virzīta. Cits no apakšas izvelk ārkārtīgi karstu ūdeni, uzpūš to tvaikā, kas pēc tam tiek virzīts uz turbīnu. Trešajā metodē tiek izmantots siltummainis, lai pārnestu siltumu no karstā ūdens, kas iegūts no pazemes, uz šķidrumu (parasti izmanto izobutānu), kas tiek virzīts uz turbīnu.
Visās trīs metodēs turbīna ir atbildīga par virzītā šķidruma kinētiskās enerģijas pārveidošanu (kas padara to pārvēršanos) elektrībā.
Žurnālam Space ir dažas interesantas tēmas, kas saistītas ar ģeotermisko enerģiju, kuras jūs varētu interesēt. Šeit ir divi no tiem:
Ģeotermiskais siltums
Ģeotermiskā apkure
Plašāku informāciju par ģeotermiskajiem siltumsūkņiem varat atrast ASV Enerģētikas departamentā, kā arī Energy Star vietnē.
Apnikušas acis? Varbūt jūs tā vietā vēlaties noklausīties dažas Astronomy Cast epizodes:
Karsti un auksti vulkāni
Kosmosa lifti
Avoti:
http://www.ucsusa.org/clean_energy/technology_and_impacts/energy_technologies/how-geothermal-energy-works.html
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/geothermal-energy.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy
http://www.eia.gov/kids/energy.cfm?page=geothermal_home-basics
