Bagi Rusia, energi panas bumi dapat menjadi sumber yang konstan dan andal untuk menyediakan listrik dan panas yang murah dan terjangkau dengan menggunakan teknologi tinggi baru yang ramah lingkungan untuk ekstraksi dan pasokannya ke konsumen. Ini terutama benar saat ini

Sumber daya bahan baku energi fosil yang terbatas

Permintaan bahan baku energi organik tinggi di industri dan negara berkembang(AS, Jepang, negara-negara Eropa bersatu, Cina, India, dll.). Pada saat yang sama, sumber daya hidrokarbon mereka sendiri di negara-negara ini tidak mencukupi atau dicadangkan, dan sebuah negara, misalnya, Amerika Serikat, membeli bahan baku energi di luar negeri atau mengembangkan simpanan di negara lain.

Di Rusia, salah satu negara terkaya dalam hal sumber daya energi, kebutuhan ekonomi akan energi masih dipenuhi oleh kemungkinan penggunaan sumber daya alam. Namun, ekstraksi fosil hidrokarbon dari perut sangat dengan cepat. Jika pada tahun 1940-an-1960-an. daerah penghasil minyak utama adalah "Baku Kedua" di Volga dan Cis-Ural, kemudian, mulai dari tahun 1970-an, dan hingga saat ini, daerah tersebut adalah Siberia Barat. Tetapi bahkan di sini ada penurunan yang signifikan dalam produksi fosil hidrokarbon. Era gas Cenomania yang "kering" sedang berlalu. Tahap sebelumnya dari pengembangan produksi yang ekstensif gas alam berakhir. Ekstraksinya dari deposit raksasa seperti Medvezhye, Urengoyskoye dan Yamburgskoye masing-masing berjumlah 84, 65 dan 50%. Berat jenis cadangan minyak yang menguntungkan untuk pembangunan juga menurun dari waktu ke waktu.

Karena konsumsi aktif bahan bakar hidrokarbon, cadangan minyak dan gas alam di darat telah berkurang secara signifikan. Sekarang cadangan utama mereka terkonsentrasi pada landas kontinen. Dan meskipun basis bahan baku industri minyak dan gas masih cukup untuk produksi minyak dan gas di Rusia di volume yang dibutuhkan, dalam waktu dekat akan disediakan oleh all in lagi karena perkembangan endapan dengan penambangan dan kondisi geologis yang kompleks. Pada saat yang sama, biaya produksi hidrokarbon akan meningkat.

Sebagian besar sumber daya tak terbarukan yang diekstraksi dari lapisan tanah bawah digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik. Pertama-tama, ini adalah bagian yang dalam struktur bahan bakar adalah 64%.

Di Rusia, 70% listrik dihasilkan di pembangkit listrik termal. Perusahaan energi negara setiap tahun membakar sekitar 500 juta ton c.e. ton untuk tujuan menghasilkan listrik dan panas, sedangkan produksi panas mengkonsumsi bahan bakar hidrokarbon 3-4 kali lebih banyak daripada pembangkit listrik.

Jumlah panas yang diperoleh dari pembakaran volume bahan baku hidrokarbon ini setara dengan penggunaan ratusan ton bahan bakar nuklir - perbedaannya sangat besar. Namun energi nuklir membutuhkan ketentuan keamanan lingkungan(untuk mencegah terulangnya Chernobyl) dan melindunginya dari kemungkinan serangan teroris, serta dekomisioning yang aman dan mahal dari unit tenaga nuklir usang dan bekas. Cadangan terbukti uranium yang dapat dipulihkan di dunia sekitar 3 juta 400 ribu ton, untuk seluruh periode sebelumnya (hingga 2007), sekitar 2 juta ton ditambang.

RES sebagai masa depan energi global

Dibesarkan di dekade terakhir Di dunia, minat terhadap sumber energi alternatif terbarukan (RES) disebabkan tidak hanya oleh menipisnya cadangan bahan bakar hidrokarbon, tetapi juga oleh kebutuhan untuk memecahkan isu yang berkaitan dengan lingkungan. Faktor obyektif (bahan bakar fosil dan cadangan uranium, serta perubahan lingkungan terkait dengan penggunaan api tradisional dan energi nuklir) dan tren pengembangan energi menunjukkan bahwa transisi ke metode dan bentuk baru pembangkitan energi tidak dapat dihindari. Sudah di paruh pertama abad XXI. akan ada transisi lengkap atau hampir lengkap ke sumber energi non-tradisional.

Semakin cepat terobosan dibuat ke arah ini, semakin tidak menyakitkan bagi seluruh masyarakat dan lebih bermanfaat bagi negara di mana langkah yang menentukan dalam arah yang ditunjukkan.

Ekonomi dunia telah menetapkan arah untuk transisi ke kombinasi rasional sumber energi tradisional dan baru. Konsumsi energi di dunia pada tahun 2000 berjumlah lebih dari 18 miliar ton setara bahan bakar. ton, dan konsumsi energi pada tahun 2025 dapat meningkat menjadi 30–38 miliar ton setara bahan bakar. ton, menurut data perkiraan, pada tahun 2050 konsumsi pada tingkat setara bahan bakar 60 miliar ton dimungkinkan. t Kecenderungan karakteristik dalam perkembangan ekonomi dunia pada periode yang ditinjau adalah penurunan sistematis dalam konsumsi bahan bakar fosil dan peningkatan yang sesuai dalam penggunaan bahan bakar non-tradisional. sumber energi. Energi panas Bumi menempati salah satu tempat pertama di antara mereka.

Saat ini, Kementerian Energi Federasi Rusia telah mengadopsi program pembangunan energi non-tradisional, termasuk 30 proyek besar penggunaan instalasi pompa panas (HPU), prinsip operasinya didasarkan pada konsumsi energi panas bumi yang berpotensi rendah.

Energi potensial rendah dari panas bumi dan pompa panas

Sumber energi tingkat rendah panas bumi adalah radiasi sinar matahari dan radiasi termal perut panas planet kita. Saat ini, penggunaan energi tersebut merupakan salah satu bidang energi yang paling dinamis berkembang berdasarkan sumber energi terbarukan.

Panas bumi dapat digunakan dalam berbagai jenis bangunan dan struktur untuk pemanas, pasokan air panas, AC (pendingin), serta untuk jalur pemanas di waktu musim dingin tahun, pencegahan lapisan es, pemanasan lapangan di stadion luar ruangan, dll. Dalam bahasa Inggris literatur teknis sistem yang memanfaatkan panas bumi dalam sistem pemanas dan pendingin udara disebut sebagai GHP - "pompa panas panas bumi" (geothermal heat pumps). Karakteristik iklim negara-negara Tengah dan Eropa Utara, yang, bersama-sama dengan AS dan Kanada, merupakan area utama untuk penggunaan panas bumi tingkat rendah, menentukan ini terutama untuk tujuan pemanasan; pendinginan udara bahkan dalam periode musim panas relatif jarang diperlukan. Oleh karena itu, tidak seperti di AS, pompa panas di negara-negara Eropa beroperasi terutama dalam mode pemanasan. Di AS, mereka lebih sering digunakan dalam sistem pemanas udara yang dikombinasikan dengan ventilasi, yang memungkinkan pemanasan dan pendinginan udara luar. Di negara-negara Eropa, pompa panas biasanya digunakan dalam sistem pemanas air. Karena efisiensinya meningkat ketika perbedaan suhu antara evaporator dan kondensor berkurang, sistem pemanas lantai sering digunakan untuk memanaskan bangunan, di mana pendingin dengan suhu yang relatif rendah (35–40 ° C) bersirkulasi.

Jenis sistem untuk penggunaan energi potensial rendah dari panas bumi

Dalam kasus umum, dua jenis sistem untuk menggunakan energi potensial rendah dari panas bumi dapat dibedakan:

- sistem terbuka: sebagai sumber energi panas tingkat rendah, air tanah digunakan, yang disuplai langsung ke pompa panas;

- sistem tertutup: penukar panas terletak di massa tanah; ketika pendingin dengan suhu lebih rendah dari tanah bersirkulasi melalui mereka, energi panas "diambil" dari tanah dan dipindahkan ke evaporator pompa panas (atau ketika pendingin dengan suhu yang lebih tinggi relatif terhadap tanah digunakan, itu didinginkan ).

Kerugian dari sistem terbuka adalah bahwa sumur membutuhkan perawatan. Selain itu, penggunaan sistem seperti itu tidak mungkin dilakukan di semua area. Persyaratan utama untuk tanah dan air tanah adalah sebagai berikut:

- permeabilitas air yang cukup dari tanah, memungkinkan pengisian cadangan air;

– kimia air tanah yang baik (misalnya kandungan besi yang rendah) untuk menghindari kerak pipa dan masalah korosi.

Sistem tertutup untuk penggunaan energi potensial rendah dari panas bumi

Sistem tertutup adalah horizontal dan vertikal (Gambar 1).

Beras. 1. Skema instalasi pompa kalor panas bumi dengan: a - horizontal

dan b - penukar panas tanah vertikal.

Penukar panas tanah horizontal

Di negara-negara Barat dan Eropa Tengah penukar panas tanah horizontal biasanya pipa terpisah diletakkan relatif erat dan terhubung satu sama lain secara seri atau paralel (Gbr. 2).

Beras. 2. Penukar panas tanah horizontal dengan: a - berurutan dan

b - koneksi paralel.

Untuk menyelamatkan area situs di mana panas dihilangkan, jenis penukar panas yang ditingkatkan telah dikembangkan, misalnya, penukar panas dalam bentuk spiral (Gbr. 3), yang terletak secara horizontal atau vertikal. Bentuk penukar panas ini umum di AS.

2. Rezim termal Bumi

Bumi adalah tubuh kosmik yang dingin. Suhu permukaan terutama tergantung pada panas yang dipasok dari luar. 95% dari panas lapisan atas bumi adalah luar (matahari) panas dan hanya 5% panas intern , yang berasal dari perut bumi dan mencakup beberapa sumber energi. Di perut bumi, suhu meningkat dengan kedalaman dari 1300 o C (di mantel atas) menjadi 3700 o C (di tengah inti).

panas luar. Panas datang ke permukaan bumi terutama dari Matahari. Setiap sentimeter persegi permukaan menerima sekitar 2 kalori panas dalam satu menit. Nilai ini disebut konstanta matahari dan mendefinisikan total panas yang datang ke bumi dari matahari. Selama setahun, itu berjumlah 2,26 10 21 kalori. Kedalaman penetrasi panas matahari ke dalam perut bumi terutama tergantung pada jumlah panas yang jatuh per satuan luas permukaan, dan pada konduktivitas termal. batu. Kedalaman maksimum yang menembus panas eksternal adalah 200 m di lautan dan sekitar 40 m di darat.

kehangatan internal. Dengan kedalaman, ada peningkatan suhu, yang terjadi sangat tidak merata di berbagai wilayah. Kenaikan suhu mengikuti hukum adiabatik dan tergantung pada kompresi zat di bawah tekanan ketika pertukaran panas dengan lingkungan tidak mungkin.

Sumber utama panas di dalam bumi:

Panas yang dilepaskan selama peluruhan radioaktif unsur.

Panas sisa yang tersisa dari pembentukan Bumi.

Panas gravitasi yang dilepaskan selama kompresi Bumi dan distribusi materi dalam kepadatan.

Panas yang dihasilkan oleh reaksi kimia yang terjadi di kedalaman kerak bumi.

Panas yang dilepaskan oleh gesekan pasang surut bumi.

Ada 3 zona suhu:

SAYA- zona suhu variabel . Perubahan suhu ditentukan oleh iklim daerah tersebut. Fluktuasi harian praktis mati pada kedalaman sekitar 1,5 m, dan fluktuasi tahunan pada kedalaman 20 ... 30 m Ia - zona beku.

II - zona suhu konstan terletak di kedalaman 15…40 m, tergantung wilayahnya.

AKU AKU AKU - zona panas .

Rezim suhu batuan di perut kerak bumi biasanya dinyatakan oleh gradien panas bumi dan langkah panas bumi.

Jumlah kenaikan suhu untuk setiap kedalaman 100 m disebut gradien panas bumi. Di Afrika, di ladang Witwatersrand, suhunya 1,5 °C, di Jepang (Echigo) - 2,9 °C, di Australia Selatan- 10,9 °С, di Kazakstan (Samarinda) - 6,3 °С, di Semenanjung Kola- 0,65 °С.

Beras. 3. Zona suhu di kerak bumi: I - zona suhu variabel, Iа - zona beku; II - zona suhu konstan; III - zona kenaikan suhu.

Kedalaman di mana suhu naik 1 derajat disebut langkah panas bumi. Nilai numerik langkah panas bumi tidak konstan tidak hanya pada garis lintang yang berbeda, tetapi juga pada kedalaman yang berbeda dari titik yang sama di wilayah tersebut. Nilai langkah panas bumi bervariasi dari 1,5 hingga 250 m. Di Arkhangelsk - 10 m, di Moskow - 38,4 m, dan di Pyatigorsk - 1,5 m. Secara teoritis, nilai rata-rata langkah ini adalah 33 m.

Di sumur yang dibor di Moskow hingga kedalaman 1.630 m, suhu lubang dasar adalah 41 °C, dan di tambang yang dibor di Donbass hingga kedalaman 1.545 m, suhunya 56,3 °C. Suhu tertinggi tercatat di AS di sumur dengan kedalaman 7136 m, di mana itu sama dengan 224 °C. Peningkatan suhu dengan kedalaman harus diperhitungkan saat merancang struktur dalam.Menurut perhitungan, pada kedalaman 400 km, suhu harus mencapai 1400...1700 °C. Suhu tertinggi (sekitar 5000 °C) diperoleh untuk inti bumi.

Istilah "energi panas bumi" berasal dari kata Yunani tanah (geo) dan termal (termal). Faktanya, energi panas bumi berasal dari bumi itu sendiri. Panas dari inti bumi, yang suhu rata-ratanya 3600 derajat Celcius, dipancarkan ke permukaan planet.

Mata air panas dan geyser di bawah tanah pada kedalaman beberapa kilometer dapat dilakukan menggunakan sumur khusus di mana air panas (atau uap darinya) mengalir ke permukaan, di mana ia dapat digunakan secara langsung sebagai panas atau tidak langsung untuk menghasilkan listrik dengan memutar turbin yang berputar .

Karena air di bawah permukaan bumi terus diisi ulang, dan inti Bumi akan terus menghasilkan panas secara relatif kehidupan manusia tanpa henti, energi panas bumi, pada akhirnya bersih dan terbarukan.

Metode untuk mengumpulkan sumber daya energi Bumi

Saat ini, ada tiga metode utama untuk memanen energi panas bumi: uap kering, air panas, dan siklus biner. Proses uap kering secara langsung menggerakkan penggerak turbin pembangkit listrik. Air panas masuk dari bawah ke atas, kemudian disemprotkan ke tangki untuk menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Kedua metode ini adalah yang paling umum, menghasilkan ratusan megawatt listrik di AS, Islandia, Eropa, Rusia, dan negara-negara lain. Namun lokasinya terbatas, karena pembangkit ini hanya beroperasi di daerah tektonik yang lebih mudah mengakses air panas.

Dengan teknologi siklus biner, air hangat (tidak harus panas) diekstraksi ke permukaan dan dikombinasikan dengan butana atau pentana, yang memiliki suhu rendah mendidih. Cairan ini dipompa melalui penukar panas di mana ia diuapkan dan dikirim melalui turbin sebelum disirkulasikan kembali ke dalam sistem. Teknologi siklus biner menyediakan puluhan megawatt listrik di AS: California, Nevada, dan Kepulauan Hawaii.

Prinsip memperoleh energi

Kerugian memperoleh energi panas bumi

Pada tingkat utilitas, pembangkit listrik tenaga panas bumi mahal untuk dibangun dan dioperasikan. Menemukan lokasi yang cocok memerlukan survei sumur yang mahal tanpa jaminan mencapai bawah tanah yang produktif titik panas. Namun, analis memperkirakan kapasitas ini hampir dua kali lipat selama enam tahun ke depan.

Selain itu, daerah dengan suhu tinggi dari sumber bawah tanah terletak di daerah dengan gunung berapi geologis dan kimia yang aktif. "Titik panas" ini telah terbentuk di perbatasan lempeng tektonik di tempat-tempat di mana kulitnya cukup tipis. Pasifik, sering disebut sebagai cincin api untuk banyak gunung berapi di mana terdapat banyak titik api, termasuk di Alaska, California, dan Oregon. Nevada memiliki ratusan hotspot yang meliputi paling bagian utara Amerika Serikat.

Ada yang lain secara seismik daerah aktif. Gempa bumi dan pergerakan magma memungkinkan air bersirkulasi. Di beberapa tempat air naik ke permukaan dan mata air panas alami dan geyser terjadi, seperti di Kamchatka. Air di geyser Kamchatka mencapai 95°C.

Salah satu masalah Sistem terbuka geyser adalah pelepasan beberapa polutan udara. Hidrogen sulfida - gas beracun dengan bau "telur busuk" yang sangat mudah dikenali - tidak sejumlah besar arsenik dan mineral dilepaskan dengan uap. Garam juga dapat menimbulkan masalah lingkungan.

Di pembangkit listrik tenaga panas bumi lepas pantai, sejumlah besar garam pengganggu terakumulasi di dalam pipa. PADA sistem tertutup tidak ada emisi dan semua cairan yang dibawa ke permukaan kembali.

Potensi ekonomi sumber daya energi

secara seismik titik aktif tidak satu-satunya tempat di mana Anda dapat menemukan energi panas bumi. Ada pasokan panas yang dapat digunakan secara konstan untuk tujuan pemanasan langsung pada kedalaman mulai dari 4 meter hingga beberapa kilometer di bawah permukaan hampir di mana saja di bumi. Bahkan tanah di halaman belakang Anda sendiri atau di sekolah lokal memiliki potensi ekonomis berupa panas yang dikeluarkan ke dalam rumah atau bangunan lain.

Selain itu, ada jumlah yang banyak energi panas dalam formasi batuan kering sangat dalam di bawah permukaan (4 - 10 km).

Penggunaan teknologi baru dapat memperluas sistem panas bumi di mana orang dapat menggunakan panas itu untuk menghasilkan listrik dalam skala yang jauh lebih besar daripada teknologi konvensional. Proyek demonstrasi pertama prinsip pembangkit listrik ini ditunjukkan di Amerika Serikat dan Australia pada awal 2013.

Jika potensi ekonomi penuh dari sumber daya panas bumi dapat diwujudkan, itu akan menjadi sumber listrik yang sangat besar untuk kapasitas produksi. Para ilmuwan menyarankan bahwa sumber panas bumi konvensional memiliki potensi 38.000 MW, yang dapat menghasilkan 380 juta MW listrik per tahun.

Batuan kering panas terjadi pada kedalaman 5 sampai 8 km di mana-mana di bawah tanah dan pada kedalaman yang lebih dangkal di tempat-tempat tertentu. Akses ke sumber daya ini melibatkan pengenalan air dingin yang bersirkulasi melalui batuan panas dan pembuangan air panas. Saat ini tidak ada aplikasi komersial dari teknologi ini. Teknologi yang ada belum memungkinkan pemulihan energi panas langsung dari magma, sangat dalam, tetapi ini adalah sumber energi panas bumi yang paling kuat.

Dengan kombinasi sumber daya energi dan konsistensinya, energi panas bumi dapat memainkan peran yang sangat diperlukan sebagai sistem energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.

Pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi

energi panas bumi adalah panas murni dan berkelanjutan dari Bumi. Sumber Daya Hebat berada di kisaran beberapa kilometer di bawah permukaan bumi, dan bahkan lebih dalam lagi, hingga suhu tinggi batuan cair yang disebut magma. Tapi seperti dijelaskan di atas, orang belum mencapai magma.

Tiga Desain Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

Teknologi aplikasi ditentukan oleh sumber daya. Jika airnya berasal dari sumur uap, bisa langsung digunakan. Jika air panas cukup tinggi, itu harus melewati penukar panas.

Sumur pertama untuk pembangkit listrik dibor sebelum tahun 1924. Lagi sumur dalam dibor pada 1950-an, tetapi perkembangan nyata terjadi pada tahun 1970-an dan 1980-an.

Penggunaan langsung panas bumi

mata air panas bumi juga dapat digunakan secara langsung untuk keperluan pemanasan. Air panas digunakan untuk memanaskan bangunan, menanam tanaman di rumah kaca, mengeringkan ikan dan tanaman, meningkatkan produksi minyak, membantu proses industri seperti pasteurisasi susu, dan memanaskan air di peternakan ikan. Di AS, Klamath Falls, Oregon dan Boise, Idaho telah menggunakan air panas bumi untuk memanaskan rumah dan bangunan selama lebih dari satu abad. pada pantai timur, kota Warm Springs, Virginia menerima panas langsung dari mata air menggunakan sumber panas di salah satu resor lokal.

Di Islandia, hampir setiap bangunan di negara ini dipanaskan oleh mata air panas. Faktanya, Islandia mendapatkan lebih dari 50 persen energi utamanya dari sumber panas bumi. Di Reykjavik, misalnya (pop. 118.000), air panas dialirkan sepanjang 25 kilometer melalui konveyor, dan penduduk menggunakannya untuk pemanas dan kebutuhan alam.

Selandia Baru, menerima 10% dari listriknya tambahan. terbelakang, meskipun keberadaan air panas.

Energi ini milik sumber alternatif. Saat ini, semakin sering mereka menyebutkan kemungkinan memperoleh sumber daya yang diberikan planet ini kepada kita. Kita dapat mengatakan bahwa kita hidup di era mode untuk energi terbarukan. Banyak solusi teknis, rencana, teori di bidang ini sedang dibuat.

Itu jauh di dalam perut bumi dan memiliki sifat pembaruan, dengan kata lain tidak ada habisnya. Sumber daya klasik, menurut para ilmuwan, mulai habis, minyak, batu bara, gas akan habis.

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi Nesjavellir, Islandia

Oleh karena itu, seseorang dapat secara bertahap bersiap untuk mengadopsi metode produksi energi alternatif baru. Di bawah kerak bumi adalah inti yang kuat. Suhunya berkisar antara 3000 hingga 6000 derajat. bergerak lempeng litosfer menunjukkannya kekuatan yang luar biasa. Ini memanifestasikan dirinya dalam bentuk semburan magma vulkanik. Itu terjadi di kedalaman peluruhan radioaktif terkadang memicu bencana alam seperti itu.

Biasanya magma memanaskan permukaan tanpa melampauinya. Ini adalah bagaimana geyser atau kolam air hangat diperoleh. Dengan demikian, seseorang dapat menggunakan proses fisik di tujuan yang tepat untuk kemanusiaan.

Jenis sumber energi panas bumi

Biasanya dibagi menjadi dua jenis: energi hidrotermal dan petrotermal. Yang pertama dibentuk oleh mata air hangat, dan tipe kedua adalah perbedaan suhu di permukaan dan di kedalaman bumi. Sederhananya, mata air hidrotermal terdiri dari uap dan air panas, sedangkan mata air petrotermal tersembunyi jauh di bawah tanah.

Peta Potensi Pengembangan energi panas bumi Di dalam dunia

Untuk energi petrotermal, perlu untuk mengebor dua sumur, mengisi satu dengan air, setelah itu akan terjadi proses pelonjakan, yang akan muncul ke permukaan. Ada tiga kelas daerah panas bumi:

• Panas bumi - terletak di dekat lempeng benua. Gradien suhu lebih dari 80C/km. Sebagai contoh, komune Larderello di Italia. Ada pembangkit listrik
• Semi-termal - suhu 40 - 80 C / km. Ini adalah akuifer alami, yang terdiri dari batuan yang dihancurkan. Di beberapa tempat di Prancis, bangunan dipanaskan dengan cara ini.
• Normal - gradien kurang dari 40 C/km. Representasi area seperti itu paling umum

Mereka adalah sumber yang sangat baik untuk dikonsumsi. Mereka berada di batu, pada kedalaman tertentu. Mari kita lihat lebih dekat klasifikasinya:

• Epitermal - suhu dari 50 hingga 90 s
• Mesothermal - 100 - 120 s
• Hipotermal - lebih dari 200 detik

Spesies ini terdiri dari komposisi kimia. Tergantung pada itu, air dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Misalnya, dalam produksi listrik, pasokan panas (jalur termal), bahan baku dasar.

Video: Energi Panas Bumi

Proses suplai panas

Suhu air adalah 50 -60 derajat, yang optimal untuk pemanasan dan pasokan panas area perumahan. Kebutuhan sistem pemanas tergantung pada: letak geografis dan kondisi iklim. Dan orang-orang terus membutuhkan kebutuhan pasokan air panas. Untuk proses ini, sedang dibangun GTS (geothermal thermal station).

jika untuk produksi klasik energi panas digunakan oleh rumah boiler yang mengkonsumsi padat atau bahan bakar gas, maka sumber geyser digunakan dalam produksi ini. Proses teknis sangat sederhana, komunikasi yang sama, saluran termal dan peralatan. Cukup dengan mengebor sumur, membersihkannya dari gas, kemudian mengirimkannya ke ruang boiler dengan pompa, di mana jadwal suhu akan dipertahankan, dan kemudian akan memasuki pemanas utama.

Perbedaan utamanya adalah tidak perlu menggunakan boiler bahan bakar. Ini secara signifikan mengurangi biaya energi panas. Di musim dingin, pelanggan menerima pasokan air panas dan panas, dan di musim panas hanya pasokan air panas.

Pembangkit listrik

Pemandian air panas, geyser adalah komponen utama dalam produksi listrik. Untuk ini, beberapa skema digunakan, pembangkit listrik khusus sedang dibangun. perangkat GTS:

• tangki DHW
• Pompa
• pemisah gas
• Pemisah uap
• turbin pembangkit
• kapasitor
• pompa pendorong
• Tangki - lebih dingin

Seperti yang Anda lihat, elemen utama dari rangkaian ini adalah konverter uap. Ini memungkinkan untuk mendapatkan uap murni, karena mengandung asam yang merusak peralatan turbin. Dimungkinkan untuk menggunakan skema campuran dalam siklus teknologi, yaitu air dan uap terlibat dalam proses. Cairan melewati seluruh tahap pemurnian dari gas, serta uap.

Sirkuit dengan sumber biner

Komponen kerja adalah cairan dengan titik didih rendah. Air panas juga berpartisipasi dalam produksi listrik dan berfungsi sebagai bahan baku sekunder.

Dengan bantuannya, uap sumber dengan titik didih rendah terbentuk. GTS dengan siklus kerja seperti itu dapat sepenuhnya otomatis dan tidak memerlukan kehadiran personel pemeliharaan. Stasiun yang lebih kuat menggunakan skema dua sirkuit. Pembangkit listrik jenis ini memungkinkan mencapai kapasitas 10 MW. Struktur sirkuit ganda:

• generator uap
• Turbin
• kapasitor
• Ejektor
• Pompa umpan
• Penghemat
• Evaporator

Penggunaan praktis

Cadangan sumber yang besar berkali-kali lebih besar daripada konsumsi energi tahunan. Tetapi hanya sebagian kecil yang digunakan oleh umat manusia. Pembangunan stasiun dimulai pada tahun 1916. Di Italia, GeoTPP pertama dengan kapasitas 7,5 MW telah dibuat. Industri ini secara aktif berkembang di negara-negara seperti: Amerika Serikat, Islandia, Jepang, Filipina, Italia.

Eksplorasi aktif situs potensial dan metode ekstraksi yang lebih nyaman sedang berlangsung. Kapasitas produksi terus meningkat dari tahun ke tahun. Jika kita memperhitungkan indikator ekonomi, maka biaya industri semacam itu sama dengan pembangkit listrik termal berbahan bakar batubara. Islandia hampir sepenuhnya mencakup stok komunal dan perumahan dengan sumber GT. 80% rumah menggunakan air panas dari sumur. Para ahli dari Amerika Serikat mengklaim bahwa, dengan pengembangan yang tepat, GeoTPP dapat menghasilkan 30 kali lebih banyak dari konsumsi tahunan. Jika kita berbicara tentang potensi, maka 39 negara di dunia akan dapat sepenuhnya menyediakan listrik sendiri jika mereka menggunakan perut bumi hingga 100 persen.

Dengan perkembangan dan pembentukan masyarakat, umat manusia mulai mencari cara yang lebih modern dan sekaligus ekonomis untuk memperoleh energi. Untuk ini, berbagai stasiun sedang dibangun hari ini, tetapi pada saat yang sama, energi yang terkandung di dalam perut bumi banyak digunakan. Apa yang dia suka? Mari kita coba mencari tahu.

energi panas bumi

Dari namanya sudah jelas mewakili panasnya interior bumi. Di bawah kerak bumi adalah lapisan magma, yang merupakan lelehan silikat cair yang berapi-api. Menurut data penelitian, potensi energi panas ini jauh lebih tinggi dibandingkan energi cadangan gas alam dunia, juga minyak bumi. Magma muncul ke permukaan - lava. Dan paling aktif diamati pada lapisan-lapisan bumi di mana batas-batas lempeng tektonik berada, serta di mana kerak bumi dicirikan oleh ketipisan. Energi panas bumi bumi diperoleh sebagai berikut: lava dan sumber air Planet-planet bertabrakan, menyebabkan air memanas secara dramatis. Ini mengarah pada letusan geyser, pembentukan apa yang disebut danau panas dan arus bawah. Yaitu, justru fenomena alam itu, yang sifat-sifatnya digunakan secara aktif sebagai energi.

Sumber panas bumi buatan

Energi yang terkandung dalam perut bumi harus digunakan dengan bijak. Misalnya, ada ide untuk membuat boiler bawah tanah. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengebor dua sumur dengan kedalaman yang cukup, yang akan dihubungkan di bagian bawah. Artinya, ternyata di hampir semua sudut daratan Anda bisa mendapatkan energi panas bumi. cara industri: melalui satu sumur akan disuntikkan air dingin ke dalam reservoir, dan melalui yang kedua - air panas atau uap diekstraksi. sumber buatan panas akan menguntungkan dan rasional jika panas yang dihasilkan akan memberikan lebih banyak energi. Uap tersebut dapat dikirim ke turbin generator yang akan menghasilkan listrik.

Tentu saja, panas yang diambil hanya sebagian kecil dari yang tersedia di cadangan umum. Tetapi harus diingat bahwa panas yang dalam akan terus diisi ulang karena proses kompresi batuan, stratifikasi perut. Menurut para ahli, kerak bumi mengakumulasi panas, yang jumlah totalnya 5.000 kali lebih besar nilai kalori semua sumber daya fosil bumi secara keseluruhan. Ternyata waktu operasi stasiun panas bumi yang dibuat secara artifisial semacam itu bisa tidak terbatas.

Fitur Sumber

Sumber-sumber yang memungkinkan untuk memperoleh energi panas bumi hampir tidak mungkin dimanfaatkan sepenuhnya. Mereka ada di lebih dari 60 negara di dunia, dengan jumlah gunung berapi terestrial terbesar di wilayah cincin api vulkanik Pasifik. Namun dalam praktiknya, ternyata sumber panas bumi di daerah yang berbeda dunia benar-benar berbeda dalam sifat mereka, yaitu suhu rata-rata, mineralisasi, komposisi gas, asam dan sebagainya.

Geyser adalah sumber energi di Bumi, fitur-fiturnya adalah bahwa mereka interval tertentu memuntahkan air mendidih. Setelah letusan, kolam menjadi bebas air, di dasarnya Anda bisa melihat saluran yang masuk jauh ke dalam tanah. Geyser sebagai sumber energi digunakan di daerah seperti Kamchatka, Islandia, Selandia Baru dan Amerika Utara, dan geyser tunggal juga ditemukan di beberapa daerah lain.

Dari mana energi berasal?

Cukup dekat dengan permukaan bumi magma yang tidak didinginkan berada. Gas dan uap dilepaskan darinya, yang naik dan melewati celah-celah. Mencampur dengan air tanah, mereka menyebabkan mereka memanas, mereka sendiri berubah menjadi air panas, di mana banyak zat terlarut. Air tersebut dilepaskan ke permukaan bumi dalam bentuk berbagai sumber panas bumi: mata air panas, mata air mineral, geyser, dan sebagainya. Menurut para ilmuwan, perut bumi yang panas adalah gua-gua atau ruang-ruang yang dihubungkan oleh lorong-lorong, celah-celah dan saluran-saluran. Mereka hanya diisi dengan air tanah, dan sangat dekat dengan mereka adalah ruang magma. Dengan cara alami ini, energi panas bumi terbentuk.

medan listrik bumi

Ada yang lain di alam sumber alternatif energi yang terbarukan, ramah lingkungan, mudah digunakan. Benar, selama ini sumber ini hanya dipelajari dan tidak diterapkan dalam praktik. Jadi, energi potensial Bumi terletak pada medan listriknya. Anda bisa mendapatkan energi dengan cara ini berdasarkan studi tentang hukum dasar elektrostatika dan fitur Medan listrik Bumi. Faktanya, planet kita dari sudut pandang listrik adalah kapasitor bola yang diisi hingga 300.000 volt. Bola bagian dalamnya memiliki muatan negatif, dan yang terluar - ionosfer - positif. adalah isolator. Melaluinya ada aliran arus ionik dan konveksi yang konstan, yang mencapai kekuatan ribuan ampere. Namun, perbedaan potensial antara pelat tidak berkurang dalam kasus ini.

Ini menunjukkan bahwa di alam ada generator, yang perannya adalah untuk terus-menerus mengisi kebocoran muatan dari pelat kapasitor. Medan magnet Bumi bertindak sebagai generator seperti itu, berputar bersama dengan planet kita dalam aliran angin matahari. Energi medan magnet bumi dapat diperoleh hanya dengan menghubungkan konsumen energi ke generator ini. Untuk melakukan ini, Anda perlu memasang ground yang andal.

Sumber terbarukan

Karena populasi planet kita terus bertambah, kita membutuhkan lebih banyak energi untuk memenuhi kebutuhan populasi. Energi yang terkandung di dalam perut bumi bisa sangat berbeda. Misalnya, ada sumber terbarukan: angin, matahari, dan energi air. Mereka ramah lingkungan, dan karena itu Anda dapat menggunakannya tanpa takut merusak lingkungan.

energi air

Metode ini telah digunakan selama berabad-abad. Saat ini, sejumlah besar bendungan dan waduk telah dibangun, di mana air digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Inti dari mekanisme ini sederhana: di bawah pengaruh aliran sungai, roda turbin berputar, masing-masing, energi air diubah menjadi energi listrik.

Saat ini, ada sejumlah besar pembangkit listrik tenaga air yang mengubah energi aliran air menjadi listrik. Keunikan metode ini adalah dapat diperbarui, masing-masing, desain seperti itu memiliki biaya rendah. Itu sebabnya, meskipun pembangunan pembangkit listrik tenaga air memakan waktu yang cukup lama, dan prosesnya sendiri sangat mahal, namun fasilitas ini secara signifikan mengungguli industri padat listrik.

Energi surya: modern dan menjanjikan

Energi matahari diperoleh dengan menggunakan panel surya, tetapi teknologi modern memungkinkan penggunaan metode baru untuk ini. Sistem terbesar di dunia dibangun di gurun California. Ini sepenuhnya menyediakan energi untuk 2.000 rumah. Desainnya bekerja sebagai berikut: sinar matahari dipantulkan dari cermin, yang dikirim ke boiler pusat dengan air. Mendidih dan berubah menjadi uap, yang memutar turbin. Itu, pada gilirannya, terhubung ke generator listrik. Angin juga dapat digunakan sebagai energi yang diberikan Bumi kepada kita. Angin meniup layar, memutar kincir angin. Dan sekarang dengan bantuannya Anda dapat membuat perangkat yang akan menghasilkan energi listrik. Dengan memutar bilah kincir angin, ia menggerakkan poros turbin, yang, pada gilirannya, terhubung ke generator listrik.

Energi internal Bumi

Itu muncul sebagai hasil dari beberapa proses, yang utamanya adalah akresi dan radioaktivitas. Menurut para ilmuwan, pembentukan Bumi dan massanya terjadi selama beberapa juta tahun, dan ini terjadi karena pembentukan planetesimal. Mereka saling menempel, masing-masing, massa Bumi menjadi semakin banyak. Setelah planet kita mulai memiliki massa modern, tetapi masih tanpa atmosfer, benda-benda meteorik dan asteroid jatuh di atasnya tanpa hambatan. Proses ini hanya disebut akresi, dan itu mengarah pada fakta bahwa sejumlah besar energi gravitasi. Dan benda-benda yang lebih besar menghantam planet ini, lagi melepaskan energi yang terkandung dalam perut bumi.

Diferensiasi gravitasi ini mengarah pada fakta bahwa zat mulai terpisah: zat berat tenggelam begitu saja, sementara zat ringan dan mudah menguap melayang. Diferensiasi juga mempengaruhi pelepasan tambahan energi gravitasi.

Energi Atom

Penggunaan energi bumi dapat terjadi dengan berbagai cara. Misalnya dengan membangun pembangkit listrik tenaga nuklir ketika energi panas dilepaskan karena peluruhan partikel terkecil soal atom. Bahan bakar utamanya adalah uranium, yang terkandung di dalam kerak bumi. Banyak yang percaya bahwa metode memperoleh energi ini adalah yang paling menjanjikan, tetapi penggunaannya dikaitkan dengan sejumlah masalah. Pertama, uranium memancarkan radiasi yang membunuh semua organisme hidup. Selain itu, jika zat ini masuk ke dalam tanah atau atmosfer, maka akan terjadi bencana teknologi. Konsekuensi yang menyedihkan kecelakaan pada Pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl kita alami hingga saat ini. Bahayanya terletak pada kenyataan bahwa sampah radioaktif dapat mengancam semua makhluk hidup dengan sangat, sangat untuk waktu yang lama selama ribuan tahun.

Waktu baru - ide baru

Tentu saja, orang tidak berhenti di situ, dan setiap tahun semakin banyak upaya dilakukan untuk menemukan cara baru untuk mendapatkan energi. Jika energi panas bumi diperoleh dengan cukup sederhana, maka beberapa metode tidak sesederhana itu. Misalnya, sebagai sumber energi, sangat mungkin untuk menggunakan gas biologis, yang diperoleh selama pembusukan limbah. Ini dapat digunakan untuk memanaskan rumah dan memanaskan air.

Semakin, mereka sedang dibangun ketika bendungan dan turbin dipasang di mulut waduk, yang masing-masing didorong oleh pasang surut, listrik diperoleh.

Membakar sampah, kita mendapatkan energi

Metode lain yang sudah digunakan di Jepang adalah membuat insinerator sampah. Hari ini mereka dibangun di Inggris, Italia, Denmark, Jerman, Prancis, Belanda, dan Amerika Serikat, tetapi hanya di Jepang perusahaan-perusahaan ini mulai digunakan tidak hanya untuk tujuan yang dimaksudkan, tetapi juga untuk menghasilkan listrik. Di pabrik-pabrik lokal, 2/3 dari semua sampah dibakar, sedangkan pabrik-pabrik dilengkapi dengan turbin uap. Dengan demikian, mereka memasok panas dan listrik ke daerah terdekat. Pada saat yang sama, dalam hal biaya, membangun perusahaan seperti itu jauh lebih menguntungkan daripada membangun pembangkit listrik termal.

Lebih menggoda adalah prospek menggunakan panas bumi di mana gunung berapi terkonsentrasi. Dalam hal ini, tidak perlu mengebor Bumi terlalu dalam, karena sudah pada kedalaman 300-500 meter suhu akan setidaknya dua kali lebih tinggi dari titik didih air.

Ada juga cara untuk menghasilkan listrik seperti Hidrogen - yang paling sederhana dan termudah unsur kimia- dapat dianggap sebagai bahan bakar yang ideal, karena di sana terdapat air. Jika Anda membakar hidrogen, Anda bisa mendapatkan air, yang terurai menjadi oksigen dan hidrogen. Api hidrogen itu sendiri tidak berbahaya, yaitu tidak akan membahayakan lingkungan. Keunikan elemen ini adalah memiliki nilai kalor yang tinggi.

Ada apa di masa depan?

Tentu saja energinya Medan gaya Tanah atau yang diterima di pembangkit listrik tenaga nuklir, tidak dapat sepenuhnya memenuhi semua kebutuhan umat manusia, yang tumbuh setiap tahun. Namun, para ahli mengatakan bahwa tidak ada alasan untuk khawatir, karena sumber bahan bakar planet ini sudah cukup. Selain itu, semakin banyak sumber baru yang digunakan, ramah lingkungan dan terbarukan.

Masalah pencemaran lingkungan tetap ada, dan berkembang sangat cepat. Jumlah emisi berbahaya keluar dari skala, masing-masing, udara yang kita hirup berbahaya, air memiliki kotoran berbahaya, dan tanah secara bertahap habis. Itulah mengapa sangat penting untuk mempelajari tepat waktu fenomena seperti energi di perut bumi untuk mencari cara untuk mengurangi kebutuhan bahan bakar fosil dan lebih aktif menggunakan sumber energi non-tradisional.