Jak działa elektrownia geotermalna?
Elektrownia geotermalna jest jednym ze sposobów pozyskiwania czystej energii. Wykorzystuje ona podziemne zasoby gorącej wody, pary, a także gorących skał. Co warto wiedzieć o działaniu tego rodzaju siłownia?
Zasada działania elektrowni geotermalnej
Na wstępie należy przypomnieć, że energia geotermalna jest zmagazynowana w gruntach, skałach, a także płynach, które wypełniają pory i szczeliny skalne. Wykorzystanie tego rodzaju energii wiąże się z wcześniejszym wykonaniem specjalnych odwiertów, które muszą być odpowiednio głębokie. Eksperci wskazują, że do opłacalności inwestycji niezbędne jest, aby odwierty te sięgały 4 km. Znajdująca się tam woda pochodzi z opadów, które wnikają pod powierzchnię i są tam podgrzewane przez magmę. Woda może osiągać tam nawet bardzo wysoką temperaturę. Następnie woda lub para wodna przedostaje się do wyższych partii ziemi, skąd można je pozyskiwać.
Energia geotermalna może być przetwarzana na energię elektryczną. Niezwykle istotne są w takim przypadku takie kwestie jak temperatura woda, jej stan termodynamiczny, czy też skład chemiczny. Przyjmuje się, że woda musi mieć temperaturę 100 stopni w skali Celsjusza, aby nadawała się do wykorzystania w elektrowni geotermalnej, jednakże istnieją również instalacje, które wykorzystują wodę o niższej temperaturze. Z kolei jeśli chodzi o stan termodynamiczny, to jest on uzależniony od takich czynników jak temperatura i ciśnienie występujące w danym złożu. Natomiast skład chemiczny wody jest ważny ze względu na konieczność zastosowania odpowiedniego obiegu – otwartego bądź zamkniętego.
Rodzaje elektrowni geotermalnych
Istnieją dwa rodzaje elektrowni geotermalnych. Pierwszym z nich są elektrownie jednoczynnikowe, natomiast drugim dwuczynnikowe.
Elektrownie jednoczynnikowe wykorzystują do produkcji energii wyłącznie źródła geotermalne. Można więc wyróżnić tutaj dwie sytuacje – elektrownia wykorzystuje parę wodną albo wodę. Jeżeli chodzi o parę wodną, jest ona nakierowywana na turbinę, z kolei woda odparowuje w rozprężaczu, po czy również trafia na turbinę. Następnie para trafia do skraplacza. Sama elektrownia składa się między innymi z co najmniej dwóch odwiertów. Jeden z nich pełni funkcję eksploatacyjną, natomiast drugi zatłaczającą.
Jeżeli zaś chodzi o elektrownie dwuczynnikowe, wykorzystują one do działania inne nośniki energii. Dzięki temu mogą one pracować w miejscach, gdzie temperatura wód geotermalnych jest niższa niż 100 stopni Celsjusza. Występują tutaj trzy obiegi. Pierwszy z nich – geotermalny – polega na poborze wody albo pary wodnej z przez odwierty, a następnie oddaniu ciepła w wymienniku i ponownym zatłoczeniu go do złoża podziemnego. Drugi obieg nazywany jest termodynamicznym. Polega on na krążeniu niskowrzącego nośnika energii, którym zazwyczaj jest dwutlenek węgla, amoniak lub izopentan. Nie tylko odbiera on ciepło w wymienniku, ale i jest przekształcany w parę, po czym trafia na łopaty turbiny, wprawiając ją w ruch. Z kolei trzeci obieg to schłodzenie czynnika roboczego, do czego dochodzi na skraplaczu. W tym celu wykorzystuje się zimną wodę.
Czy elektrownie geotermalne są ekologiczne?
Elektrownie geotermalne nie należą do najpopularniejszych rozwiązań, szczególnie w Polsce. Nie bez znaczenia jest tutaj fakt, iż tego rodzaju siłownie mogą być szkodliwe dla środowiska naturalnego. Przede wszystkim chodzi tutaj o możliwe zanieczyszczenie powietrza i wody. Niemniej jednak przy zachowaniu środków ostrożności oraz stosowaniu obiegów zamkniętych można stanowczo ograniczyć negatywny wpływ elektrowni geotermalnej na otoczenie.
Warto jeszcze zwrócić uwagę na jedną rzecz. Otóż tego rodzaju siłownia zapewnia energię przez cały rok, niezależnie od warunków pogodowych, co daje jej przewagę nad innymi źródłami odnawialnymi.
Dodaj komentarz