Γεωθερμικό δυναμικό

Στα βαθύτερα στρώματα της γης, υπάρχει θερμική ενέργεια η οποία είναι διαθέσιμη και δύναται να αξιοποιηθεί είτε για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, είτε για τηλεθέρμανση είτε για ιαματικό ιατρικό τουρισμό.

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμικό πεδίο

Η βασική αρχή λειτουργίας ενός σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμία, είναι η άντληση ενός ζεστού μίγματος νερού / ατμού, το οποίο προέρχεται από τα βαθύτερα στρώματα της γής, όπου βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Η άντληση του μίγματος νερού / ατμού οδηγείτε σε κατάλληλα διαμορφωμένα εξοπλισμό, για την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος. Κατά την έξοδο του από τον εξοπλισμό αυτό, επιστρέφει στον ταμιευτήρα από όπου προήλθε, με στόχο την παράταση της διάρκεια ζωής του γεωθερμικού δυναμικού.

Ο απλούστερος σχεδιασμός είναι γνωστός ως ξηρός ατμός. Στην περίπτωση αυτή, ο ατμός που εξάγεται από το έδαφος, οδηγείτε κατευθείαν εντός σε έναν στροβίλο, όπου η περιστροφή αυτού παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Στη συνέχεια, ο ατμός οδηγείτε σε έναν συμπυκνωτή, όπου ο ατμός συμπυκνώνεται σε θερμό νερό και επιστρέφει μέσα από μια άλλη υδρογεώτρηση εμπλουτισμού πίσω στον υδροφόρο από όπου προήλθε.

Ένας πιο εξελιγμένος σχεδιασμός, περιλαμβάνει πολύ ζεστό νερό που αποσυμπιέζεται “flashing” σε ατμό, μέσα σε ένα κατακόρυφο δοχείο αποσυμπίεσης. Ο ατμός που δημιουργείται λόγω της πτώσης πίεσης, οδηγείται στον στρόβιλο για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας. Ο κορεσμένος ατμός εκροής ρέει διαμέσου ενός στροβίλου και συμπυκνώνεται για σε υγρό νερό. Έπειτα, επανειάσγεται στο έδαφος.

Για χαμηλότερες διαθέσιμες θερμοκρασίες γεωθερμικού ρευστού, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται μέσω ενός δυαδικού κύκλου. Το θερμό νερό που εκκρίνεται από το έδαφος περνάει μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας, όπου θερμαίνει ένα δεύτερο υγρό σε έναν κλειστό βρόχο. Το υγρό αυτό πρέπει να έχει την ιδιότητα βρασμού του σε θερμοκρασίας κατάλληλες με αυτό του γεωθερμικού δυναμικού. Κατά συνέπεια, το υγρό του κλειστού κυκλώματος μετατρέπεται πιο εύκολα σε ατμό και εισέρχεται στον στρόβιλο. Τέλος, κατά την έξοδο του συνέχεια συμπυκνώνεται σε υγρό και επαναλαμβάνει τον κύκλο από την αρχή. Το γεωθερμικό ρευστό που αντλήθηκε, εφόσον δώσει την ενέργεια του, ρέει πίσω στο έδαφος χρησιμοποιώντας μία υδρογεώτρηση επανέγχυσης, με στόχο την παράταση της διάρκεια ζωής του γεωθερμικού δυναμικού. Οι δυαδικοί κύκλοι θα μπορούσαν να συνδυαστούν με εφαρμογές ξηρού ή φλας ατμού για να παράγουν ακόμη περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια και παραγωγή ζεστού νερού.