שְׁאֵלָה:
כיצד פועלת חימום גיאותרמי?
Kenshin
2014-04-16 11:35:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שמעתי שחימום גיאותרמי הוא דרך לייצר אנרגיה מהפרש הטמפרטורה בין השכבות הפנימיות של כדור הארץ לקרום כדור הארץ. איך אפשר להפיק אנרגיה זו? האם צריך להיות ליד גבול הלוח הטקטוני כדי לקבל גישה לשיפוע הטמפרטורה הזה?

זה הולך טוב יותר ליד גבול הלוח הטקטוני, אבל זה אפשרי גם במקומות אחרים. ראה [מאמר על תרגיל ליד ביתי] (http://geomedia.cz/data/GMLitVal.pdf).
אתה יכול להבהיר קצת? גיאותרמית * חימום * זה דבר אחד, ייצור חשמל זה משהו אחר, 'ייצור אנרגיה' הוא מעורפל ונשמע בלתי אפשרי מבחינה פיזית. יתרה מכך, 'שכבות פנימיות של כדור הארץ' לעומת 'קרום כדור הארץ' היא דרך מבלבלת לנסח זאת - אנו בהחלט לא מנצלים שיפועי טמפרטורה בקנה מידה זה.
מסכים עם @kwinkunks. שיפוע החום נמצא למעשה בקילומטרים הראשונים של הקרום. משהו עמוק מזה ולא נוכל לחפור לזה.
שתיים תשובות:
#1
+11
410 gone
2014-04-16 16:27:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

קיימות כיום שתי דרכים להפקת אנרגיה גיאותרמית: זרם מרכזי אחד, עדיין ברמת הניסוי / הדגמה.

Pollack et al (2010) מעריכים את החום הגיאו-תרמי הגלובלי. אובדן של 44 TW (לשם השוואה, קצב השימוש האנרגטי בהזרקה הוא כ 20 TW).

כפי שמציין משרד האנרגיה של ארה"ב, כל השיטות מסתמכות על שילוב של שלושה גורמים. :

  • חום מתחת לאדמה,
  • נוזל להובלת החום אל פני השטח, ו
  • חדירות כדי לאפשר לנוזל לזרום.

השיטה הגיאותרמית המיינסטרים

זה קורה קרוב לגבולות הלוח הטקטוני. מברזים על מאגרי נוזלים חמים כדי להעלות את הנוזלים החמים לפני השטח. בדרך כלל הטמפרטורה של הנוזלים היא הרבה מעל 100 &degC ;, וניתן להשתמש בהם לייצור חשמל, כמו גם לחימום.

שיטת הניסוי היא סלע יבש חם

aka Enhanced מערכת גיאותרמית או EGS.

כפי שהעיר פאבל ו ', בין היתר, מדובר ב פיילוט בצ'כיה ומאפשר הפקת חום גיאותרמי ממקומות שאינם קרובים גבולות הלוח הטקטוני. מאותו קישור:

העומק המוקרן של ... הקידוח היה בין 2100 ל 2500 מ '. קוטר הקידוח נע בין 393,7 מ"מ לחלק העליון ההתחלתי ל- 152 מ"מ בתחתית הקידוח

צינור אחד מונח בתוך אחר, בתוך הקידוח. ניתן להזריק מים לאורך הצינור הפנימי ולהחזיר אותם דרך הפער בין הצינורות, או להיפך.

הנייר הזה משחזר את התרשים הבא מ- ספנדה, ג'יי, דידצ'ק, פ., קרשל, M., Čermák, V. [2007] דוח ממחקר גיאותרמי עבור PVGT-LT1 (בצ'כית):

enter image description here

כפי שאתה יכול לראות, הטמפרטורות הללו נמוכות בהרבה ולכן אינם מתאימים לייצור חשמל מכיוון שחייבים לקבל יעילות נמוכה מאוד (חוק קרנו). הם משמשים לחימום שטח ומים.

נראה שתשובה זו אינה שלמה. יש יותר משתי דרכים לנצל את חום כדור הארץ. כשקראתי לראשונה את השאלה, חשבתי שה- OP מתייחס למשאבת חום מקורית, המכונה לפעמים משאבת חום גיאותרמית. לא ציינת גם שימוש ישיר בנוזלים גיאותרמיים לחימום או לייצור חשמל בטמפרטורה נמוכה באמצעות נוזלי עבודה נדיפים. דבר אחרון: אתה יכול לעשות גיאותרמית קונבנציונלית הרחק מגבולות הצלחות.
@kwinkunks GSHP אינו גיאותרמי: הוא שואב אנרגיה סולארית שנלכדת בכדור הארץ.
אני יודע מה זה, הנקודה שלי הייתה שלעתים קרובות (בדרך כלל, מניסיוני) מכונה [משאבת חום גיאותרמית] (http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heat_pump) ולכן היא מבולבלת לעיתים קרובות עם כוח גיאותרמי. הקריאה הראשונה שלי בשאלה גרמה לי לחשוב שה- OP אולי מדבר על זה. אבל צדקת בהחלט להשאיר את זה מחוץ לתשובתך.
#2
+10
Peter Jansson
2014-04-16 15:27:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כדי להסביר את מעט מדעי כדור הארץ (כיצד עובד מחליף חום הוא מחוץ לתחום האתר). כדור הארץ מתקרר למעשה, מאבד חום מהפנים על ידי הולכה לחלל. ניתן להשתמש בשטף חום זה לחימום, למשל מים בעומק מכיוון שהטמפרטורה עולה עם העומק (המשמעותי) בקרום כדור הארץ. אין צורך להיות ליד גבול צלחת, אם כי במקומות כאלה עשויים להיות שטפי חום גדולים באופן חריג. דוגמה טובה היא איסלנד. עבור צלחת דלקתית, שטף החום עשוי להיות בממוצע קצת יותר מ -40 מיליוואט למטר מרובע. בנוסף לזרימת חום טהורה החוצה מהקרום, נוצר גם חום בתוך הסלע עקב ריקבון רדיואקטיבי. מדידות בסקנדינביה מראות כי שטפי החום עשויים להשתנות בין 30 ל -82 מיליוואט למטר מרובע (Näslund et al. 2005). מכאן שיש מנקודת מבט אנושית מקור אנרגיה בלתי נדלה שניתן להקיש עליו. העניין הוא להשתמש בקרקע לאכילה כדי לחמם מעט נוזלים, בדרך כלל מים ולהשתמש במחליף חום (למעשה מקרר הפוך כדי לחלץ, למשל, חום לחימום או מים חמים.

Näslund, J., Jansson, P., Fastook, J., Johnson, J., & Andersson, L. (2005). נתוני זרימת חום גיאותרמיים מפוזרים במרחב באופן מדויק של טמפרטורות בסיס וייצור מי נמס מתחת לשכבת הקרח הפנוסקנדית. Annals of Glaciology, 40, 95-101. Doi: 10.3189 / 172756405781813582



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...