Me siguri e dini se çfarë është energjia gjeotermale në terma të përgjithshëm, por A i dini të gjitha bazat për këtë energji? Në përgjithësi, themi se energjia gjeotermale është energjia e nxehtësisë nga brenda Tokës. Me fjalë të tjera, energjia gjeotermale është i vetmi burim i rinovueshëm i energjisë që nuk rrjedh nga Dielli. Për më tepër, mund të themi se kjo energji nuk është energji e rinovueshme si e tillë rinovimi i saj nuk është i pafund, edhe pse është ende i pashtershëm në shkallë njerëzore, kështu që konsiderohet e rinovueshme për qëllime praktike.
Origjina e nxehtësisë brenda Tokës
Nxehtësia brenda Tokës shkaktohet kryesisht nga zbërthimi i elementeve radioaktive si Uranium 238, Thorium 232 dhe Kalium 40. Këta elementë kalbet vazhdimisht, duke çliruar energji termike në proces. Një faktor tjetër i rëndësishëm është përplasjet e pllakave tektonike, të cilat lëshojnë nxehtësi për shkak të lëvizjes dhe fërkimit. Në rajone të caktuara, nxehtësia gjeotermale është më e përqendruar, siç janë zonat afër vullkanet, rrjedhat e magmës, gejzerët dhe burimet e nxehta. Kjo mundëson lehtësi më të madhe për përdorimin e energjisë.
Përdorimi i energjisë gjeotermale
Energjia gjeotermale është përdorur për më shumë se 2.000 vjet, me romakët që pionierët në përdorimin e burimeve termale për të banja termale dhe ngrohje. Në kohët më të fundit është mësuar ngrohjen e ndërtesave, serave dhe prodhimin e energjisë elektrike. Ekzistojnë tre lloje të depozitave nga të cilat mund të merret energjia gjeotermale:
- Rezervuarë me temperaturë të lartë
- Rezervuarët me temperaturë të ulët
- Rezervuarët e thatë të shkëmbinjve të nxehtë
Rezervuarë me temperaturë të lartë
Konsiderohet si depozitë e temperaturë të lartë kur ujërat nëntokësore në rezervuar arrijnë temperatura mbi 100°C për shkak të afërsisë së një burimi aktiv të nxehtësisë. Për të nxjerrë nxehtësinë nga nëntoka, kushtet gjeologjike duhet të lejojnë ekzistencën e a rezervuar gjeotermik, i cili funksionon në mënyrë të ngjashme me rezervuarët e naftës ose gazit natyror.Uji i ngrohur Përmes këtyre shkëmbinjve ai tenton të ngrihet drejt sipërfaqes derisa të arrijë në një rezervuar gjeotermik të bllokuar nga një shtresë e papërshkueshme. Megjithatë, nëse ka të çara në atë shtresë të papërshkueshme, avulli ose uji i nxehtë mund të ngrihet dhe shfaqen në sipërfaqe në formën e burimeve të nxehta ose gejzerëve. Këto burime të nxehtësisë janë shfrytëzuar që nga kohërat e lashta dhe sot përdoren për ngrohje dhe procese industriale.
Rezervuarët me temperaturë të ulët
Një rezervuar me temperaturë të ulët është ai ku temperatura e ujit arrin ndërmjet 60 dhe 100ºC. Në këto raste, rrjedha e nxehtësisë është normale, kështu që nuk është e nevojshme të kemi një burim aktiv nxehtësie ose praninë e një shtrese të papërshkueshme.
Këtu, çelësi është që të ketë një ruajtje uji në thellësi që e lejojnë atë të arrijë temperatura mjaft të larta për ta bërë shfrytëzimin e tij ekonomikisht të qëndrueshëm.
Rezervuarët e thatë të shkëmbinjve të nxehtë
Depozitat e shkëmbinj të thatë të nxehtë Ata kanë edhe më shumë potencial, pasi janë ndër 250-300ºC dhe në thellësi midis 2.000 dhe 3.000 metra. Për të nxjerrë nxehtësinë nga këta shkëmbinj, është e nevojshme thyejini ato për t'i bërë poroze.
Në këtë sistem, uji i ftohtë injektohet nga sipërfaqja, duke kaluar nëpër shkëmbinj porozë të nxehtë, duke u ngrohur gjatë procesit dhe më pas nxirret si avull për të gjeneruar energji elektrike. Megjithatë, këto vendburime kanë vështirësi për shkak të teknikave të thyerjes dhe shpimit që kërkohen për shfrytëzimin e tyre.
Energji gjeotermale me temperaturë shumë të ulët
Mund ta konsiderojmë edhe nëntokën si një burimi i nxehtësisë në 15ºC, plotësisht i rinovueshëm dhe i pashtershëm. Me një sistem adekuat grumbullimi dhe një pompë nxehtësie, është e mundur që kjo nxehtësi të transferohet në një sistem ngrohjeje që mund të arrijë deri në 50ºC, duke siguruar ngrohje dhe ujë të ngrohtë shtëpiak.
Ky sistem mund të përdoret edhe në verë, duke ruajtur nxehtësinë në 40ºC nën tokë. Disavantazhi kryesor është se nevojitet një sipërfaqe e madhe për të varrosur qarkun e jashtëm, por përparësia e tij kryesore është kursimi i energjisë dhe shkathtësia Mund të përdoret si për ngrohje ashtu edhe për ftohje.
Pompa e nxehtësisë gjeotermale
Elementi thelbësor në këtë lloj sistemi është pompë nxehtësie. Kjo makinë termodinamike e bazon funksionimin e saj në Cikli Carnot, marrë nga një gaz që vepron si bartës i nxehtësisë midis dy burimeve, njëri me temperaturë të ulët dhe tjetri me temperaturë të lartë.
Kjo pompë mund të nxjerrë nxehtësinë nga toka në 15ºC dhe të rrisë temperaturën e saj për të ngrohur ajrin në një qark të brendshëm, duke arritur performancë shumë më të lartë se sistemet konvencionale të ajrit të kondicionuar.
Qarqet e shkëmbimit me Tokën
Mund të dallojmë sistemet e shkëmbimit me ujërat sipërfaqësore, të cilat janë më të lira, por janë të kufizuara gjeografikisht, dhe shkëmbimi me tokën, i cili mund të jetë i drejtpërdrejtë ose përmes një qarku ndihmës.
- Shkëmbim i drejtpërdrejtë: më e thjeshtë dhe më e lirë, por me rrezik për rrjedhje dhe ngrirje.
- qark ndihmës: më i shtrenjtë, por shmang luhatjet e mëdha të temperaturës.
Duhet theksuar se, duke thithur nxehtësinë nga një burim i qëndrueshëm i temperaturës siç është nëntoka, këto sisteme ofrojnë performancë konstante dhe efikase gjatë gjithë vitit, pavarësisht nga kushtet atmosferike.
Performanca e sistemeve të kondicionimit të ajrit
La efikasiteti i energjisë e sistemeve të ajrit të kondicionuar gjeotermale është e jashtëzakonshme: ato arrijnë performancë deri në 500% në ftohje dhe 400% në ngrohje. Kjo do të thotë se për çdo njësi të energjisë së përdorur mund të gjenerohen deri në 5 njësi energji termike në rastin e ftohjes.
Përveç efikasitetit të lartë, ky sistem ka avantazhin që nuk varet nga luhatjet e energjisë diellore ose të erës, pasi Toka ofron një burim të vazhdueshëm nxehtësie.
Shpërndarja e energjisë gjeotermale
Energjia gjeotermale shpërndahet në të gjithë planetin, por me një përqendrim më të madh në zonat vullkanike dhe gabimet tektonike. Zona të tilla si bregdeti i Paqësorit në Amerikë dhe Indonezi kanë potencial të lartë. Megjithatë, shfrytëzimi i tij mund të shtrihet në zona të tjera me teknologji moderne të shpimit.
Avantazhet dhe disavantazhet e energjisë gjeotermale
Përfitimet:
- Disponueshmëria në të gjithë planetin.
- I pashtershëm në shkallë njerëzore.
- Energjia më e lirë e njohur.
disavantazhet:
- Lëshimi i mundshëm i gazrave sulfurorë.
- Transmetimi i nxehtësisë në distanca të gjata nuk është i realizueshëm.
- Kostot e larta të instalimit fillestar.
E ardhmja e energjisë gjeotermale
Potenciali gjeotermik i planetit është gjigant, me energji të mjaftueshme të ruajtur nën tokë për të furnizuar nevojat e botës për energji për miliona vjet. Ndërsa teknikat e shpimit përparojnë, përdorimi i energjisë gjeotermale pritet të bëhet gjithnjë e më i përhapur në proceset industriale, ngrohjen e ndërtesave dhe prodhimin e energjisë elektrike.
Me zhvillimin e teknologjive të reja si turbinat pa tehe të afta për të gjeneruar energji elektrike në temperatura më të ulëta, energjia gjeotermale ka një të ardhme premtuese për t'u bërë një pjesë thelbësore e furnizimit global me energji.
Kështu, energjia gjeotermale jo vetëm që ofron një alternativë të pastër dhe të bollshme, por mund të na ndihmojë të shkojmë drejt një pavarësie më të madhe energjetike, duke reduktuar gjurmën tonë të karbonit.