Geothermie ist eine Art erneuerbarer Energie, die aus der Wärme im Erdinneren gewonnen wird. Diese Wärmeenergie kann ohne die Verbrennung jeglichen Materials gewonnen werden. Es ist eine Form sauberer Energie ohne Kohlendioxidemissionen.
Die Temperatur in den inneren Schichten der Erde bleibt während der verschiedenen Jahreszeiten konstant. Die inneren Schichten der Erdkruste sind im Winter wärmer als die Oberfläche und im Sommer kälter.
Manchmal ist diese Energie mit anderen geologischen Phänomenen wie dem Vorhandensein von Geysiren, Vulkanen oder heißen Quellen verbunden. Diese Phänomene erleichtern die Möglichkeit der Gewinnung von Wärmeenergie in Anlagen in der Nähe dieser Gebiete erheblich.
Um die Wärme der Erde zu nutzen, wird eine Flüssigkeit durch den heißen Bereich geleitet. Auf diese Weise kann Wärmeenergie an die Oberfläche transportiert werden. Die Wärme kann dann direkt genutzt oder in elektrische Energie umgewandelt werden.
Geothermischer Energieprozess und -produktion
Das geothermische Energieerzeugungssystem basiert auf der Temperaturdifferenz zwischen Untergrund und Oberfläche. Der Energieaustausch erfolgt in Form von Wärme über zwei geschlossene Wasserkreisläufe, die sie verbinden.
In einem Haus oder Gebäude
Einer der Vorteile der Geothermie besteht darin, dass sie mit hoher Energieeffizienz zum Heizen im Winter und zum Kühlen im Sommer genutzt werden kann.
Um im Winter Wärme zu gewinnen, wandert das Wasser im Erdwärmekollektorkreislauf durch den Untergrund, bis es erhitzt wird. Der Erdwärmekollektor erwärmt das Wasser im Strahlerkreislauf mit einem Wärmetauscher. Der Emitterkreislauf ist ein geschlossener Kreislauf, der Wärme an das Gebäude abgibt.
Im Sommer bewegt sich die Hitze in die entgegengesetzte Richtung. Der Wirkungsgrad der Geothermie ist umso größer, je tiefer der Untergrundkreislauf liegt.
Eine weitere Möglichkeit für ein Eigenheim ist die Anschaffung von Warmwasser oder Heizsystemen.
In jedem Fall werden Wärmepumpen zur Optimierung der thermischen Leistung eingesetzt.
In einem Kraftwerk
Ein Geothermiekraftwerk erzeugt Strom.
Heißes Wasser kann auch zur Dampferzeugung und zum Antrieb einer Dampfturbine verwendet werden. Auf diese Weise wird Erdwärme in mechanische Energie (kinetische Energie) umgewandelt.
Mit mechanischer Energie können Maschinen bewegt oder in elektrische Energie umgewandelt werden: Elektrizität.
Arten von geothermischen Quellen
Diese erneuerbaren Energiequellen werden durch die Gewinnung der inneren Wärme der Erde durch geothermische Brunnen gewonnen. Es gibt mehrere Gebiete mit heißen Quellen.
Diese Thermalwässer können in Heilbädern oder anderen Zentren verwendet werden. Dieses Wasser wird durch die Temperatur im Erdinneren erwärmt.
Heißes Wasser mit hoher innerer Energie kann auf natürliche Weise durch die Impulse von Wasser- und Dampfströmen oder durch Pumpen fließen. Die zu verwendende Methode muss auf der Grundlage der Methode ausgewählt werden, die wirtschaftlich am rentabelsten ist.
Für die Nutzung dieser Art von Energie gibt es keine einheitliche Methode. Es gab Projekte, die in einigen Ländern aufgrund ihrer wirtschaftlichen Unrentabilität abgelehnt werden mussten.
Magma (geschmolzenes Gestein) ist eine großartige Quelle für geothermische Energie, da Gesteine nur bei extrem hohen Temperaturen in flüssigem Zustand vorliegen. Dennoch ist dies mit der verfügbaren Technologie wirtschaftlich nicht machbar.
Betriebe zur Warmwassergewinnung verfügen in der Regel über eine gerade Anzahl geothermischer Brunnen. Durch einen wird heißes Wasser entnommen und durch den anderen wird Wasser zurück in den bereits abgekühlten Grundwasserleiter injiziert.
Arten geothermischer Lagerstätten
Die verschiedenen Arten geothermischer Energiespeicher werden nach der Temperatur ihrer thermodynamischen Quelle klassifiziert. Auf diese Weise verfügen wir über Geothermie bei hoher Temperatur, Geothermie bei mittlerer Temperatur und Geothermie bei niedriger und sehr niedriger Temperatur.
Hochtemperatur-Geothermie
Diese Art sauberer Energie kommt in Gebieten vor, in denen die Erdkrustenschicht noch aktiv ist. Die Temperatur liegt hier zwischen 150°C und 400 Grad Celsius. In diesen Fällen gelangt der Dampf über eine Dampfturbine an die Oberfläche, die Strom erzeugt.
Die Bohrungen, die für die Gewinnung von heißem Wasser durchgeführt werden müssen, sind fast die gleichen wie für die Gewinnung von Öl aus Bohrlöchern.
Geothermie bei mittlerer Temperatur
In Mitteltemperatur-Geothermieanlagen liegen die Temperaturen zwischen 70 °C und 150 Grad Celsius. Die Energieausbeute der Dampf-Strom-Umwandlung ist deutlich geringer, in diesem Fall muss eine flüchtige Komponente hinzugefügt werden.
Diese Art von Geothermie kann in kleine Kraftwerke umgewandelt werden. Am stärksten genutzt wird es jedoch bei der Verteilung im städtischen Netz. Es wird für Heiz- und Kühlsysteme mit Absorptionsmaschinen verwendet.
Für die Stromerzeugung ist es notwendig, dass die Flüssigkeit eine Temperatur zwischen 120 °C und 180 °C hat.
Geothermie bei niedriger Temperatur
Es wird in großen Bereichen eingesetzt, in Bereichen, die größer sind als diejenigen, die bei hohen oder mittleren Temperaturen arbeiten. Es kommt in Sedimentbecken vor, die Flüssigkeit in diesen Becken hat eine Temperatur zwischen 50 °C und 70 °C.
Geothermie bei sehr niedrigen Temperaturen
Es dient der Deckung häuslicher, städtischer und landwirtschaftlicher Bedürfnisse. Die anzutreffenden Flüssigkeiten haben Temperaturen zwischen 20 °C und 50 °C.
Sowohl Niedertemperatur- als auch Tiefsttemperatur-Geothermie ist für Fernwärmesysteme sehr nützlich. Diese Systeme werden über geschlossene Kreisläufe betrieben.
Anwendungsbeispiele und Anwendungen
Die Nutzung der Geothermie basiert auf der Nutzung von Wärmeenergie und der Stromerzeugung. Auf einer konkreteren Ebene sind einige der Anwendungen dieser erneuerbaren Energie die folgenden:
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Klimaanlage im Sommer. In einem Haus mit Fußbodenheizung kann die Heizflüssigkeit durch den Unterboden zirkulieren.
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Heizung im Winter.
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Warmwasser. Wird im täglichen Leben eines Hauses verwendet.
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Elektrizität. Strom wird in Kraftwerken gewonnen. Diese Art von thermoelektrischen Anlagen ermöglicht es, die Energieabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Kernenergie zu verringern.
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Hitzeproduktion. Diese Wärme kann für industrielle Prozesse genutzt werden. Zum Beispiel Erhitzungs-, Trocknungs-, Eindampf-, Destillations-, Sterilisations-, Auftau-, Wasch- und Salzgewinnungsprozesse.
