-->

الأربعاء، 29 أبريل 2020

توليد الطاقة الكهربائية من حرارة باطن الأرض Geothermal Power Plant

الشرح السابق:المحطات الشمسية الحرارية لتوليد الكهرباء Solar Thermal Power Plant.


توليد الطاقة الكهربائية من حرارة باطن الأرض Geothermal Power Plant

1-طاقة باطن الأرض:

       تتأثر تربة الأرض بتغيير درجة حرارة الجو اليومية على عمق 30-70 سم ،وتتاثر بتغيير حرارة الفصول على عمق 10-20 متر ، لكن يزول تأثير حرارة الشمس عند عمق أبعد من 15-20 متر ، ويكون التأثير الوحيد الباقى هو تأثير حرارة باطن الأرض Magma ، وبسبب حرارة مركز الأرض الهائلة فإن درجة الحرارة في باطن الأرض تزداد 3 درجات مئوية لكل 100متر عمقا .
 فإذا كان متوسط  درجة حرارة السطح 20 درجة مئوية فإننا يمكن أن نبلغ درجة غليان الماء (100 مق درجة مئوية) عند عمق 2.7 ِ كم ولو افترضنا اطراد الزيادة في الحرارة  تقريبا  باطراد العمق لبلغنا عند عمق 50 كم عن سطح الأرض د رجة انصهار الصخر وهي تقع ما بين ّ 1200 - 1800 درجة مئوية. ولكن بالطبع هناك صعوبات فنية للوصول إلى أعماق كبيرة فى باطن الأرض ، وأقصى عمق وصل إليه الإنسان هو تقريبا 8 كم.

1.1-من أين جاءت حرارة باطن الأرض؟

    وفى تفسير سبب هذه الطاقة الكامنة يقول العلماء أن الأرض كانت جزءا من الشمس ، فانفصلت عنها وبردت قشرتها الأرضية خلال ملايين السنين ، ولكن بقي القلب فى حالة ذوبان وانصهار. فالأرض بشكلها الأول كانت عبارة عن كتلة نارية مشعة عمالقة ، ونتيجة لانخفاض درجة الحرارة بدأت تتشكل القشرة الأرضية التي قامت بعزل حرارة باطن الأرض مما أدى إلى حصر كل المواد المنصهرة في باطن الأرض . وبسبب شدة الضغط المتولد نتيجة العزل وتكون القشرة بدأت عمليات الاندماج النووي مما ضاعف درجات الحرارة إلى حوالي 6700 درجة مئوية في مركز الأرض.
    وبالتأكيد فنحن قد رأينا كيف تنحدر المياه نزولا في الشلالات، لكن السؤال الأصعب هو: ما الذي يدفع بها صعودا لأعلى من باطن الأرض؟.
    إن الينابيع الحارة التى نراها فى بعض الأماكن هى أعمدة من البخار والمياه الساخنة تتفجر كالبراكين المائية. فالصخور البركانية في باطن الأرض هي التي ترفع حرارة المياه المتجمعة تحت سطحها ، وبتأثير الضغط القوي، تغلي المياه ، فتتمدد ويندفع مزيج البخار والماء نحو سطح الأرض، فنراها على شكل أعمدة ترتفع إلى 5000 متر أحيانا . وقد تصل فى بعض الأماكن إلى مرحلة Flashover وتخرج فى هيئة بخار مباشرة. والشكل أسفله يظهر هذه الحالات حسب بعدها عن مركز الأرض وذلك فى مقطع رأسى من الكرة الأرضية.

     والحرارة الكامنة فى باطن الأرض تسبب ارتفاع در جة حرارة الماء الموجود حول الصخور الأرضية إلى درجة الغليان فى بعض الأماكن وإلى درجة التبخر فى أماكن أخرى (الشكل التالي) وبالتالي تستخدم هذه المياه الساخنة مباشرة كما فى أيسلندا ، أو يستخدم البخار فى توليد الكهرباء كما فى إيطاليا أو يستخدم الماء الساخن كمرحلة أولى ضمن محطة توليد الكهرباء لتوفير الطاقة المستخدمة من الوقود الملوث للبيئة .

1.2- استخلاص الحرارة:

     يتم الوصول لعمق الأرض بمد أنبوب دخول لدفع الماء لأسفل يسمى أنبوب الحقن Well Injection ، وأنبوب خروج لاستقبال الماء المغلى المندفع لأعلى يسمى أنبوب الإنتاج Well Production ، حيث يتم ضخ مياه عادية عبر الأنبوب الأول إلى الأسفل ، و عندما تصل المياه إلى الأسفل ونتيجة احتكاكها مع الحرارة العالية ، يتبخر الماء بشدة (حيث تبلغ الحرارة 1000 درجة) ليخر ج البخار من الأنبوب الآخر
 مشكلًا ضغطا هائلًا ، فيصعد البخار بقوة نحو الأعلى ، وفي نهاية الطرف الذي يصعد منه البخار ، توضع توربينات ضخمة من شأنها توليد الطاقة من ذلك البخار .

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق