地熱エネルギーが一般的にどのようなものかはご存知でしょうが、 このエネルギーについてのすべての基本を知っていますか？ 一般に地熱エネルギーと言われますが、 地球内部からの熱エネルギー。 つまり、地熱エネルギーは太陽由来ではない唯一の再生可能エネルギー資源であると言えます。 その更新は無限ではありません、まだですが 人間規模では無尽蔵、したがって、実用的な目的で更新可能と見なされます。
地球内部の熱の起源
地球内部の熱は主に次のようなものによって引き起こされます。 放射性元素の崩壊 ウラン 238、トリウム 232、カリウム 40 など。これらの元素は絶えず崩壊し、その過程で熱エネルギーを放出します。もう一つの重要な要素は、 プレート衝突、動きや摩擦によって熱を放出します。特定の地域では、地熱はより集中しています。 火山、マグマ流、間欠泉、温泉。これにより、エネルギーの使用がさらに容易になります。
地熱エネルギーの利用
地熱エネルギーは 2.000 年以上にわたって使用されており、ローマ人は温泉の利用を先駆的に行ってきました。 温泉と暖房。より最近では、それは次のように使用されます 建物、温室、発電の暖房。地熱エネルギーが得られる鉱床には次の 3 種類があります。
- 高温リザーバー
- 低温リザーバー
- 高温岩体地熱貯留層
高温リザーバー
預かり金とみなされます 高温 活動的な熱源が近くにあるために、貯水池内の地下水の温度が 100°C を超える温度に達したとき。下層土から熱を取り出すためには、地質条件が下層土の存在を可能にする必要があります。 地熱貯留層、石油や天然ガスの貯留層と同様に機能します。加熱された水 これらの岩石を通って、水は地表に向かって上昇し、不透水層に閉じ込められた地熱貯留層に到達する傾向があります。しかし、その不透水層に亀裂があると、蒸気や熱水が上昇し、 温泉や間欠泉の形で地表に現れる。これらの熱源は古代から活用されており、現在では暖房や工業プロセスに使用されています。
低温リザーバー
低温リザーバーとは、 水は60℃から100℃の間に達します。このような場合、熱の流れは正常であるため、アクティブな熱源や不浸透層の存在は必要ありません。
ここで重要なのは、その利用が経済的に実行可能となるのに十分な温度に達することができる深さに水を貯蔵することです。
高温岩体地熱貯留層
の預金 乾いた熱い岩 彼らはさらに多くの可能性を秘めています。 250-300ºC そして深さは2.000メートルから3.000メートルの間です。これらの岩石から熱を取り出すためには、 それらを割って多孔質にする.
このシステムでは、冷水が地表から注入され、熱い多孔質の岩石を通過してその過程で加熱され、蒸気として抽出されて発電します。しかし、これらの鉱床には、その開発に必要な破砕技術と掘削技術があるため、困難があります。
非常に低温の地熱エネルギー
また、下層土を次のように考えることもできます。 15ºCの熱源、完全に再生可能で無尽蔵です。適切な収集システムとヒートポンプを使用すると、この熱を最大 50℃ に達する暖房システムに伝達し、暖房と家庭用温水を提供することができます。
このシステムは夏でも使用でき、地下40℃の熱を蓄えます。主な欠点は、外部回路を埋めるために大きな表面積が必要になることですが、その主な利点は、 省エネと多用途性 暖房にも冷房にも使えます。
地中熱ヒートポンプ
このタイプのシステムに不可欠な要素は、 ヒートポンプ。この熱力学的機械は、その動作の基礎をなしています。 カルノーサイクル、低温と高温の 2 つの熱源の間で熱媒体として機能するガスから採取されます。
このポンプは、15℃の地中から熱を取り出し、その温度を上げて内部回路の空気を加熱することができ、従来の空調システムよりもはるかに高い性能を実現します。
地球と回路を交換する
交換システムは次のように区別できます。 地表水、安価ですが地理的に制限されています。もう 1 つは、直接または補助回路を介して行われる地面との交換です。
- 直接交換：より簡単で安価ですが、漏れや凍結のリスクがあります。
- 補助回路: 高価ですが、大きな温度変動を避けます。
これらのシステムは、下層土などの安定した温度源から熱を吸収することにより、大気条件に関係なく、年間を通じて一定の効率的なパフォーマンスを提供することに注意してください。
空調システムの性能
La エネルギー効率 地熱空調システムの優れた性能は、冷房で最大 500%、暖房で 400% に達します。これは、冷凍の場合、使用されるエネルギー単位ごとに最大 5 単位の熱エネルギーを生成できることを意味します。
このシステムは、効率が高いことに加えて、地球が一定の熱源を提供するため、太陽エネルギーや風力エネルギーの変動に依存しないという利点もあります。
地熱エネルギー分布
地熱エネルギーは地球全体に分布していますが、特に火山地帯や地殻断層に集中しています。アメリカの太平洋岸やインドネシアなどの地域は高いポテンシャルを持っています。しかし、最新の掘削技術を使えば、その利用を他の地域に拡張することができます。
地熱エネルギーの長所と短所
利点：
- 世界中で利用可能。
- 人間規模では無尽蔵。
- 知られている中で最も安価なエネルギー。
短所：
- 硫黄ガスが放出される可能性。
- 長距離にわたる熱伝達は不可能です。
- 初期導入コストが高い。
地熱エネルギーの未来
この惑星の地熱の可能性は巨大で、数百万年にわたって世界のエネルギー需要を供給するのに十分なエネルギーが地下に蓄えられています。掘削技術の進歩に伴い、地熱エネルギーの利用は工業プロセス、建物の暖房、発電などでますます普及すると予想されます。
より低い温度で発電できるブレードレスタービンなどの新技術の開発により、地熱エネルギーは世界のエネルギー供給に不可欠な部分となる有望な将来を持っています。
このように、地熱エネルギーは、クリーンで豊富な代替エネルギーを提供するだけでなく、二酸化炭素排出量を削減しながら、エネルギーの独立性を高めることにも役立ちます。