Es ist eine Natürliche Quelle von Energie unterhalb der Oberfläche der Erde, das seit Jahrhunderten. Unterirdisch, weit unter uns, gibt es Wasserbecken, die von Magma (oder geschmolzenem Gestein) erhitzt werden. Diese Wasserbecken bilden unsere geothermischen Reservoirs. Die Kraft der Erdtemperaturen zu nutzen, um unsere Häuser und Geschäfte mit Strom zu versorgen, zu heizen oder zu kühlen, ist die Essenz der Geothermie.,
Laut der Geothermal Energy Association gibt es derzeit in über 80 Ländern geothermische Anlagen, und obwohl die Vereinigten Staaten derzeit weltweit führend bei Geothermie sind, sind andere Länder wie Indonesien, die Türkei und Kenia dabei, ihre Stromkapazitäten auszubauen.
Die erste geothermische Anlage in den Vereinigten Staaten wurde 1960 von Pacific Gas and Electric in einem Gebiet namens Geysire gebaut. Das Hotel liegt in den Mayacamas Mountains nördlich von San Francisco, Kalifornien ist das größte geothermische Feld der Welt., Es beherbergt heute 22 geothermische Kraftwerke, die als Geysirekomplex bekannt sind, und gilt als das größte geothermische Kraftwerk der Welt.
Geothermie erfordert keine Verbrennung fossiler Brennstoffe. Das verwendete Heißwasser oder der verwendete Dampf wird nach seiner Verwendung wieder in den Boden zurückgeführt, wo es wieder verwendet werden kann, was es auch zu einer erneuerbaren Energiequelle macht.
Geothermische Kraftwerke
Es gibt drei Haupttypen von geothermischen Kraftwerken, die auf leicht unterschiedliche Weise Strom erzeugen.,
Trockendampfanlagen sind die häufigsten Arten von geothermischen Kraftwerken, die etwa die Hälfte der installierten geothermischen Anlagen ausmachen. Sie arbeiten, indem sie heißen Dampf aus unterirdischen Reservoirs direkt in Turbinen aus geothermischen Reservoirs leiten, die die Generatoren mit Strom versorgen. Nach dem Antreiben der Turbinen kondensiert der Dampf zu Wasser und wird über den Einspritzbrunnen wieder in die Erde geleitet.
Blitzdampfanlagen unterscheiden sich von Trockendampf dadurch, dass sie heißes Wasser statt Dampf direkt an die Oberfläche pumpen., Diese Flash-Dampfanlagen pumpen heißes Wasser mit hohem Druck von unter der Erde in einen“ Flash-Tank “ an der Oberfläche.
Der Blitztank hat eine viel niedrigere Temperatur, wodurch die Flüssigkeit schnell in Dampf „blinkt“. Der erzeugte Dampf treibt die Turbinen an. Der Dampf wird abgekühlt und kondensiert zu Wasser, wo er durch den Einspritzbrunnen zurück in den Boden gepumpt wird.
In diesen Binärkreislaufanlagen besteht der Hauptunterschied darin, dass das Wasser oder der Dampf von unterhalb der Erde niemals in direkten Kontakt mit den Turbinen kommt., Stattdessen wird Wasser aus geothermischen Reservoirs durch einen Wärmetauscher gepumpt, wo es eine zweite Flüssigkeit erwärmt-wie Isobuten (das bei einer niedrigeren Temperatur als Wasser kocht.)
Diese zweite Flüssigkeit wird zu Dampf erhitzt, der die Turbinen antreibt, die einen Generator antreiben. Das heiße Wasser aus der Erde wird durch den Einspritzbrunnen in die Erde zurückgeführt, und die zweite Flüssigkeit wird durch die Turbine und zurück in den Wärmetauscher zurückgeführt, wo sie wieder verwendet werden kann.,
Geothermische Wärmepumpen
Wenn Sie Ihr Zuhause mit einer geothermischen Wärmepumpe versorgen, können Sie die Temperaturen unter der Erdoberfläche nutzen, um eine Struktur zu heizen oder zu kühlen. Obwohl die Temperaturen über dem Boden während der Jahreszeiten im Laufe der Jahre schwanken, bleibt die Temperatur unter der Oberfläche konstant zwischen 50F – 60F das ganze Jahr über.
Es gibt vier Pumpentypen, drei Closed-Loop-Systeme und Open-Loop-Systeme. Jeder hängt von der Art des Bodens, Klimabedingungen und Land zur Verfügung.,
Horizontale Systeme mit geschlossenem Kreislauf sind für Wohngebiete am kostengünstigsten. Für größere Geschäftsgebäude werden häufiger vertikale Systeme mit geschlossenem Kreislauf verwendet. Diese können manchmal 400 Fuß tief hinuntergehen. Geschlossene Schleifen, die unter oder in einem Teich oder See gebaut werden, sind normalerweise die billigsten.
In geschlossenen Kreislaufsystemen zirkuliert ein Wasser / Frostschutzmittel-Gemisch durch eine Rohrschleife unter der Erde (oder unter einem Gewässer) und in ein Gebäude. Im Winter (wie oben gezeigt) sind die Temperaturen im Untergrund wärmer als die Luft, so dass das Einpumpen von Flüssigkeit wärmer ist., Dann übertragen die elektrischen Kompressoren und Wärmetauscher die Wärme durch Kanäle im Gebäude.
Im Sommer ziehen die Rohre Wärme aus dem Gebäude und es wird in die Erde oder ins Wasser aufgenommen. Da die Flüssigkeit im Sommer bereits kühl und im Winter wärmer als die Luft ist, muss die Heizung/Klimaanlage nicht annähernd so hart arbeiten.
In Open-Loop-Systemen wird das Wasser direkt aus einer Wasserquelle in die Wärmepumpe geleitet, wo es dann entweder wieder in dieselbe Quelle zurückgeführt oder in eine andere Wasserquelle gepumpt werden kann (ohne zu verschmutzen)., Der einzige Unterschied zum Ein-und Auslaufen des Wassers ist eine leichte Temperaturänderung. Obwohl diese billiger sein können, benötigen sie auch einen stetigen Wasserfluss, der Ihr Zuhause mit Strom versorgen kann.
Diese vier Arten von Erdwärmepumpen können aufgrund der konstanten Temperatur unter der Oberfläche im ganzen Land verwendet werden, variieren jedoch in Bezug auf Effizienz und Kosteneinsparungen.
Einer der großen Fortschritte für die Zukunft der Geothermie wird als Enhanced Geothermal System (EGS) bezeichnet., Traditionell muss Geothermie dort eingesetzt werden, wo geothermische Reservoirs existieren, die hauptsächlich im Westen der Vereinigten Staaten liegen. Tatsächlich liefert Geothermie nach Angaben des US-Energieministeriums bereits rund 60% der Energie entlang der nordkalifornischen Küste. So schafft EGS technische geothermische Reservoirs, indem kaltes Wasser Tausende von Fuß unter der Erde gepumpt wird, um Zugang zu heißem Wasser zu erhalten und Dampf zu erzeugen, der für Kraftwerke an der Oberfläche benötigt wird.
Da Geothermie eine erneuerbare natürliche Ressource ist, denken Sie daran wie ein Geschenk der Erde, das immer wieder gibt., Obwohl es im Laufe der Zeit oft notwendig ist, zusätzliche Brunnen zu bohren, um die Energieproduktion aufrechtzuerhalten, gibt die Erde ständig Wärme ab, die erzeugt wurde, als unser Planet vor Milliarden von Jahren gebildet wurde. Wenn Sie das nächste Mal einen Geysir wie Old Faithful im Yellowstone National Park sehen, der heißen Dampf und Wasser hoch in die Luft abfeuert, stellen Sie sich vor, dieselbe Kraft wird zur Stromerzeugung verwendet.
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