אנרגיה גאותרמית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

תאור כללי של הסביבה האופיינית לתחנת כח גאותרמית

חתך כדור הארץ המראה את המבנה הפנימי

אזורים פעילים בקרום כדור הארץ: תזוזת פלטות ואזורים פעילים וולקנית

תמונה של תחנת כח גאותרמית בנבדה, ארצות הברית

שער חוברת של חברת אורמת המציגה את תחנות הכח הגאותרמיות שהחברה הקימה. בתמונה תחנת כח גאותרמית בהספק 125 מגה וואט בפיליפינים.

שער הספר המקיף Geothermal Energy Utilization and Technology בנושא האנרגיה הגאותרמית.

אנרגיה גאותרמית ליצור חשמל (Geothermal Power) פרושה שימוש במים חמים ואו בקיטור שהתחממו בחום גאותרמי אשר נוצר באדמה מן החום הפנימי של כדור הארץ ליצור חשמל. אנרגיה כזו נחשבת לאנרגיה שניתן לחדשה ואינה מתכלה כאשר המיים שעברו את התהליך מוחזרים לקרקע ועוברים תהליך חוזר של חימום. אין כאן שימור מלא של האנרגיה כי חלק מהחום משמש ליצור חשמל וחלק אובד בתהליך היצור. המושג גאותרמי מקורו במילה היוונית גאו (geo) שפרושה ארץ והמילה תרמל (thremal) שפרושה חום. המקור הוא החום הטבעי בתוך כדור הארץ מתחת למעטה קרום הארץ. מקור החום הוא בתהליכי פרוק רדיואקטיביים המתחוללים בליבת כדור הארץ. האזורים בעולם בהם הארגיה הגאותרמית זמינה הם האזורים הפעילים מבחינה טקטונית. החום עולה לפני השטח באזורים הוולקניים עם הלבה הרותחת שמקורה במעמקים.

[עריכה] היסטוריה

המקום הראשון ליצור חשמל מקיטור גאותרמי, קיטור שמקורו מן האדמה, היה לרדרלו (Larderello) באיטליה. ההצלחה סימנה את הערך הכלכלי של השימוש בחום הגאותרמי בתעשייה. יצור החשמל הגאותרמי במקום היה הצלחה כלכלית. ביפן נקדחה באר גאותרמית בשנת 1919 ובאזור הגייזרים אשר בקליפורניה שבארצות הברית בשנת 1921. בשנת 1958 החלה לפעול תחנת כח גאותרמית קטנה בוואירקאי אשר בניו זילנד ובמקסיקו בשנת 1959. ההספק הגאותרמי המותקן בעולם היה בשנת 1995, 6833 מגה וואט ובשנת 2000 7974 מגה וואט. השימוש באנרגיה גאותרמית שלא ליצור חשמל הסתכם בשנת 2001 לפי הערכה בכ 20,000 מגה וואט חום. האנרגיה הגאותרמית משמשת תפקיד חשוב במאזן האנרגיה של מספר מדינות מתפתחות כמו הפיליפינים, ניקרגואה, אל סלבדור, קוסטה ריקה, קניה, אינדונסיה ומקסיקו.

[עריכה] יצור חשמל

השדה הגאותרמי הגדול בעולם נמצא באזור הגייזרים אשר בקליפורניה, ארצות הברית, צפונית ל סן פרנסיסקו. יצור החשמל במקום שהחל בשנת 1960 מגיע ליותר מאלפיים מגה וואט בשנת 2001. שדה גדול נוסף בארצות הברית נמצא באזור הסלטון סי. בנוסף לארצות הברית מיצרים חשמל גאותרמי באיטליה, צרפת, ניו זילנד, מקסיקו, ניקרגואה, קוסטה ריקה, רוסיה, איסלנד, הפיליפינים , אינדונזיה, יפן, קניה, אתיופיה וגואטמלה. גם קנדה בוחנת אפשרות ליצור חשמל ממקור גאותרמי. ברוב המקומות האלה משתמשים בקיטור ליצור חשמל ובמיעוטם גם במיים החמים.

[עריכה] טכנולוגיות שונות

ישנם מקומות בהם הזורם הגאותרמי יוצא מן האדמה בעצמו כמו בגייזרים. בדרך כלל צריך לקדוח באר אל המאגר התת קרקעי. גם במקרה של קידוח באר ישנה אפשרות שהלחץ במאגר די גבוה והזורם הגאותרמי יצא בעצמו מראש הבאר. ישנה גם אפשרות להתקין משאבה לתוך הבאר ולשאוב את המיים החמים מהמאגר אל ראש הבאר. מקור החום הגאותרמי הזמין לשימוש הוא בדרך כלל תערובת של מים וקיטור. רוב תחנות הכח ליצור חשמל ממקורות גאותרמיים משתמשים בקיטור ומחזירים את המיים החמים ללא שימוש חזרה לאדמה.

כאשר הטמפרטורה של הזורם הגאותרמי אינה די גבוהה, כמות המיים בתערובת גבוהה. במקרים בהם משתמשים במשאבה מקבלים רק מיים בראש הבאר. במקרים אלה ניתן להשתמש בטכנולוגיה בינרית בה הזורם הגאותרמי מחמם בעזרת מחליפי חום גז הרותח בטמפרטורות נמוכות מן הקיטור כמו בוטאן או פנטאן, הגז הזה מתפשט בטורבינות וגורם לסיבוב של הגנרטורים וליצור חשמל. יחידה בינארית יכולה להיות בנויה כדי לנצל את החום גם מהקיטור ולא רק מהמיים על ידי שימוש במחליף חום בצד הקיטור.

דרך אחרת הנבחנת בשנים האחרונות ליצור חשמל גאותרמי היא במקומות בהם ישנו מקור חום קרוב יחסית לפני הקרקע אבל אין מיים. מקום כזה מוגדר כסלעים יבשים (dry rocks) ודורש תהליך מורכב של החדרת מיים לחימום ושאיבת המיים החמים או הוצאת התערובת של מיים חמים וקיטור לשימוש בתחנת הכוח הגאותרמית.

[עריכה] הזרקה

בשנים האחרונות כאשר הדאגה לאיכות הסביבה החלה גוברת, מרבים להחזיר לקרקע את המיים החמים ואת הקונדנסט שהתעבה מן הקיטור במהלך תהליך יצור החשמל. החדרת המיים חזרה לקרקע נעשית בדרך כלל בלחץ תוך שימוש בבארות הזרקה מיוחדות. המיקום והעומק של בארות ההחדרה נבחרים בקפדנות כדי לא לקרר ולא להשפיע לרעה על המאגר הגאותרמי בו משתמים להפקת החשמל. התופעה של קרור המאגר וירידת הלחץ של בארות ההפקה הן תופעות ידועות הדורשות קידוחים חדשים ואו טיפול חוזר בבארות קיימות לאוך חיי תחנת הכח הגאותרמית.

[עריכה] מה קורה בארץ

חברת אורמת טורבינות מפתחת, מייצאת ומנהלת יצור חשמל על תשתית שדות גאותרמיים . בארץ עדיין לא נמצא מקור גיאותרמי מתאים.

[עריכה] לקריאה נוספת

Geothermal Energy Utilization and Technology Edited by Mary H Dickson & Mario Fanelli, 2005. Published by Earthscan UK &USA
Power from the Earth Geothermal development in New Zealand Published by ECNZ Geothermal Group, Wairakei, ISBN 0-477-01715-0
McGraw-Hill Encyclopedia of Engineerung, Sybil P. Parker Editor in Chief. 1983 McGraw-Hill Book Company ISBN 0-07-045486-8