地热能源

什么是地热能?

地热能利用地球中心的热量来产生能量。容易获得的来源通常是在板块构造作用的地区,这些地区会导致地壳移动和破裂,使熔融岩石向上移动并加热地下的水。虽然与风能和太阳能等其他可再生能源相比,它是一种鲜为人知的能源和电力来源,但很可能你已经知道了一些形式的地热能。如果你听说过喷出热水和蒸汽柱的间歇泉,或者见过天然温泉和加热池,那么你就见过地热能源的作用!

每兆瓦的土地使用:与其他发电方式相比,地热能每兆瓦所需的土地更少。图片来源:Climable.org

每兆瓦土地使用量:与其他发电方式相比,地热能每生产兆瓦所需的土地更少。

图片来源:Climable.org

地热技术从地核获取热量,并利用它为发电机提供动力,为建筑物供暖和制冷。由于地核不断地以热的形式产生能量,所以地热能一直是可用的。正是这种一致性使其区别于其他可再生能源;它不像太阳和风那样具有固有的可变性,这是它最重要的优点之一。

如何利用地热能?

有几种方法可以利用这些热量。第一种是地热热泵,利用地表以下10英尺的地下的热量来加热和冷却建筑物,地下的温度全年保持在50-60华氏度。建筑物地下的管道系统输送流体(通常是水或水和防冻液的混合物),被周围的地面加热。热泵从这种流体中除去热量,并将其泵入建筑物的空气管道系统,使热空气循环。在夏季,该系统可以反向工作;从建筑物内部取出热空气会加热管道中的流体,然后将热量传递到地面并使较冷的空气循环。

当地热能被用来发电时,它是在发电厂完成的,这些发电厂利用地表以下几英里的大型热水水库。闪蒸电厂是最常见的,使用温度超过360华氏度的水池。在这样的温度下,水在压力的作用下自然上升,并在向上移动的过程中产生蒸汽。蒸汽从水中分离出来,用来驱动涡轮机,涡轮机反过来又为发电机提供动力。多余的蒸汽和水被回收到水库,创造了一个补充和可持续的资源,同时排放很少的温室气体。

闪蒸装置:闪蒸装置是最常见的装置,其主要部件如上所示。干蒸汽和二元循环装置看起来非常相似,只有轻微的偏差。图片来源:electricaleasy.com

闪蒸装置:闪蒸装置是最常见的装置,其主要部件如上所示。干蒸汽和二元循环装置看起来非常相似,只有轻微的偏差。

图片来源:electricaleasy.com

其他不太常见的地热能源生产形式包括干蒸汽发电厂和二元循环发电厂。干蒸汽发电厂直接使用天然储层的蒸汽来发电,而二元蒸汽发电厂则使用储层的热水将另一种液体转化为蒸汽来为发电机提供动力。对于每一种类型的发电厂,在提取水和蒸汽后,水被过滤并注入地下以补充水源。

美国是顶级生产商地热能源在世界范围内的应用,其生产来源主要位于西部各州,阿拉斯加和夏威夷。在地热不那么容易获得的地区,增强型地热系统(EGS)可以通过创建工程系统来迅速扩大发电量,而不是在地下自然发现。有了这些EGS,地热能将不再局限于地理上的天然温泉,这种清洁能源的好处将是深远的。

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