عنوان :

مقاله انرژی ژئوترمال

تعداد صفحات : ۴۲

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

انرژی ژئوترمال یا زمین گرمایی یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد و با وجود گسترش قابل ملاحظه آن درکشورهای پیشرفته و برخی از کشورهای در حال توسعه، در ایران کماکان ناشناخته باقی مانده است. هدف از ارایه این نوشتار آشنایی بیشتر با این انرژی می باشد.

انرژی ژئوترمال سومین نوع از انرژی های نو می باشد که در دنیا جهت تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد.کشور ایران نیز ، به دلیل واقع شدن روی کمربند آتشفشانی و لرزه خیزی جهانی،‌مخازن ژئوترمال فراوانی دارد.

امروزه تولید انرژی به کمک منابع سوختهای فسیلی یا نیروگاههای هسته ای با آلودگی قابل ملاحظه محیط زیست توام ست. انرژی ژئوترمال علاوه بر تجدید پذیر بودن در مقایسه با سایر منابع تولید انرژی آلایندگی کمتری داشته و جزو منابع پاک انرژی به شمار می رود. البته این به این معنا نیست که انرژی ژئوترمال کاملاً فاقد آلودگی است ولی میزان آلایندگی آن نسبت به نیروگاههای فسیلی یا هسته ای به حدی کم است که می توان با هزینه نسبتاً کمی آن را به حداقل ممکن رساند. البته برخی نیروگاهها و طرح های بهره برداری از این انرژی کاملاً فاقد آلودگی هستند.

امروزه، تنها عالی ترین درجات منابع ژئوترمال می توانند مورد استفاده اقتصادی قرار بگیرند. مانع اصلی در راه پیشرفت سریع جهان گسترده ژئوترمال، گرانی و تکنولوژی نامناسب و محدود می باشد. پیشرفت این تکنولوژی نیاز به  مراکز تحقیق  به  ویژه  نظارت بر کاوش ها و اکتشافات حفاری و طراحی نیروگاهها دارد.

واژه های کلیدی: انرژی ژئوترمال، گرمای زمین، مخزن ژئوترمال، نیروگاه ها، مزایای زیست محیطی، مزایای کاربردی، سوخت های فسیلی

فهرست مطالب

پیش گفتار    ۱
مقدمه    ۲
تاریخچه ژئوترمال در جهان:    ۳
تاریخچه ژئوترمال در ایران:    ۴
گرمای زمین    ۵
نشانه های انرژی ژئوترمال    ۶
مخزن  ژئوترمال    ۷
انواع مخازن ژئوترمال    ۸
تکنولوژی  ژئوترمال    ۹
نیروگاهها     ۱۳
مزایای استفاده از انرژی ژئوترمال    ۱۴
الف)  مزایای زیست محیطی    ۱۴
۱- عدم آلودگی هوا    ۱۵
گاز دی اکسید کربن ((Co2    ۱۶
– سولفید هیدروژن (H2S)    ۱۶
– آمونیاک (N3H)    ۱۷
۲- عدم آلودگی منابع آب    ۱۷
۳- عدم نیاز به زمین وسیع    ۱۸
ب) مزایای کابردی    ۱۹
– صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی    ۱۹
– زمان کارکرد  طولانی    ۲۰
– گستردگی موارد کاربرد    ۲۰
– مستقل از شرایط جوی    ۲۰
– تولید برق به وسیله واحدهای قابل حمل    ۲۱
– موارد کاربرد انرژی ژئوترمال    ۲۱
– استفاده از گرمای ژئوترمال برای طرح کاربردهای مستقیم    ۲۱
۱ـ کشاورزی و باغبانی:    ۲۲
۲ـ حوضچه های پرورش ماهی    ۲۲
تولید انرژی الکتریکی    ۲۷
پمپ های حرارتی ژئوترمال     ۳۰
– فواید پمپهای حرارتی ژئوترمال:    ۳۴
اثرات شیمیایی و جریانات ژئوترمال روی تاسیسات :    ۳۵
نتیجه گیری    ۳۸
منابع    ۳۹

منابع

۱-       تمجیدی  امیر و خسرو خسروی ، شناخت انرژی ژئوترمال در ناحیه دماوند «نشریه صنعت برق»، شماره ۱۴٫

۲-       سازمان انرژی های نو ایران، از انرژی های نو چه می دانید ،‌گزارش دوم.

۳-       نورعلیئی جواد، «موارد کاربرد انرژی ژئوترمال «نشریه صنعت»،‌شماره ۱۸٫

۴-       نورعلیئی جواد، «بررسی عملکرد یک نیروگاه ژئوترمال دو مداره» نشریه صنعت برق، مرداد ۸۱٫

۵-       نورعلیئی جواد،‌«مزایای کاربرد» نشریه صنعت برق، شماره ۸۶، مرداد ۸۲٫

۶-       نورعلیئی جواد، «انواع سیکل های تولید برق در نیروگاههای ژئوترمال» نشریه صنعت برق،,‌شماره ۴۶، اسفند ۷۸٫

۷-       نورعلیئی جواد،  «سیستمهای جانبی نیروگاههای ژئوترمال» نشریه صنعت برق،,‌شماره ۵۰، تیر ۷۹٫

۸-       نورعلیئی جواد،«آشنایی با انرژی ژئوترمال» نشریه صنعت برق. بهمن ۸۱٫

۹-       Dr. Diana Hleen, “Assessment of the potential for low temperature systems in the western Canadian sedimentary Basin, Earth Sciences, Simon Fraser University.

پیش گفتار

توسعه شگرف علم و فن در جهان امروز، ظاهراَ آسایش و رفاه زندگی بشر را موجب شده است، لیکن این توسعه یافتگی ، مایه بروز مشکلات تازه ای نیز برای انسانها شده است که از آن جمله می توان به آلودگی محیط زیست، تغییرات گسترده آب و هوایی در زمین و غیره اشاره نمود. بحران آلودگی در جهان و کاهش ذخایر فسیلی در جهان از یک سو و رشد فزاینده جمعیت از سوی دیگر، موجب گرایش روز افزون دانشمندان علوم مختلف به سوی انرژی های نو شده است. انرژی ژئوترمال یا زمین گرمایی یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد و با وجود گسترش قابل ملاحظه آن درکشورهای پیشرفته و برخی از کشورهای در حال توسعه، در ایران کماکان ناشناخته باقی مانده است. هدف از ارایه این نوشتار آشنایی بیشتر با این سرمایه با ارزش و همیشگی می باشد.

 مقدمه

اصطلاح ژئوترمال واژه ای است یونانی که از کلمات Geo به معنای زمین و ther/ me به معنی حرارت تشکیل شده است و انرژی زمین گرمایی هم نامیده می شود. این انرژی از سیال داغ موجود دراعماق زمین به دست می آید. در واقع آب داغ یا بخار خروجی از زمین عامل انتقال انرژی ازمخزن ژئوترمال به سطح زمین است. این انرژی در مخزن زمین گرمایی، متمرکز شده است که برای دسترسی به آن در محل مخزن ، چاهی عمیق حفر می شود.

 طبق محاسبات به عمل آمده مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در ۱۱ کیلومتر فوقانی پوسته زمین ، معدل ۵۰ هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته امروز جهان است.

این منبع طبیعی فراوان و تمیز ، به طور پیوسته و یکنواخت در دسترس است در حال حاضر در بیشتر کشورهای پیشرفته ، بخار ژئوترمال و آب داغ برای تولید انرژی الکتریکی با کمترین تاثیرات محیطی مورد استفاده قرار می گیرد. آب های گرم مستقیماَ از زمین ، برای گرم کردن گلخانه ها، حوضچه های پرورش ماهی و سیستمهای گرمایش و سرمایش و غیره به کار می روند. همچنین پمپهای حرارتی ژئوترمال را می توان تقریباَ در هر جایی نصب کرده  بهره برداری از انرژی ژئوترمال به عنوان یک منبع انرژی پتانسیل در اعماق زمین، مستقل از شرایط جوی بوده و قابلیت جوابگویی به نیاز کنونی و آتی بشر دارد.

امروزه از ژئوترمال در ۲۱ کشور جهان برای تولید الکتریسته و در ۵۵ کشور دنیا برای استفاده مستقیم از منابع استفاده می شود. بدیهی است که بهره برداری گسترده از ذخایر انرژی ژئوترمال مستلزم تحقیق و توسعه بیشتر در زمینه روش های اکتشاف و استخراج آن است.

تاریخچه ژئوترمال در جهان:

این انرژی از ابتدای خلقت مورد استفاده انسان بوده است. به این ترتیب که از آن برای شستشو، پخت و پز، استحمام، کشاورزی و درمان بیماریها استفاده می شده است. اسناد و مدارک موجود ثابت میکند که ساکنان کشورهایی نظیر چین، ژاپن اسلند و نیوزلند در گذشته های دور از این انرژی استفاده می کردند. در سال ۱۸۲۸ فردی به نام لار در للو در کشور ایتالیا برای تهیه اسیدبوریک به جای سوزاندن هیزم از حرارت آبهای گرم استفاده  کرد که بعدها نام محل اجرای طرح مزبور را لاردرللو نامیدند.

در سال ۱۸۷۰ با روش های پیشرفته علمی نوع رفتار حرارتی زمین مورد مطالعه قرار گرفت. نخستین تلاش ها در لاردرللو در سال ۱۹۰۴ برای تولید برق با استفاده از انرژی ژئوترمال صورت گرفت. در سال ۱۹۰۸ در همان منطقه، نخستین نیروگاه ژئوترمال به ظرفیت ۲۰ کیلووات راه اندازی شد که در سال ۱۹۴۰ ظرفیت آن به میزان ۱۲۷ مگاوات افزایش یافت تا سال ۱۹۵۰ بهره گیری از انرژی ژئوترمال رشد چندانی نداشت اما حد فاصل سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۳ بهره گیری از انرژی ژئوترمال رشد چندانی نداشت اما حد فاصل سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۳ به دلیل گران شدن بی سابقه و ناگهانی نفت، همه کشورها به فکر استفاده از انرژی های جایگزین افتادند و به تدریج کشورهایی چون امریکا ، اسیلند،  فیلیپین، اندونزی و اغلب کشورهایی که روی کمربند ژئوترمال جهانی قرار دارند شروع به بهره برداری از این انرژی کردند.

تاریخچه ژئوترمال در ایران:

شناخت  انرژی  ژئوترمال در ناحیه دماوند  در  چهارچوب   بررسی های انرژی ژئوترمال در مناطق آذربایجان و دماوند از سال ۱۹۷۵ به وسیله شرکت ایتالیایی انل (ENEL) و با نظارت وزارت نیرو آغاز شد و تا سال ۱۹۸۳ به طول انجامید. این مطالعات شامل زمین شناسی نوری ، زمین شناسی، آتشفشان شناسی، آب شناسی، هیدرولوژی، ژئوشیمی و ژئوفیزیک است.

سازمان انرژی های نو ایران (سانا) وابسته به وزارت نیرو از سال ۱۳۷۴ فعالیت رسمی خود را آغاز کرده تا از انرژی های نو مانند انرژی خورشیدی، انرژی ژئوترمال، انرژی باد، بیوماس و بیوگاز، انرژی امواج و غیره بهره گیری کند.

استفاده از انرژی ژئوترمال در ایران به سال های دور می رسد به طوری که مردم به شیوه های سنتی از این انرژی در محل هایی که چشمه آب گرم وجود داشت، در قالب حمامها و استخرهای شنا جهت مصارف آب درمانی و تفریحی استفاده می کردند. هم اکنون مطالعات احداث اولین نیروگاه ژئوترمال در کشور توسط سا زمان انرژی های نو وابسته  به وزارت نیرو در منطقه مشکین شهر در حال اجرا است که تا کنون سه حلقه چاه اکتشافی به عمق های حدود ۳۲۰۰ متر، ۳۱۷۰ متر و ۲۲۰۰ متر جهت برآورد و تخمین پتانسیل انرژی ژئوترمال در منطقه سبلان حفاری شده است و نتایج اولیه حاکی از وجود پتانسیل بالا و مطلوبی برای احداث نیروگاه در این منطقه است. همچنین در این سازمان پروژه پمپ حرارتی در شهر تبریز جهت تأمین گرمایش و سرمایش ساختمان ها  در حال انجام است. تاکنون مناطقی از ایران که دارای پتانسیل مناسب جهت بهره برداری از انرژی ژئوترمال هستند، مورد مطالعه قرار گرفته اند و پروژه های تحقیقاتی در این زمینه در دست مطالعه و اجرا می باشد.

 گرمای زمین

گرمای درونی زمین به تدریج با افزایش عمق، افزایش می یابد( ۳ درجه به ازای هر ۱۰۰ درجه  که در مناطق آتشفشانی جوان این میزان حدود ۳ تا ۵ برابر است)  به طوریکه در مرکز زمین این گرما به بیش  ۴۲۰۰ درجه سانتی گراد (۷۶۰۰ درجه فاز نهایت ) از می رسد. بخشی از این گرما مربوط به آثار باقی مانده از توده ای آتشین مانند در حدود ۵/۴ بیلیون سال پیش می باشد، اما بیشتر این گرما از فساد و زوال ایزوتوپ های رادیواکتیو به وجود آمده است. همانطور که گرما به طور طبیعی از نواحی گرمتر به نواحی سردتر حرکت می کند،  گرمای زمین هم همراه یک افت و خیز نسبی از مرکز به سطح جریان دارد یعنی از جایی که ۴۲ میلیون مگاوات گرما تخمین زده شده که مدام در فضا بخش می گردد. حجم ذخیره شده این گرمای بی اندازه را نمی توان بدست آورد،  زیرا گرمای درونی کمی به سطح می رسد. بر اساس نظریه تکتونیک صفحه ای، مشخص شده است که مقداری از این گرما ، که در اعماق مطلوب برای استخراج تجاری آن تمرکز یافته، مراقبت می شود. طبق این نظریه پوسته زمین از تعدادی صفحه تشکیل شده است که نسبت به یکدیگر درحال حرکتند. این صفحات متحرک روی ماده نیمه سیالی که در عمق تقریبی ۱۰۰ کیلومتری واقع شده است، قرار دارد. با توجه به اینکه مرز صفحات مزبور جز مناطق فعال زمین است مناطق زلزله خیز فعال آتشفشانی و ذخایر زمین گرمایی جهان نیز روی این مناطق واقع شده است. جایی که دو صفحه با هم برخورد می کنند معمولاَ یکی به زیر دیگری می رود. در عمق زیاد ، درست بالای صفحه ای که به پایین رفته، گرمای درونی، به اندازه ای بالا می رود که مناسب ذوب سنگها می باشد. در نتیجه جرم ماگما که تراکم کمتری نسبت به محیط سنگها دارد تا پوسته و گاهی اوقات تا آتشفشانهای محترق صعود می کند.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .