بشكل عام إن محطات الطاقة الحرارية الأرضية هي محطات موثوقة ونظيفة ومنتجة للطاقة بشكل كبير جداً مع إمدادات وقود آمنة، حيث إن الطاقة الحرارية الأرضية توفر طاقة الحمل الأساسي، والتي قد تعمل بعوامل قدرة تتراوح من 85 إلى 90٪، ويوجد هناك ثلاثة أنواع من تقنيات توليد الطاقة الحرارية الأرضية وهم: البخار الجاف والبخار السريع والدورة الثنائية، وعادةً تستخدم محطات البخار هذه البخار مباشرة لتشغيل التوربينات، والتي تعمل على تشغيل مولد ينتج الكهرباء.
ما هي الطاقة الحرارية الأرضية؟
هي عبارة عن الطاقة التي يتم إنتاجها عادةً عن طريق تسخير حرارة الأرض، وقد تم تسخير موارد الطاقة الحرارية الأرضية لعدة قرون من حالات الاستخدام المباشر مثل: التدفئة والاستحمام، وحالياً أن أكثر مجالات الطاقة الحرارية الأرضية في العالم هي في مجال توليد الكهرباء، ويوجد هناك طرق رئيسية لتسخير موارد الطاقة الحرارية الأرضية هذه وذلك من خلال: مضخات الحرارة الجوفية أو الموارد الحرارية المائية.
أجزاء محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية:
تستخدم محطات الطاقة الحرارية الأرضية عادةً الحرارة الموجودة داخل الأرض لتوليد الكهرباء الصالحة للاستخدام البشري، ونظراً لأن الأرض يوجد بها طاقة حرارية أعلى بكثير، مما يمكن أن تستخدمه أو تستخرجه محطات الطاقة الحرارية الأرضية فيعتبر العديد من العلماء أن الطاقة الحرارية الأرضية هي فعلاً طاقة مستدامة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
ومثل محطات الطاقة الأخرى من توربينات الرياح إلى محطات الطاقة النووية فتولد محطات الطاقة الحرارية الأرضية الكهرباء في النهاية عن طريق تشغيل التوربينات التي تولد حركتها كهرباء قابلة للاستخدام، وعلى سبيل المثال أنتجت العديد من دول العالم مثل: الولايات المتحدة حوالي 15 مليار كيلوواط من الطاقة باستخدام محطات الطاقة الحرارية الأرضية.
– فيما يلي أجزاء من محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية:
الفتحات الحرارية الأرضية:
إن المنفذ الحراري الأرضي هو المكون الأول لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية، والمنفذ الحراري الأرضي هو عبارة عن بئر عميق محفور في الأرض تستخدمه محطة الطاقة للاستفادة من حرارة الأرض، ويمكن لمحطات الطاقة الحرارية الأرضية الاستفادة من هذه المنافذ لاستخراج كميات كبيرة من الماء، حيث تسحب معظم محطات الطاقة الحرارية الأرضية مياه شديدة الحرارة ومضغوطة إلى أعلى وتسمى محطات البخار السريع، وقد تحفر محطات الطاقة الحرارية الأرضية أيضاً مسافة كافية تحت الأرض (تصل إلى حوالي ثلاثة كيلومترات) للوصول إلى نقطة قد تكون فيها الأرض دافئة بدرجة كافية لغلي الماء، وتسمى هذه فتحات البخار الجاف.
مولد البخار:
مكون رئيسي آخر لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية هو وحدة إنتاج البخار، والتي يمكن أن تتخذ أشكالاً متعددة، ففي فتحة تنفيس محطات البخار السريع يتم سحب المياه المضغوطة (شديدة التسخين) من مكانها التي تكون تحت الأرض إلى خزانات الضغط المنخفض، ويبقي ضغط الأرض -الماء- في شكل سائل على الرغم من ارتفاع درجة حرارته، وبإزالة هذا الضغط فإنه قد يتحول الماء الساخن على الفور إلى بخار، وفي محطة البخار الجاف تضخ المحطة المياه إلى قاع الفتحة، حيث تغلي حرارة الأرض -الماء- وتحوله إلى بخار.
التوربينات:
بغض النظر عن نوع محطات الطاقة الحرارية الأرضية تقوم محطات البخار الجاف بضخ البخار من الفتحة الحرارية الأرضية إلى التوربينات الكبيرة، ويمر البخار بهذه التوربينات ومن ثم يحولها في هذه العملية إلى كهرباء، حيث يتم توصيل هذه التوربينات بمولد كهربائي، وأخيراً تقوم هذه التوربينات بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وبالتالي هذا يعني تحويل الحرارة من الأرض إلى كهرباء قابلة للاستخدام.
المكثف:
بعد مرور البخار عبر التوربين يستمر في الوصول إلى حجرة المكثف، حيث تعمل هذه الغرفة عادةً على تكثيف البخار مرة أخرى في الماء السائل عن طريق تبريده، ويمكن استخدام الحرارة الزائدة المفقودة مع تحول البخار إلى ماء سائل في تطبيقات أخرى مثل: التدفئة أو الزراعة في الصوبات الزراعية، ويتم بعد ذلك ضخ الماء السائل المبرد مرة أخرى إلى الأرض إما لإعادة عملية الغليان للبخار الجاف أو حتى لتجديد الخزان الجوفي الطبيعي المسخن لمحطات البخار السريع.
وأخيراً يمكننا إن نقول أنه يمكن لنا استخدام الطاقة الحرارية الأرضية في العديد من الاستخدامات إلى جانب إنتاج الكهرباء في محطات الطاقة، حيث يمكن لنا استخدام المصادر الحرارية الأرضية للماء الساخن لتدفئة المنازل، حيث يتم ضخ الماء الساخن عبر الأنابيب الموجودة في جدران المبنى لتدفئة هذه المنازل، كما يمكن استخدام المياه الساخنة أيضاً كمصدر للمياه الساخنة في المنازل، والتي تستخدم عادةً في المطبخ وفي حالات الاستحمام وما إلى ذلك، وهذه المياه الساخنة لا تحتاج إلى التسخين، وبالتالي فهي مصدر نظيف ورخيص.
